Способ определения плотности пород методом акустического каротажа

( 9) 5)5 6 01 Ч 1/ ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ С ВИДЕТЕЛ ЬСТВУ(71) Раменский филиал Всесоюзного научно-исследовательского проектно-конструкторского и технологического института геологических, геофизических и геохимических информационных систем(56) Ивакин Б.Н., Карус Е.ВКузнецов О,Л. Акустический метод исследования скважин. - М.: Недра, 1978, с, 226 - 227.Крауклис П,В Крауклис Л.А, Волновое поле точечного источника в скважине. В сб,: Вопросы динамической теории распространения сейсмических волн, ВыпХИ, Л., Наука, 1976, с. 41 - 53,Изобретение относится к геофизическим исследованиям кважин, а именно к широкополосной модификации метода акустического каротажа,Известен способ акустического каротажа, который включает в себя излучение акустического импульса с нешироким спектром частот(25 кГц и более, СПАК, СПАК, АКЦ, ПАРУС), возбуждение и прием в скважине прсдольных волн давления и поперечных волн сдвига, регистрацию волнового пакета и определение параметров пересекаемых скважиной пород по амплитуде и времени прихода волн,Однако из-за возбуждения акустйческого импульса с нешироким спектром частот приходящие в волновом пакете поперечные(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЛОТНОСТИ ПОРОД МЕТОДОМ АКУСТИЧЕСКОГО КАР ОТАЖА(57) Использование: при геофизических исследованиях в широкополосной модификации акустического каротажа, Сущность изобретения; вскважине возбуждают поперечную волну сдвига и две различающиеся по длине трубные поверхностные волны Лэмба-Стоунли. Последние, выбирают из условия их нахождения в области максимальной дисперсии скоростей. По функциональным зависимостям скоростей указанных волн от их длин аппроксимацией определяют скорость трубной волны при нулевой частоте и ее значение в дальнейшем используют для расчета плотности пород, 1 з,п,ф-лы,волны сдвига накладываются на продольные волны давления и часто не мо ут быть выделены в чистом виде, А трубные поверхностные волнь типа Лэмба-Стоунли ввиду отсутствия в импульсе возбуждения низкочастотных составляющих вообще не всзбуждаются и не присутствуют в регистрируемом волновом пакете, В силу этого, при исследовании скважин данным способом, возможно определять параметры пород, зависящие от времени прихода и затухания, в основном, продольной волны давления.Наиболее близким по сущности и достигаемому эффекту является широкополосная модификация способа акустического каротажа. В этом случае по формуле, связываю40 45 В",0 55 щей плотности жидкости и породы, фаэовую скорость волны Лэмба на нулевой частоте, скорости волн в жидкости и поперечной волны в породе можно определить объемную плотность породы,Недостатком известного способа является погрешность, вносимая в определение объемной плотности пород за счет того, что в известную формулу определения плотности пород входит скорость волны ЛэмбаСтоунли при нулевой частоте, которая в зависимости от разреза может сильно отличаться от наблюдаемой скорости волны Лэмба-Стоунли на частоте 3 - 4 кГц, Поэтому плотность пород методом акустического каротажа, как правило, оценивается с большой погрешностью.Цель изобретения - повышение точности определения плотности пород,Способ осуществляют следующим образом.Поскольку возбуждение в широкополосной аппаратуре волны Лэмба нулевой частоты, которая необходима для вычисления плотности пород, технически не представляется возможным, то выполняют следующий прием. На дисперсионных кри. аых скоростей трубных поверхностных волн, крайние скорости которых соответствуют скорости волны Лэмба (приА-+ ) и скорости волны Стоунли (при А -ф О), выбран линейный участок максимальной дисперсии скоростей, который находится в диапазоне 0,5К гскв2,5, где К - волновое число, Для практического осуществления способа возбуждают две волны типа Лэмба-Стоунли с такими длинами волн А 1 и А 2, чтобы с учетом радиуса скважины гскв попали в этот ВЫбРаННЫй УЧаСтОК, НаПРИМЕР, К 2 Гскв = 1 И К 1 гскв = 2, По волновому пакету определяют скорости этих волн Ч 1, Ч 2, Затем аппроксимацией, например, линейнойЧ .2Л 2 - Ч 1Л 11-о +Ах определяют скорость волн Лэмба Чо принулевой частоте, т.е, К гокв = О,Если при возбуждении выполняется условие А 2= 2 А 1, то формула линейнойаппроксимации упрощается и Чо находятиз соотношенияЧЫ - 2 Ча 2-ЧО+ Л,Величина Лсоответствует отклонению зависимости от линейной. Зта нелинейностьпроявляется при малых К гскв Она составляет не более 3 от Чо и учитывается таблицей поправок,Далее по зарегистрированному волновому пакету определяют скорость поперечной волны сдвига волны Ч, а также с учетом 5 10 15 20 25 30 35 температуры и давления в исследуемом интервале скважины определяют скорость а буровой жидкости Чж и ее плотность р ж,После этого плотность породр, определяют из формулыЧэ 2 Чэ 2Чо ЧжПри реализации способа на скважине в интервал 1467 - 2350 м с использованием зонда И 2, .) П 10, 5 П 2 волны- Ят 1 и 1:312 были орга, 1 ованы в волновом пакете так, что более н 1 ночастотная волна- Зт 2 приходит с задержкой по времени на 800 - 900 мкс, т,е. на три периода, что позволяет без предварительной обработки определять длины волн и их скорости.Предлагаемый способ позволяет определить методом акустического каротажа такой важный параметр, как плотность пород, а следовательно, и модули упругости горных пород; модуль сдвига, обьемный модуль и другие ц изико-механические характеристики горных пород, которые могут быть использованы инженерной геологией.Формула изобретения 1, Способ определения плотности пород методом акустического каротажа, заключающийся в возбуждении и приеме поперечной волны сдвига Ч и трубной поверхностной волны Лэмба-Стоунли Ч 1, регистрации и определении скоростей их распространения с учетом термодинамических условий интервала измерения, а также определении плотности буровой жидкости р ж и скорости акустических волн Чж в ней и вычислении плотности породр и по фор- муле рп -Чэ )2 ЧБ 2Ч 1 о Чж о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности определения плотности пород, возбуждают, принимают и регистрируют вторую трубную поверхностную волну типа Лэмба-Стоунли большей длины, выбранную из условия максимальной дисперсии скоростей обеих волн типа ЛэмбаСтоунли0,5К 2 тсквК 1 гскв2,5, где К 1 и К 2 - волновые числа первой и второй ВОЛН Лэмба-СтоуНЛИ С дЛИНВМИ Л 1 И л 2; Гскв- радиус скважины;далее определяют скорость второй волны Ч 2 и ПО эаВисимостямЧ .1 = 1 ( Л 1 ) и Ч .2 = 1 ( Л 2 )Заказ 2283 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 аппроксимацией определяют скорость трубной поверхности волны Чпри К гк = О,2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю щи й ся тем, что, с целью исключения наложения первой и второй трубных поверхностных 5 волн типа Лэмба-Стоунли, их прием выполняют с задержкой по времени по крайней мере на три периода, при этом знак задержки определяют с учетом типа дисперсии скоростей изучаемого разреза.