Способ акустического каротажа

424099 Союз Советских Социалистических РеслубликОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Зависимое от авт. св:детельства -Заявлено 26. 01.73 (21) 1877708/26-2с присоединением заявки-1 ч 1 40 Гооударствениый комитет Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий(72) Автор изобретения ельцман 71) Заявитель ытно-конструкторское бюро геофизического остроения 54) СПОСОБ АКУСТИЧЕСКОГО КАРОТАЖА еофизическц В этик способа зается между и ли двух другихИзооретение относится к гисследованиям скважин.Известны способы акустического каротажа, основанные ца периодическом возбуждении в скважине аку 1 стческого импулыса излучателем, приеме акустического импульса приемнком и измерении интервала времени пробега звуковой волны, по которому определяют скорость распространения звука в породе, При этом в качестве 1 волны, несущей инфоо мацию, принимается волна, преломленная н стенке скважины под углом полного знутреннего отражения. Для того, чтобы исключить пути пробега ззутковой волны по буровому раствору, т. е. от излучателя до стенки скза жнны и от стеньки скважины до приемника, применяют две акустические зондовые установки с разным расстояниеа от излучателя до пртезтника и вьпчисляют разность времен пробега волны между этими зондовымп рас стояниями. Прц этом имеется в виду, что обе зондовые установки расположены ца одшакозоз расстоянцц от стенки скважины, т. с. электроакустцчеокие преобразователи расположены на одной прямой, параллельной стенке 25 скважины. интервал времени отсчитыкодом первык вступлений оответствующик фаз от цзлучателя (цзлучателеи) и пд 1 езнЗБаз (прерник) Однако известные способы отл;наотся н- достаточной точностью ззеренпя нтервала времени. Оое волновые картины, принятые приемником (цлц приемниками), отличаются друг от друга по амплитуде. Поэтому часто не существует дзук равноудаленнык от перзо;о вступления точек, разнозначнык по уровшо, на который должно быть настроено пороговое устройство для отсчета вреатенного;нтервала. Вследствие затукания на базе цззеренця на первоз прцнятом сигнале рабочий уровень ближе к первому вступлению, чем на втором сигналепоэтозту,порсговое устройстево срабатывает от несоответствующцк точек на волновой картине. Это явление, часто называемое явлением перескока, может вызвать погрешность, достигающую значцтелыной зелцчцнь.Уравнения преломленной волны, регистр.труемой двумя зондовымц установкахц трек- элементного зонда акустцчеокого каротажа, с учетом налчця времени запаздывания момента срабатывания порогового устроцстза относительно момента первого вступления (для трекэтементного зонда 11 АИ.ВП) имеют втд:1; 2 сов г 2 2 со: . т, = -- , + +г(; т,= - 1 - , - +г, (1)2где: Т - время пробега волны от ближнего излучателя и приемн(и(ку; Т, - то же, от дальнего излучателя; г - ра(сстоянг от блпэкнего излучателя до п(риемника; 2 - то жг, от дальнего излучателя; У - с(корость распрост(ранения сигнала з буровом растворе; Г 2 - то же, (в окружающей породе; Ь - расстоян:е от зонда до стенки скважи(ны; г - угол полного внутрен(него отражени(я для грани(цы сред "о скоростями Г и У 2, г и 12 - в(ремеза запазды(ванпя момента сра(батызания,порого(вого устрой(ства относительно моме(нта пе(рвого вступления соответственно для мень(шей и большей зондовой устано(вкц.Из ура(вненпй (1) определяем ХТ= Т, - Т,В общем случае 2 Ф 1, поэтому, определяя12 из (разгнияУ.=Ыз) как это делается в известных способах акустического каротажа, мы допускаез существенную погреш(ность, тем больтпую, чем больше 12 - г, т. е. чем больше затухание сигнала на базе измерения.В отдельных случаях, когда 2=е=0 или г 2=г НЕЗа(зцонсМО От ИХ абСОЛЮтНЫХ ВЕЛИЧИН попрешцость за счет (перескока отсутствует. Для повышения то(чности измерения преллагается опс(соб, по (которому определяют измене(нне угла полного внутренне(го ог)рагкгния з зависимсстц от скорости пробега ззу(ко(вой вол(ны в породе, для чего реги(стрируют времена пробега зву(козой вол(ны между несколь(кими парами излучателей и приемников с равными базами измерения, расположенными на разньх,расстоя(ниях от стенки ск(важины, а по раз(но(сти этих зреен опрг(деляот ско(рость рас(простра(нения акустиче(с(кого сигнала в породе. Можно регист(ри(ровать времена прооега звуковой (волной расстояни(я от одного и(злучателя до д(вух приемников, рас(положенных на равных ра(сстоя(нтях от излучателя и на раз(ных,ра(с(стоя(ниях от стенки скважины, времена пробега зву(ковой волной рассто(яния от д(вух излучателей, расположенных на разных ра(сстояниях от стенки ск(важнны, до одного прие(мника, ра(сположе(н(нот(о от излучателгй н а равных,р асстоян(ях.,Предла(гаемый спосо(б позволяет исключить иогреш(ность, вызва(нную осла(блением пер(вых (зсту(плений на базе измере(ния, т. к, с вы(сокой степе(нью достоверности обеспечц(вает раве - ство2(Спосо(б имеет следующую физическую о(снопу: гз(вестно, что в за(висимости от изменения1(У 2, а следовательно, отношения,. изменяется угол , а (вместе с ним длина, пути, проходи(мс(го п(реломлгнпой вол(ной по буровомураствору, и соот(ветствующее ему (время, Измеряя это в(ремя, можно одиозна(чио о(пределять скорость распространения звука з породе.5 Реализация такого принципа приводит кзондовой устано(вке нового тина, которая позволяет о(беопечить равенство (4).0(на экв(и(валентна двум двухэлементнымзо(ндам с одинаковыми оазами г, которые ра:- 10 положг(ны на расстояниях 6 и г 2 от стенкиск(важцны, пари(чем /г 2 - /г=Л 7 г величина неизмененная,Уравнения (1) для такой зондовой устано(вкц имеют зцд:15Е 2 соя г г 2 г соь(, -(- , (-(;, г,= ( - ; (, (.( (5(2 ( Анализ (пути прохождения волны от цзлучателек к приеынку позволяет предположть г 2=г. В самом деле, пути прохождения прло(мленной волны для двух пар преобразователей драктцчески отличаются лпшь на отрезок пути в буровом растворе, вдоль которого отсутствует затуха(ние сцгна:а.Та(кцх образом можно записать 2 ЛЛТ - со 5 (оЪчитызая, что =агсзп получим:тГ( Т) 2 МГ) -1 4 т- - Ъ Т) 401(где1,В частном случае д(зе указанные выше зондо(вые у(ста(ножовки мо(гут быть образованыодним излучателем и двумя (приемниками,либо д(вум(я 1 злучатесляп ц одним прцезп:ком,Для обеих этих модцфпкац."и выражения.У12 -у т - (т)- 55Где ЛЙ=Л 2 - г. Предмет из о бр етен ця 1. Спосо(б акустического каротажа, состоящпи (в периодическом возбуждении в скзаж:.- не звуковой волны с (позощью излучателя, приеме з(зуко(зой волны, про(шедшей по породе, с поио(щью приемника и измерении интервала времени (пробе(га звуковой волны на оа зе изме(рения, отдачаогшся тгм., что, с целью где Т, - в(ремя пробега волны от первого пр.емника,к первому излучателю. Т 2 - то ж", 20 для второй пары л(рео(бразозателеи; остальные обозначения, как в уравнении (1).2-Лт=т Т -+(2 - ) 6):Заказ 3674 Изд. М 1519 Тираж 678 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий Москва, Ж, Раушская наб., д. 45Обл. тип. Костромского управления издательств, полиграфии и книжной торговли повышения точности измерений, определяют изменение угла полного внутреннего отражения:в зависимости от скорости, пробега звуковой волны в породе, для чего регистрируют времена пробега звуковой волны между несколькими парами излучателей и приемников с,равными базами измерения, расположенными на разных расстояниях от стенки скважины, а по разности этих времен ооределяют скорость распространения акустического сигнала в породе,2, Способ по п, 1, от,гачающийся тем, что регистр 1 ьруют времена пробега звуковой волной раостояния от одного излучателя до двух приемников, раоположенных на равных расстояниях от излучателя и на разных расстоя ниях от стеньки скважины. 3. Способ по п. 1, отлицаощийся тем, чторегистрируют времена пробета звуковой волной расстояния от двух цзлучателей, располо женных на разных раостояниях от стенкискважины, до одного приемника, расположен.ного от излучателей на равных расстояниях,