Способ акустического каротажа

Союз СоветскнкСоцналнстнческнкРеспублнк ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ргг 972442(51 М.Кл з С 01 Ч 1/40 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(71) Заявитель Всесоюзный научно-исследовательский институт ядерной геофизики и геохиглии г 54) СПОСОБ АКУСТИЧЕСКОГО КАРОТАЖА Изобретение относится к промыслово-геофизическим исследованиям скважин методом многоэондового акустичес кого каротажа и может быть использовано для выделения и измерения параметров различных типов упругих волн из полного акустического сигнала с использованием метода двуглерной пространственно-временной фильтрации при обработке зарегистрированных сигналов на ЭВМ,Известен способ акустического каротажа, основанный на непрерывном перемещении скважинного прибора,возбуждении в скважине и приеме упругих колебаний на зондовых расстояниях с помощью нескольких акустических преобразователей, обработке принятых сигналов путем суммирования и накопления в оперативном запоминающем устройстве за несколько циклов и регистрации суммарного сигнала на магнитный носитель.За счет накопления сигналов эа несколько циклов излучения обеспечивается повышение помехоустойчивости и точности измерений при цифровой обработке1 .Однако применять этот способ можно .только для выделения продольной волны и при малой скорости движенияскважинного прибОра.Известен также способ акустического каротажа, согласно которомуза счетсуммирования принятых сигналов от двух преобразователей по линии годографа поперечной волны обеспечивается повышение точности выделения ее вступления2.Однако, так как расстояние междуприемниками несогласовано с длинамиволн, возбуждаемых в применяемыхакустических сигналах, а также из-завлияния неоднородности разреза скважины, возникают значительные погрешностиНаиболее близким к изобретениюявляется способ акустического каротажа, основанный на непрерывном перемещении скважинного прибора, возбуждении и приеме .в скважине упругихколебаний на эондовых расстоянияхс помощью нескольких акустическихпреобразователей, обработке принятых сигналов путем амплитудного выравнивания и суммирования с учетоинаправления линии годографа выделя.емого и измеряемого типа волн 1 3.За счет накопления путем сугвироЗ 0 вания по линии годографа можно обеспечить выделение и измерение волны определенного типа из полного акустического сигнала, Однако при измерениях в неоднородном разрезе скважины одновременно меняет свое положение как возбуждающий, так и при нимающий акустические преобразователи.Следовательно, на точность измерений оказывают влияние неоднородности участков скважины как в облас О ти расположения возбуждающего, так и в области расположения приемного преобразователей.Цель изобретения - повышение точ- ности и скорости каротажа. 15Поставленная цель достигается тем, что согласно способу акустического каротажа, заключающемуся в непрерывном перемещении скважинного прибора, возбуждении и приеме в сквахине упругих колебаний на зондовых расстояниях с помощью нескольких акустических преобразователей, обработке принятых сигналов путем амплитудного выравнивания и суммирования с учетом направления линии годографа выделяемого и измеряемого типа волн, синхронное возбуждение излучающего акустического преобразователя и переключение приемных акустических преобразователей осуществляют со скоростью, равной скорости перемещения скважин- ного прибора, но противоположно направленной, при этом шаг расположения приемных акустических преобразовате ф лей равен половине минимальной длины . волны в спектре возбуждаемых и принимаемых в скважине упругих колебаний, а расстояние между крайними приемными акустическими преобразова телями равно максимальной длине волны в спектре возбуждаемых и принимаемых акустических колебаний.На фиг. 1 (а,б,в) дано устройство,45реализующее предлагаемый способ; наФиг, 2 (а,б,в) - временные диаграммыпоясняющие способ.Устройство содержит скважинныйакустический прибор 1, соединенныйлинией 2 связи с наземной аппаратуройи включающий акустический излучатель3, блок 4 акустических приемников,содержащий 16 приемников (П 1-П 16),расположенные с постоянным шагом,зондовые расстояния 5-7, фиксированное значение глубины 8. Наземнаячасть включает блок 9 согласованияи управления параметрами скважинного зонда и блоками обработки данных,аналого-циФровой преобразователь 10, 60оперативное запоминающее устройство(ОЗУ) 11 и накопитель 12 на магнитной ленте,Способ осуществляется следующимобразом, 65 При широкополосном акустическомкаротаже преобладающими частотами вспектре возбуждаемых и регистрируемых сигналов для основных типовволн (Р,Я,Ь) и диапазонов скоростейраспространения упругих волн в горных породах соответствуют следующиедлины волн;для продольной волны (Р) Чр2500-8000 м/ср Е = 12,5-30 кГцрАюи = 0,083 мр Лбах = Офб 4 мрдля поперечной волны (Я) Ч1600-4500 м/с; Е = 8-20 кГц",0,08 муЯ,щах = 0,56 м 1Ъля лэмбовской волны ).) Ч1450 м/с; Е = 3-12,5 кГц;Л0,116 м; 3 = 0,48 м.Следовательно, для реализации приобработке сигналов пространственновременной фильтрации шаг между приемными преобразоватями может быть выбран равным Л /2=0,04 м. Длинаблока 4 акустических приемников,т.е. расстояние между крайними преобразователями, выбирается равнойЛ=0,64 м при этом он может состоятьиз 16-ти преобразователей (П 1-П 16).При непрерывном движении скважинного прибора со скоростью Чх частоту запуска акустического излучателявыбирают таким образом, чтобы за время между циклами возбуждения скважинный прибор проходил расстояние, равноешагу приемных преобразователей в блоке 4 акустических приемников.Например, при частоте запуска излучателя 12,5 Гц скорость каротажа должна быть выбрана 1800 м/ч, так как завремя между моментами возбуждения излучателя зонд проходит расстояние,равное шагу (0,04 м)между приемнымипреобразователями. Скорость каротажаможет быть снижена, но при этом,соответственно, долхна быть сниженачастота запуска излучателя.Прием акустических сигналов осуществляется тем преобразователем,который находится на фиксированномзначении глубины скважины 8 (фиг.1).Для положения скважинного зонда всостояниях а-в сигналы, изображенные на фиг. 2,(а-в) принимаются соответственно преобразователями П 1, Пби П 16 на эондовых расстояниях 5-7. Таким образом, прием акустических сигналов осуществляется всегда при постоянном фиксированном значении глубины скважины, чем исключается влияние неоднородности горных пород в области приемных преобразователей.Неоднородности разреза в области акустического излучателя, проявляющиеся в отклонении линий годографов выделяемых типов волн продольной 13, поперечной 14 и т.д., от прямолинейных могут быть учтены при обработкесигналов на ЭВМ.972442 Формула изобретения Применение изобретения обеспечивает повышение точности и производительности при измерениях. Способ акустического каротажа, основанный на непрерывном перемещении скважинного прибора, возбуждении и приеме в скважине упругих колеба-ний на зондовых расстояниях с помощью нескольких акустических преобразователей, обработке принятых сигналов путем амплитудного выравнивания и суммирования с учетом направления линии годографа выделяемого и измеряемого типа волн, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что, с целью повышения точности и скорости каротажа, синхронное возбуждение излучающего акустического преобразователя и переключение приемных акустических преобразователей осуществляют со скоростью, равной скорости перемещенияскважинного прибора, но противоположно направленной, при этом шаг расположения приемных акустических преобразователей равен половине минимальной длины волны в спектре возбуждаемых и принимаемых в скважинеупругих колебаний, а расстояние между крайними приемными акустическими 1 О преобразователями равно максимальнойдлине волны в спектре возбуждае-мых и принимаемых колебаний. источники информации,15 принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 416651, кл. С 01 Ч 1/40, 1972.2. Патент США Р 3390377,кл. 340-18, опублик. 1968.2 О 3. Патент Франции Р 2312784,кл. С 01 Ч 1/40, опублик. 1978. Филиал ППП "Патент",г. Ужгород, ул.Проектная,4