Способ акустического каротажа

ать, т че теа бскал б оиет к Союз Советсннх Соцналнстнцеооа Рвспублнн(61) Дополнительное к авт. свид-ву -22) Заявл 18.0 7 (21) 246392418-25вки-М. Кл. 6 01 Ч 1/ с присоединением з (23) Приоритет -ударстееннын комитетСССРнзебретеннйкрытнй по делам н етОпуб ковано 25.10.79. Бюллетень3 3 ДК 550.8388.8) Дата опубли вания описания 03.11.7 С. М. Вдовин, В. М. Коровин, М. А. Сулейманов и В. Н. СлужаевВсесоюзный научно-исследовательский институт нефтеп ром ысловой геофизики) СПОСОБ АКУСТИЧЕСКОГО иссл поро мени волн акус боль рени нени шеннным зонд ного набл пара ного греш ципе пост тему рует твор зобретение относится к геофизическим едованиям нефтяных и газовых скваакустическим методом и решает задапределения скоростных характеристик д путем измерения интервального врераспространения импульсов упругих на базе трех- или много-элементного ического зонда.ри акустическом каротаже скважин шое значение придают точности измея интервального времени распрострая упругих колебаний в породах с повыым затуханием упругих волн и повышен- уровнем шумов, вызванных движением в в скважине. При измерении интерваль времени на таких участках скважины юдается срабатывание вычислителя на ы и перескок через цикл (работа аптуры на неидентичных фазах сигнала). звестен способ измерения интервальвремени, позволяющий уменьшить по- ности измерения и основанный на прин- совпадения. Принимаемый сигнал соавляется с поступившим ранее в сисполезным сигналом, который фиксися в памяти системы. В случае удовлеительного совпадения сравниваемых сигпалов принятый сигнал, оцениваемый уже как полезный, записывается в память. С приходом нового сигнала процесс повторя т 111.Недостатком способа является его низкая точность. обусловленная тем, что полезные сигналы разных циклов измерений когутт существенно различаться из-за резкой смены свойств среды заданной величины.Регистрация интервального времени Ь 1, зафиксированного в и-м цикле измерений, производится в том случае, если Ь 1 отличается от интервального времени Ь 1 , зарегистрированного в предыдущем цикле измерений, на допустимую величину.Известен также способ акустического каротажа, основанный на измерении интерваль - ного времени и заключающийся в том, что в диапазоне частот упругих колебаний, используемых в акустическом каротаже, мак.симальное измерение за цикл ЬЬ 1 является величиной, меньшей периода этих колеба 2 о ний 2.Способ реализуется следующим образом.Интервальное время Ь 1, зарегистрированное в п-м цикле измерений, сравнивается с временем Ь 1 зарегистрированным в,Н, М ИНТСРВЛ;1 ЫМ 1 р., с".1;:):и нльн:, Ясли ш 1 ы 361. то с ц(тйТся, что в и-и цикле произошел пере 01)с,1;(л, и из разности Времен выи та етс 51 и О и 1) 3 В к я, Ве, и 1 и и я котороЙ В ь 1 О и- ЗСТСР К 1)ЗТНОИ 1(слом 1 1 ислх перИодов СИГ пала. Величина поправки дискретно увеличнвзсгся .(о тех пор, пока указзццая рзз О ность цс стет меньше величины ЗЛА. Эта ря,цос-ь рцнимается зз истинное приряще,шс;1 ТСР)В)льного Времени, которое произ(цнл 3:Рцкл и )еренп)Й 1.Н;достаток данного способа закпючает- СЯ В ТО 1(, 1 ТО ДШТСЛЬНОСТЬ 1 ЕРИОДЯ В ПЯКСТ 1. К 0,1(ОЯЦРЙ 1 ПР ГОЙ ВОЛНЫ ЦР ЯВЛЯЕТСЯ ВЕ личицон ностояРИОй, а зависит от номера фазы колеб;Нця и поглоцьзю 1 цих свойств средь, и Вел.Ицз цриращеция интервального времени зависит Гг того, ца с;(олько циклов 2 О произоцСл нроскок. Кроме того, данный способ предполагает наличие знания Гериода колсба 1 шй сигнала, точное измерение которого зя)Г)у,Рнцтельно.Цель изобретения - цовышсш 1 е точцос 25 ти измерений В пластах с повыше;ным зат хапнем ъцрчГих колсбиниЙ.Поставленная пель достигается тем, что на больпем ц)зге зонда фиксируют время прихода первой превышающей по интенсивности пороговый уровень фазы сигнала, на зе меч)ьшсм 1 цяге зонда фиксируют время прихода фазы сигнала, попада)ОР)цей в доверигсльный Временной интервал, 1 циринз ксторого мсцьшс половины периода сигнала и который расположен во времени, равном разности Времени прихода сигцзла на большем иРге зоцдаинтервального времени в предыдуц(ем цикле измерений, и зз интсрвальцое реми принимают разность времен при- Х Р УКЗЗР ННЫХ фаЗ СИГНЯЛЗСпособ реализуют следую)цим образом. л 1) В и-и цикле измерсций регистрируют времн 1 р рт Рзсн РостРанеци 51 фазы УПРУГих КО- лебаний нз большем 1 цаге зонда, амплитуда которой превышает пороговый уровегц. Затем цз этого времени Вычитаот Величину ин- "ер Г ял ьнОГО Времени, зя 1)егистри 1)он 3 н нуО45 В,и - )-м цикле измерений. Разность этих Вс,)ичин цредстзьляет собой Ожидаемое врем 5; рагл)ространения. идентичной фазьг упругих колебании ца меньшем шаге зо 1:даВ и и цикле измерений в слуР)е, когда ско)Остны( х(11)5 КГс/)Р 1 с ики исслелс 1051 среРы я пик. Измсре 51 ий изменяотся. В протиВ 1 гом случа( ожидаемое распространение идецичной фазы колебании 1, лежит в следующем доверительном интервале, величина которого меньше полупериода сигнала и ко- И торый расположен во времени, равном разности времени прихода алгоритма на большем шаге зонда и интервального времени в предыдущем цикле измерений. В этот интервал может попасть только одна (идентичная) фаза сигнала. Так кзк амплитуда этой фазы больше амплитуды идентичной фазы, ранее зарегистрированной на большем шаге зонда. то она должна превышать пороговый уровень. Определяют интервал ожидаемых значений 11 и регистрируют в этом интервале время распространения идентичной фазы колебаний на меньшем шаге зонда. Затем определяют значение интервального времени в и-м цикле измерений как разность времени прихода указанных фаз сигнала.На чертеже представлена блок-схема устройства.Скважинный прибор 1, содержащий два излучателя 2, 3 упруг)х колебаний, блок 4 запуска излучателей, приемник 5 и блок 6 усилителя, соединен с наземной измерительной панелью каротажным кабелем 7.Панель содержит блок 8 синхронизации, фильтр 9, пороговое устройство 10, блок 11 цифровой обработки и преобразователь 12 код-аналог.Блок 11 цифровой обработки содержит две схемы совпадения 13, 14, две логические схемы ИЛИ 15, 16, измерительный триггер 17, ключ 18, высокостабильный генератор 19 счетных импульсов, основной реверсивцый счетчик 20, коммутатор 21, регистр 22 памяти, вспомогательный триггер 23, ключ 24, сравнивающий (компарирующий) реверсивный счетчик 25, дешифратор 26, коммутатор 27 и блок 28 управления. Выход преобразователя подключен к регистратору 29.Интервальное время распространения упругих колебаний измеряют следующим образом.В каждом цикле измерений излучатели генерируют в окружаюцую скажинный прибор среду импульсы упругих колебаний, которые после црохо)Р(дения по породе воспринимаются приемником. Электрические колебания с выхода приемника проходят через усилитель и поступают по каротажному кабелю в наземную измерительную панель. В наземной панели сигнал проходит через рильтр на пороговое устройство, которое выдает импульсы каждый раз, когда амплитуда сигнала превышает заданный порогоВый уровень. Блок синхронизации задает частоту посылок импульсов чругих колебаний в породу (излучатели возбуждаются.1 оочередно) и синхронизирует работу блока 28 управления. Блок управления вырабатывает командные импульсы, которые производят следующие операции: в момент возбуждения излучателей триггеры 17 и 23 переводятся в единичное состояние; в момент возбуждения дальнего излучателя реверсивные счетчики переводятся в режим сумми 693306рования счетных импульсов и выдается ко. манда на коммутатор 27, разрешающая перекладку кода регистра памяти в сравнивающий реверсивный счетчик 25; в момент возбуждения ближнего излучателя реверсивные счетчики переводятся в режим вычитания счетных импульсов; выдается сигнал на схему 14 совпадений, разрешающий прохождение импульсов с порогового устройства на схему ИЛИ 16 в течение первого полуцикла измерений - с момента возбуждения дальнего излучателя до момента возбуждения ближнего излучателя. В течение второго полуцикла импульсы порогового устройства на схему ИЛИ 16 проходят через схему 13 совпадения в том случае, когда на выходе дешифратора имеется разрешающий сигнал. В первом полуцикле и-го цикла измерений в момент возбужления дальнего излучателя измерительный триггер 17 переводится в единичное состояние, а возвращается в исходное нулевое состояние в момент, когда амплитуда одной из фаз сигнала превысит пороговый уровень. Длительность выходного импульса измерительного триггера равна времени 4, распространения 1-й (разы колебаний сигнала на большем шаге зонда. Единичный выходной сигнал измерительного триггера открывает ключ 18, разрешая прохождение счетных импульсов генератора 19 ця вход основного реверсивного счетчика 20. На счетчике, работающем в это время В режиме суммирования, устанавливается знацение (+1). Во втором полуцикле и-го цикла измерейий в момент возбуждения ближнего излучателя триггер 17 устанавливает ся в единичное состояние, а возвращается в исходное нулевое состояние, в момент прихода идентичной 1-й фазы колебаний, когда один из импульсов с порогового устройства попадает во временное окно, созляваемое)выходным импульсом дегцифраторя. Единичный выходной импульс триггера 17 в этом полуцикле имеет длительность 1 . в течение которого в основном реверсивном счетчике производится вычитание счетных импульсов. Значение интервального времени в и-м цикле измерений Ь, = 1 в 5), полученное в результате вычитания, перекладывается в регистр памяти 22 выходным импульсом схемы 13 совпадения, который Включает коммутатор 21.Временное окно определяющее интерОвал ожидаемых значении времени распростра)4 е(ия 1-й фазы колебаний на меньшей базе зонда, создается следующим образом. В начале и-го цикла измерений командный импульс с блока 28 управления включает коммутатор 27. Значение интервального времени Ь 1-1, записанного в регистре памяти в (и - 1) -м цикле измерений, перекладывается в дополнительном коде в сравнивающий реверсивный счетчик 25. На счетчике уста.ндвлцвяется исх.(нОс зцдцс 1 Н(Ь.1).-5). В первом полуци(ле и-го цикла измерений ня вход счетчцкд 25, работаОщего В р(жиме суммирования, цостх пдют с:1 с гцыс цмцльсы 3 тецсние г)цс.с 4 и 1ПО д 4 длОГИИ с рдоотой Осцовцого реверсивного счетцикд). ПО Оконцдции псрВОГО полуцикля измерений цд счетчик(. 5 устанавливает(.я зцдчец(е;: - -Ь ),;), равное срелцему ожидаемому врсмецц пр 1:.хола 1-и фазы колсбдций от б 71:.)кцсго иззучдтс,75. Во втором полуцикле измеречий в мохент возбуждения ближнего излучателя в ревсрсивцом счетчике 25 начинается Зьшитацие счетных импульсов. Дешифратор 26, контролирующий состояние счетчика, вылеляет временной интервал измерения.Выхолцой и. ну,7 ьс лсшифрдторд поступает ня схему 3 совпяленпй, создаваЯ Вре меццое ок)40 лля прохождения импульса, соот 4(ствуОшего моменту прихода 1-й фд- ЗЫ КОЛЕОДНИЙ, С ВЫОЛД ПОРООВОГО УСТ. ро)ствя ця схемх 16 ИЛИ и далее на Выход измерительного триггера. В следующем гп 1)- цикг)е измсрециЙ Описанный ВыНс процесс повторяется. После кажлого цикла измерения информация из олока цифровс)Й обработки 11 через преобразователь коляцдлог 2 пост) 1 яет цд регистратор 29.Данный способ измерсция интервального Времени позволяет повысить то (ос)ь ИЗ)1 СРСЦЦЙ, ТД 1 КДК ЦЗ ДППДРс)Т) РИЕГО ДЛГ)ОИТМ 4 ЗМЕРЕЦЦ 5. 1)1 Т(7 В)1,(ЬЦОГО ВРСМСНЦ ЦС:;,1 ОЧДОТСЯ ОПСРЯЦИИ, СВЯЗДННЫ(. С ЦС)ИО;(О колебдццй сц)д,.;. Повышение точцости измсрсцц, влсчс: з: собой повышение эффсктц Вц ости Геофиз 1 сскц х цсследОВдци Й буро- ВЬ.Х СКВДЖИЦ С Ц101 ЦЬЮ ДКУСТИЧЕСКОГО М( ТОЛ(г.Фо,с).т,;.) Ндооьс г(. нп.Способ якустицсского кдротджя, здклО- я ю)ц(йся В из мерен и и интервально Го времени распространения упругих колебаний цд фиксировянцой бязс межлх лв) мя од;оимег 4)ы:,1 э,)сктг.; дкустцчс.ких 4 цреобпазоВд,.,.5.;И, ОГ.ЛцЮ."ГЯ ТЕМ. ЧТО, С цСЛЬО Подьс 4 ця точцос)и измерения в пластах ( .(Овь;ц:сццым зату;дцием упру)7)х колебаний, я большех; ц;агс зоцла фцьсирх ют время црихОля первой ппсзыНяюгцеЙ по ццтснсцвностц пороговый ровець фазы сигцдлд, ця ХСцНПЕ:, Гцдгс ЗОН. 1,1 (рИКС)рМЮГ Врсхя ПГ)1- ХОГЯ;г)ЯЗЫ СИПЯЛЯ, ПОП)ЛДЮ)ЦРЙ В Л(ВСГ)1- тельный времсццой И.4 тсрвал, ширина;Оторого ецьше половицы периода сигналя и который рдсположец во вр(м(ци, равном разности Времснц црихОля сиГнаг 1 Ня бог)ьц:е. иаге зоцла и интервального времен:, в прельлмщем гшклс измсрений, а зд иц,Ф 1 Составитель Э о Техред О. Луг Тираж вМ П й Государственного делам изобретений Москва, Ж - 35, Рау П Патент, г. Ужго13 гфффгФВф г Ф Фф 81. Патент СЦА :Ф 317467, кл. 340 в 18, 1965.2. Авторское свидетельство СССР Ьо 379900, кл. б 01 Ъ 1/40, 1971, (прототип). Ылконскииван Корректор Ю.МПодписноекомитета СССРн открытийсная наб., д. 45од, ул, Проектная, 4