Способ акустического каротажа

(51)4 С 01 Ч 1 40 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ТЕЛЬСТВУ АВТОРСКОМ го врранениом иределтекущсигиус скна в измерения интервально меряют время распрост между верхним элемент средних элементов, оп этим двум измерениям рость распространения породе, измеряют ради сдвигают прибор вверх ени я сигналааждым иэют поую ско" Бюл. Д,В; ажины личин где с важиньц распростпороде; в промывочтов, опчетыремени.отличаеличина сдвя данной дым из сре интервальн ределяютм измех элемвремя ренным ин 2, Спо щийся является палам врпо п,1,м, чтооянной дл те важины ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт геофизических методов ис- следований, испытаний и контроля нефтегазоразведочных скважин (53) 550.83(088.8)(54)(57) 1. СПОСОБ АКУСТИЧЕСКОГО КАРОТАЖА, основанный на измерении четырех временных интервалов распро" странения сигнала между элементами скважинного прибора и определении интервального времени упругой волны по породе путем суммирования показаний верхнего и нижнего трехэлементных зондов, о т л и ч а ю щ и й с ям, что, с целью повышения точности ЯОЗ 70 А а- текущий радиус скпр - радиус прибора;Чд - текущая скоростьранения сигнала в1 - скорость сигналаной жидкости,меряют время распространениягнала между нижним элементом иного времени.Способ реализуется бл что в процессе каротажа реальные базы верхнего и 3-элементных зондов сист выхода регистрируемого а сигнала из стенки скважи по глубине относительно ложения приемника на вел агодаря то совмещаютс нижнегомы. Точкаустическогоы смещенаочки распо) мм,скв скважинь де КС екущии радиу адиус прибор ритический усвязь оло скоростяа в породе35 ромывочной торойу смещения Используми распроствблизи скважжидкости Чс,зп мР = Чсможно предс анения сиги ины Ч и в согласно к Ч величи Вить В виде При использовании 4-элементного акустического зонда каждый из среднихэлементов работает с элементами, рас положенными по разные стороны от него, Поэтому вследствие упомянутыхэффектов реальные базы верхнего инижнего трехэлементных зондов вн ве истемы сдвин ооттственно, причем величина их сдвиганосительно друг друга составляет. 088 0 РВ способе акустического каротажа, 5 основанном на измерениименных интервалов распросигнала между элементами е -ыр е важинного Изобретение относится к акустическим способам исследования скважини может найти применение в существующих приборах акустического каротажа,При акустическом каротаже интервальное время д является одним изосновных параметров, однако в рядеслучаев измерение интервального времени выполняется с низкой точностьюиз-за влияния неровностей стенки и 10перекоса прибора в скважине, Необходимость псвышения точности измеренияпривела к поиску. новых способов исозданию различных модификаций зондовакустического каротажа, использующих дифференциальные методы измерения,Целью изобретения является повышение точности измерения интерваль с 88 п ) / где 11,- текущий радиус скважины;кпР радиус прибора;Чс - текущая скорость сигналав породе вблизи скважины;Ч - скорость сигнала в промывочсК 8ной жидкости,измеряют время распространения сигнала межцу нижним элементом и киз средних элементов.В.частном случае в этом способевеличина сдвига может являться постоянной для данной скважины,Таким образом, для получения результата используются показания верхнего и нижнего 3-элементных зондов,образуемых элементами 4-элементногозонда, взятые на глубинах, соответствующих сдвигу прибора вниз и вверхсоответственно. Это дает возможностьсовмещать реальные базы измерений,соответствующие верхнему и нижнему3-элемейтным зондам. Величина сдвигазависит главным образом от расстояния между прибором и стенкой скважи.ны и текущей скоростью распространения сигнала в породе, являясьпеременной величиной. Так как величина сдвига небольшая, порядка2 (К 8 в КцР), на таком расстоянииугловое положение прибора не изнится,В соответствии с изложенным интервальное время на глубине определяемой по положению середины аппаратурной базы прибора, равноЬЬ) =(дс Ь-дИ 2)+И(Ь+дЮ 2) ) /2,где Ь 8(Ь-ЬЯ 2), значения интерваль. ь 1: (Ь+дЬ/2) аждыи ме ного времени, измеренные верхним инижним 3-элементными зондами прибо. -ра на глубинахЬ-дЬ/2 и Ь.+дЬ/2соответственно;величина сдвига по глубине.сть операцийспособе сле Последовательнполняемых в даннощая: уюприбора, измеряют время распространения сигнала между верхним элементомакустического зонда и каждым из средних элементов, измеряют текущий радиусскважины, сдвигают прибор вверх навеличину1173370 где Я - база зонда. 15 4. Измеряется текущий радиус сква. жины В 5. Вычисляется величина сдвига Ь по формулеЬЬ 2(К -К )/св "Р б ра нижни элеме ом.змеряется временноространения сигналэлементом и вторымом. и инте а межд ра нижниер лемен ьное время числяется интормуле Ю по( с + пп. 7 и Для реализации предложенного способа необходим каверномер, с помощью 40 которого определяется текущий ремонт скважины, устройства для запоминания измеренных значений временных интервалов на интервале глубины, заведомо большем величины упомянутого сдвига, ф 5 и вычислитель, определяющий величину сдвига ЬЬ и интервальное время ЬС. быть исойствонньо инВ друг пользованм варианте мож филемермеренных и уст ля запис ервалов и врем офиле сепоказании мера полубинту). Птся дл му йсслед (например ченные да обработки му инте У а магнитную ле ные затем е На чертеная криваядля пачки пл е обознаинтерваластов странения а но: 1 ого в расчетменикороспри ог ся при ными гнал тями расп 1. измеряется временной интервалраспространения сигнала между верхним элементом зонда и вторым сверху элементом.2, Измеряется временной интервал С распространения сигнала между верхним элементом зонда и третьим сверху элементом.3. С помощью значения Г. и вычисляется величина текущей скорости Чп по формуле рибор сдвигается вверх на лЬ, змеряется временной интервал ространения сигнала междуэлементом и третьим сверху Операции, выполненные по пп. 1гут быть поменяны местами, такж Способ может осущестнляиспользуемом режиме карота котором измерения временных интервалон производятся через равные промежутки глубин, В этом случае величинасдвига Ь является дискретной величиной, кратной интервалу дискретизации. При этом показания нижнего З-эл.ментного зонда складываются с показаниями 3-элементного зонда, полученными ранее, когда прибор был ниже10 на упомянутую величину сдвига.Способ может быть реализован,например, в комбинированном приборе,предстанляющем собой связку из4-элементного акустического зондаи расположенного вьппе него канерномера. Все операции выполняются вреальном времени при непрерывномдвижении прибора с обычной скоростьюкаротажа (например, 1000 м/ч. При20 этом через равные промежутки по глубине (достаточные для воспроизведения профиля скважины) производится,запись показаний каверномера запоминающим устройством, емкость которого25 такова, что в нем одновременно хранится информация, полученная каверномером на интервале глубин от третьего, считая сверху, элемента акустического зонда до измерительного эле"мента, каверномера. Прибор работаетв соответствии с описанной последовательностью операции, при определении величины сдвига Ь Ь требуемое зна.чение К , соответствующее глубинесиь35нахождения базы акустического зонда9считывается из запоминающего устройства.Эффектинность способа подтверждается математическим моделированиемпроцессов распространения акустического сигнала в скважине и слагающихстенку скважины пластах и измеренийинтервального времени различнымиспособами, н том числе и данным,На чертеже показан пример конкретного использования предложенногоспособа в одной из математическихмоделей скнажины и 4-элементногозонда с базой 0,1 м, где временныеинтервалы распространения акустических сигналов между элементамискнажинного прибора рассчитывалисьв приближении геометрической акус- .тики, 117337 Осутствии кавера; 2 - то же, при .на- личии каверн (участки, отмеченные кружками и крестиками, получаются при использовании фиксированных сдвигов, равных 9 см и б см соответ. ственно); 3 - показывает значения С, полученные при использовании предложенного способа. Для получения этой кривой при моделировании на ЭВМ рассчитывались временаи при одном положении прибора. Определялся средний радиус скважины напротив базы прибора, определялась величина сдвига ЬЬ, затем рассчитывались временаипри сдвиге прибора вверх на аЬ, Вычислялось интервальное время2 "1+ 4 3) экоторое ставилось в соответствие глубине, средней между двумя положениями прибора. Внутри заштрихованных пластов указаны скорости распространения продольных волн (в км/с). Видна близость кривых 1 и 3. Эффект применения способа больше всего заметен вблизи краев каверн, где погрешности определения дмаксимальны. Так, например, для глубины 1 м погрешность без применения сдвига составляет 9 м/с при фиксированных сдвигах 9 см и б см - 0 мкс и 5 мкс соответственно.Способ дает погрешность 2 мс.1 О С другой стороны, на глубине 2,1 мпогрешность без коррекции равна3 мс, сдвиги 9 см и 6 см дают 7 мси 1 мксек соответственно. Из приведенных данных видно, что оптималь 15 ная величина сдвига для разныхучастков кривойразлична,Анализ результатов математического моделирования показывает, чтоспособ каротажа позволяет снизить20 погрешность определения интервального времени на краях каверн в среднем примерно в три раза, тогдакак при фиксированных сдвигах погрешности в среднем уменьшаются в 1,52 раза, а в отдельных точках могутдаже возрасти,При наличии перекоса прибора способ дает снижение погрешности до4-5 раз,1173370 И г П О гЗ Ю р гя 5 ПМ,и с г 5 0 м Корректор С.Шекмар Составитель Н. Журавле едактор А. Гулько Лароцай е одписно каз 5 у д илиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4 8/46 ВНИИПИ Гос по делам 113035, Москв