Способ получения сейсмических записей,ориентированных по азимуту в скважине Советский патент 1987 года по МПК G01V1/40 

Изобретение относится к области сейсмических исследований в скважинах и предназначено для изучения поляризации волнового поля и анизотропии рколоскважиН НОГо пространства пу- тем использования зондов с фиксированной взаимной ориентацией приборов.

Цель изобретения - повышение производительности и экономической эффективности полевых работ за счет уп- рощения техноло-гии процесса ориентации сейсмоприемников и получения сейсмических записей, ориентированных в пространстве.

На фиг.1 представлена схема наб- людений предлагаемым способом при помощи многоприборного трехкомпонент- ного зонда, у которого все приборы сохраняют взаимную ориентацию (ка.ждо- му прибору.зонда соответствует точка наблюдения в скважине, последняя точка наблюдения верхней базы и первая точка следующей базы наблюдения составляют перекрытие); на фиг. 2 - сейсмограммы, полученные на 1-й, 2-й и 3-й базах наблюдения, а также определение угла ориентации приборов; на фиг. 3 - изменение углов ориентации приборов на одной точке наблюдения; на фиг, 4 - диаграмма направленности горизонтальных сейсмоприемников зонда; на фиг, 5 -. блок-схема двухпри- борного трёхкомпонентного зонда с фиксированной взаимной ориентацией приборов.

Зонд (фиг,5) содержит приборы 1.1, 1,2, ,,,, 1т, охранные кожухи которых соединены каротажным кабелем 2 и ме- таллорукавом 3.

I

Каждый из приборов содержит прижим ное устройство (не показано), контейнер А с тремя сейсмоприем1шками, жестко закрепленный в охранном кожухе, и систему 5 усиления и передачи сейсмических сигналов на поверхность.

Каротаж по предлагаемому способу можно вести как снизу вверх, так и сверху вниз, определяя инструментально (с помощью, например, теодолита и буссоли) ориентацию зонда в азимутальной плоскости пространства на верхней базе наблюдения, при которой верхний прибор зонда находится на устье скважины.

Для пояснения сущности предлагаемого способа получения сейсмических записей, ориентированных по азимуту в скважине, рассмотрим сейсмограммы.

полученные на п-й и (п-1)-й базах наблюдения трехкомпонентным т-прибор- Hbw зондом, Карот.аж проводится в общепринятой системе координат, т,е. ось OZ направлена по вертикали; ось ОХ направлена от пункта приема к пункту взрыва; ось ОУ - перпендикулярна оси ОХ и образует правую систему координат.

На п-й.базе наблюдения

ып

m

дП

Г

(1)

0

5

5 0

0

35

где Q - угол, образованный проекцией А вектора смещения (ши скорости) колеблющихся частиц в точке приема на горизонтальную плоскость с осью ОХ (угол подхода волны к точке приема);

If - азимутальный угол оси чувствительности сейсмоприемника X с осью ОХ; Y угол между проекцией А и

осью чувствительности сейс моприемника х;

п - индекс, обозначающий порядковый номер базы наблюде- . ния (нумерация баз наблюдения направлена от устья скважины к ее забою); m - индекс, обозначающий номер скважинного прибора (нумерация скважинных приборов идет снизу вверх), Нижний индекс у азимутального угла отсутствует, так как отсутствует азимутальный .поворот мржду скважин- ными приборами.

Так как осуществляется перекрытие п-й и (п-1)-й баз наблюдений, то

9.

т

|h-1 т

45 следовательно

(1-1 1

(2)

уравнения (1) можно записать

9 ;;-- (3)

или

V

П-1

(А)

1 1

Подставляя (4) в (2) получим реку- рентное уравнение

,-ч Г .

из которого находим

,

(6)

,о

где 1 - ориентация сеисмоприемника на устье скважины.

При проведении каротажа сверху вниз для упрощения вычислений X приемник ориентируют в направлении на пункт взрыва, т.е. устанавливают

1/° 0. При проведении каротажа снизу вверх ориентация X приемника измеряется инструментально на устье скважины по окончании скважинных наб- людений.

Углы ifi определяются из сейсмограммы, например, по формуле

и

к д. A.V ц; arctg --Tj(7) 15

После вычисления углов азимутальной ориентации сейсмоприемников по формуле (6) при необходимости получения сейсмограмм при одной и той же ориентации сейсмоприемников на всех точках наблюдения в скважине можно осуществить поворот векторов на углы 1.

Предлагаемый способ позволяет уб- рать из приборов зонда автономные ориентаторы, гироскопы и др. Это позволяет существенно снизить габариты отдельньпс приборов и зонда в целом. Увеличится надежность скважинной ап- паратуры за счет сокращения числа элементов. Повысится производительность труда, так как не нужно затрачивать время на ориентацию и др. вспомогательные операции. Существенно снизятся затраты электроэнергии на один прибор зонда, так как приборы будут содержать только преобразователи сейсмических сигналов и сейсмопри- емники.

Формула изобретения

Способ получения сейсмических записей, ориентированных по азимуту в скважине, с регистрацией волнового поля от импульсных или вибрационных источников посредством многоприборного трехкомпонентного зонда с инструментальным определением ориентации верхнего прибора на устье скважины.

з

О

15

0

5 О

5

0

отличающийся тем, что, с целью повьщ1ения производительности и экономической эффективности, сейсмические исследования в скважине ведут зондом с фиксированной взаимной ориентацией приборов, последовательно по всему стволу скважины передвигают зонд от первой базы до последней, по крайцей мере в одной точке перекрывают базы наблюдений, сохраняют пространственные координаты источника при регистрации волновой картины, сравнивают сейсмограммы, полученные на общей точке наблюдения, и для каждоЪ базы наблюдения по измеренным в первых вступлениях амплитудам горизонтальных компонент вычисляют угол азимутальной ориентации сейсмоприемников путем суммирования угла ориентации се;йсмоприемника зонда на верхней базе наблюдения и величин расхождения в углах подхода волн к сейсмо- приемникам приборов, реализующих перекрытия на общих точках наблюдения по формуле

. п А . п «С- / А viTt . А -y-i ,

1/ 21 (arctg T-v,arctg Tir-) +

kci xi

°,

где i - угол ориентации сейсмопри- .емников зонда на п-й базе наблюдения;

ц - угол ориентации сейсмоприемников зонда на верхней базе наблюдения, на устье скважины;

ft

- амплитуды волн, измеренные

по записям X и у компонент

первого прибора зонда;

К к

Ау, А - амплитуды волн, измеренные по записям X и у компонент т-го прибора зонда, причем для измерения амплитуд берутся волны, время подхода которых к приборам данного перекрытия одно и то же; k - порядок суммирования.

1.m

крышв

Изобретение относится к сейсмическим исследованиям по методу вертикального сейсмического профилирования для изучения поляризации сейсмических волн и анизотропии околоскважинного пространства. Цель изобретения - повышение производительности и экономической эффективности полевых работ путем получения сейсмических записей, ориентированных в пространстве. Способ состоит в том, что регистрацию сейсмических волн вдоль ствола скважины производят многоприборным трехкомпо- нентным зондом. ..Все приборы сохраняют взаимную ориентацию с перекрытием одной или нескольких концевых точек на каждой базе наблюдения. Ориентацию зон;с;а по странам света производят только на верхней базе наблюдений по верхнему прибору, когда он находится на устье скважины. На всех остальных базах наблюдения ориентацию зонда определяют при обработке сейсмических записей х- и у-компонент зонда, внося поправку за ориентацию . на всех базах наблюдений, вычисленную по записям х- и у-компонент приборов- перекрытия. 5 ил. § (О ГчЭ СЛ 00 со со

а

20

11

(ЦД/ Алл-ЛДл-, ...NA.

j.,&-f

.,.(Г; .

Ориентация (f npt SepoS uaSstmHa, 0 (Ось .теяьнкти Л сейспоприемниха сориепгпирована. на Север, О или не nuHKtn ЙзрыВа, у ceucMonpaiHHUKO. - на. Восппок. Жг)

-:i

/УXл - « V- /V- . . . i4-4w- - HN-1.....w

f/й 5w вдf««S Ч- (шф

/Opueftir,

/l ion/Jfesfi,

Opueftmanua придсров произвольм

гнется гккрормуле

i4-4w- - HN-1.....

f/й 5w вдf««S Ч- (

,

.,.,.--«w

- f f - - / ---«i - J r f e - -- - iliji -/Г Ifr. I/ri fie/v

.At-.,f J J j - - -f /.Vj

§|J L/ /w- 4. I Л Л

UR./y l/ЧИ-™

JsJ-fn-;;

, yWt... ( -« «f j 0°

Й/Й.2

Фиг.д

f Л

Фи

гг

Редактор Е,Папп

Фиг.5

Составитель В.Ищенко Техред Л. Олийшлс

Заказ 3103/40 Тираж 730Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4

Корректор Л. Бескид