СПОСОБ АКУСТИЧЕСКОГО КАРОТАЖА СКВАЖИН Советский патент 1973 года по МПК G01V1/44 

Изобретение относится к способам акустических исследований горных пород в процессе бурения и основано на корреляционном анализе регистрируемых сигналов. Известный способ акустических исследований скважин в.процессе бурения Предусматривает регистрацию упругих колебаний, возникающих при работе бура, на земной поверхности. Однако при применении этого способа низка помехоустойчивость измерений, невозможно детальное расчленение разреза, пересеченного скважиной, и определение параметров горных пород, лежащих ниже забоя, необходимо специальное оборудование для передачи ударов - вращающемуся буру.

Целью предлагаемого изобретения является определение плотностных и скоростных характеристик горных .пород, лежащих ниже забоя.

Эта цель достигается тем, что ло крайней мере двумя, разнесенными по оси скважины, датчиками принимают сигналы упругих волн, возникающих при работе бура, определяют значения норм.ированной функции взаимной корреляции принятых сигналов и лри времени задержки, соответствующем компоненте упругого доля, отраженной от горных пород, лежащих ниже забоя, регистрируют максимальное значение нормированной функции взаимной корреляции, пропорциональное плотности

и скорости в этих породах в функции глубины скважины.

Для повыщения достоверности определения скоростных и плотностных характеристик горных пород, лежащих ниже забоя, -производят фильтрацию снимаемых с датчиков сигналов и регистрируют в функции частоты и тлубины скважины значения максимума нормированной функции взаимной коррелядии принятых сигналов, соответствующего отраженным волнам от нижележащих пород.

Сущность изобретения поясняется чертежами. На фиг. 1 изображена функциональная

схема по предлагаемому способу; на фиг. 2- график нормированной функции взаимной корреляции регистрируемых сигналов.

Принцип предлолсенного способа заключается в следующем. В призабойной зоне в процессе работы вращающимся буром создается щумовое упругое .ie. Датчик, расположенный на удалении от бура но оси сквал ины, принимает суммарное звуковое давление (скорость смещения), соответствующее прямым,

преломленным и отраженным волнам, в том числе и от горных пород, лежащих ниже забоя

.(/)-у (/-д,

где: On - амплитудные коэффициенты; - -время распространения соответСп

ствующих составляющих от источника до точки приема по пути /„; Сп - скорость распространения упругих

колебаний.

С датчика, расположенного в непосредственной близости от бура, снимают сигнал, пропорциональный лишь шуму этого механизма

U,(f) aU(i-.},

где а, и Та зависят от расстояния ближнего приемника относительно источника (база).

Функция взаимной корреляции принятых датчиками будет иметь ряд максимумов

(фИГ. 2), абсциссы которых -Та

соответствуют приходу прямых, преломленных и отраженных вол-н, прошедших лути /« со скоростью Сп. Значение мак-симума нормированной функции взаимной корреляции, измеренного при задержке, соответствуюш,ей компоненте упругого поля, отраженной от горных пород, лежащих ниже забоя,

I г(х ) . а

- у,(0)%ДО)12f fj .

определяет отношение среднеквадратичного значения (и)пс.кв сигнала отраженной волны к среднеквадратичному значению суммарного поля в тоЧке дальнего приемника, пропорциональное плотности и скорости горных пород, лежащих ниже забоя.

Применение полосовых фильтров в приемных каналах позволяет определить частотную зависимость плотностных и скоростных характеристик торных пород, лежащих ниже забоя, и повысить достоверность их определения.

Предлагаемый способ может быть реализован согласно функциональной схеме (фиг. 1). Упругие колебания, возбуждаемые в призабойной зоне вращающимся буром /, поступают на -входы датчиков 2, 3, разнесенных по оси скважины на базу. Сигналы, принятые датчиками, усиливают в блоках 4, 5, фильтруют в блоках &, 7 и подают в блок вычисления значений нормированной функции взаимной корреляции 8. В блоке 9 определяют значения максимумов нормированной функции взаимной корреляции, соответствующих отраженным волнам от горных пород, лежащих ниже забоя, и пропорциональных плотности

и скорости -в этих породах. В блоке 10 регистрируют полученные таким образом плотностные и скоростные характеристики горных пород, лежащих ниже забоя, в функции частоты и глубины скважины.

Предмет изобретения

Способ акустического каротажа скважин путем корреляционного анализа регистрируемых

сигналов упругих волн, принимаемых по крайней мере двумя разнесенными по оси скважины датчикам.и -шумового поля, возникающего в процессе бурения, отличающийся тем, что, с целью определения скоростных и плотностных характеристик горных пород, лежащих ниже забоя, производят фильтрацию снимаемых с датчиков сигналов, определяют значения иорм.ираванной функции корреляции принятых сигналов и при времени задержки,

соответствующем ком-поненте упругого поля, отраженной от горных пород, лежащих ниже забоя, регистрируют значения максимумов нормированной функции взаимной корреляции, пропорциональное плотности и скорости

в этих породах, в функции частоты и глубины скважины.

Фиг.

i( 1л

г-з

Фиг 2