АППАРАТУРА ДЛЯ АКУСТИЧЕСКОГО КАРОТАЖА НЕФТЯНЫХ Советский патент 1973 года по МПК G01V1/52 G01V1/40 

1

Изобретение относится к устройствам для акустического каротажа нефтяных и газовых скважин и может быть использовано в нефтепромысловой и разведочной геофизике для оценки коллекторных свойств пластов, выделения зон трещиноватостей, а также для оценки технического состояния скважин.

Известны акустические цементомеры, а также специализированная аппаратура для опытно-методических работ, показана принципиальная возможность проведения акустического каротажа через обсадную колонну и цементное кольцо. Однако известная аппаратура имеет узкополосный и сравнительно высокочастотный спектр излучения, что не позволяет проводить исследования акустических свойств пород в обсаженных скважинах. С другой стороны, эта аппаратура позволяет регистрировать лишь волновые картины, требующие чрезвычайно длительных и трудоемких операций по их обработке.

С переходом бурения на большие глубины все более возрастает роль каротажа, проводимого после спуска обсадной колонны, а также совмеш,ения задач, решаемых за одну спуско-подъемную операцию (например, оценка технического состояния скважин и их каротаж). С целью обеспечения возможности проведения АК через обсадные трубы одновременно оценки качества их цементирования, а

также реализации частотного акустического зондирования обсаженных и необсаженных скважин, в наземной части предлагаемой аппаратуры в блок аналоговой обработки сигналов введены блок фильтрации и блок автоматического поддержания постоянства амплитуды на первом канале измерения, включенные между входным усилителем и блоками измерения кинематических и динамических

параметров упругих волн, а к выходам усилителя и блока фильтрации подключены .введенный в блок измерения кинематических параметров реверсивный счетчик со схемой запоминания, совмещенный с преобразователем

цифра - аналог, и фазокорреляционный регистратор с дополнительной фиксацией амплитуды, введенный в регистрирующую схему для записи динамических и кинематических параметров.

На фиг. 1 представлена блок-схема аппаратуры; на фиг. 2 - схема блока вычисления интервальных времен.

Аппаратура содержит скважинный снаряд / с трехэлементным зондом, кабель 2 и наземную аппаратуру, на входе которой стоят узел 3 согласования с кабелем и входной усилитель 4. К выходу усилителя 4 присоединены усилитель 5 с автоматическим поддержанием постоянной амплитуды сигнала по первому каналу и блок 6 фильтрации. С выходов усилителей 4 и 5 сигнал подается на измерительный блок 7, включающий блок измерения времен пробега i и tz соответственно от ближнего и от дальнего излучателей до приемника, интервальных времен Ai и коэффициента затухания а. К выходам входного усилителя или каждого из фильтров подключен регистратор 8 фазокорреляционных диаграмм. Аппаратура также содержит регистратор 9 аналоговых сигналов типа шлейфового осциллографа, регистратор 10 волновых картин и цифровой регистратор (перфоратор) //. В измерительном блоке 7 для измерения и регистрации в цифровой и аналоговой форме времени распространения tz и интервального времени Д используется реверсивный счетчик 12 (фиг. 2), к каждому разряду которого присоединена соответствующая ячейка цифроаналогового преобразователя 13. К выходу преобразователя присоединены две схемы 14 и 15 памяти. На вход счетчика сигналы подаются через две схемы 16 и 17 совпадений, соединенные с разными плечами триггера 18 реверса.

Для упрощения измерения коэффициента затухания и регистрации волновых картин применен усилитель с поддержанием постоянной амплитуды сигнала по первому каналу. Аппаратура работает следующим образом. Сигналы от приемника передаются по кабелю 2 в наземную аппаратуру. На входе наземной аппаратуры стоит узел 3 согласования с кабелем, с которого сигнал подается на входной усилитель 4. G выхода усилителя сигнал подается на измерительный блок 7 и одновременно на набор полосовых фильтров 6. С выхода каждого фильтра сигнал также подается на измерительный блок 7. С выхода измерительного блока сигналы поступают на регистратор 9. С выходов усилителя и фильтров сигнал также подается на блок 8 регистрации фазокорреляционных диаграмм.

Для поддержания примерно постоянной амплитуды продольной волны по первому каналу используют усилитель 5 с автоматической регулировкой усиления сигнала продольной волны, для чего амплитуда сигнала, выделенная в заданном временном интервале, запоминается на один цикл. На следующем цикле измерения по ней осуществляется регулировка усиления. С выхода усилителя сигнал подается на блок вычисления коэффициента затухания и на регистратор волновых картин. Блок вычисления интервальных времен распространения от дальнего излучателя к приемнику (2) и интервального времени пробега (А) работает следующим образом.

Предварительно все триггеры счетчика сбрасываются в нуль. На вход счетчика через схему 16 поступает пакет высокочастотных колебаний, стабилизированных кварцем. Длительность пакета соответствует времени tz, которое запоминается в счетчике и далее считывается в цифровой форме на соответствующий регистратор, например перфоратор или

магнитный регистр. Эта же величина, получаемая с выхода цифро-аналогового преобразователя в виде напряжения, подается через схему 14 памяти на аналоговый регистратор, 5 например шлейфовый осциллограф. При следующей посылке через схему 16 на счетчик, предварительно установленный триггером 17 в положение вычитания, подается пакет колебаний, соответствующий времени ti, в результате чего в счетчике фиксируется интервальное время А /2-ti. Эта величина считывается в цифровой форме. В аналоговой форме величина считывается через схему 15 памяти (назначение ее - запомнить напря5 жепие измеряемой величины с выхода преобразователя на время, когда идет преобразование другой величины). Схемы 14 и 15 включаются поочередно. Перед приходом следующей пачки колебаний сбрасывается счетчик

0 12 и триггер 17 возвращается в исходное положение. Цикл повторяется.

В ряде случаев предлагаемая аппаратура позволяет решить задачи, которые представляют принципиальные трудности для других

5 видов аппаратуры, в том числе для ядерногеофизической, например задачу выделения водонефтяных контактов и прослеживания за их перемещением в условиях пресных или низкоминерализованных вод.

Предмет изобретения

Аппаратура для акустического каротажа

5 нефтяных и газовых скважин, содержащая многоэлементный, по крайней мере трехэлементный зонд с широкополосным спектром излучения упругих колебаний и наземную, по крайней мере, двухканальную аппаратуру, состоящую из блока аналоговой обработки, сигналов, включающего входные усилители и блоки измерения динамических и кинематических параметров упругих колебаний, блока цифровой обработки сигналов и регистрирующую схему для записи динамических и кинематических параметров, отличающаяся тем, что, с целью осуществления частотного зондирования необсаженных и обсаженных скважин и оценки качества цементирования обсаженных скважин, в наземной части аппаратуры в блок аналоговой обработки сигналов введены блок фильтрации и блок автоматического поддержания постоянства амплитуды на нервом канале измерения, включенные между входным усилителем и блоками измерения кинематических и динамических параметров упругих волн, а к выходам усилителя и блока фильтрации подключены введенный в блок измерения кинематических параметров

0 реверсивный счетчик со схемой запоминания, совмещенный с преобразователем цифра - аналог, и фазокорреляционный регистратор с дополнительной фиксацией амплитуды, введенный в регистрирующую схему для записи

динамических и кинематических параметров,

С

Фиг. 1

г

Фиг. 2