I БИБЛИОТЕКА Советский патент 1973 года по МПК G01V1/44 

1

Изобретение относится к способам акустических исследований упругих свойств горных пород, пересекаемых буровой скважиной.

Известные способы акустического каротажа скважин предусматривают возбуждение в скважине при помощи излучаюш.ей системы зондирующего акустического сигнала и регистрацию как кинематических (интервальное время, интервальная скорость и др.), так и динамических параметров (амплитуды различных частей импульса, -видимой частоты и др.), лри этом акустический зонд содержит один или несколько приемных преобразователей, разнесенных по оси скважины.

Известные способы имеют следующие существенные недостатки:

1.Необходимость применения излучателей и системы их возбуждения, соблюдения стабильности и синхронизации их работы, а также обеспечения соответствующей мощности излучения и стабильности параметров зондирующего акустического импульса.

2.Необходимость применения акустических зондов с приемными и излучающими акустическими преобразователями, разнесенными по длине зонда, между которыми нужно устанавливать акустические изоляторы, которые трудно изготовить.

3.Обязательное наличие в сквал ине жидкости.

4.Влияние растворенного или свободного газа в скважинной жидкости на результаты измерений.

5.Невозможность выделения тонких пропластков в скважине, так как уменьщение

измерительной базы акустического зонда снил ает разрешающую способность и уменьшает точность измерения интервального времени.

6.Значительные погрешности, вносимые в результаты измерений из-за неучета геометрии скважины и несоблюдения дисперсных характеристик околоскваживдного пространства.

7.Низкая помехоустойчивость примененных способов передачи и обработки информации АК.

8.Необходимость применения многожильного кабеля или специальных систем уплотнения канала связи в случае применения одножильного кабеля.

9.Необходимость соблюдения идентичности частотных характеристик ириемных каналов.

10.Необходимость исключения линейных искажений в канале передачи и приема акустических сигналов, что связано с трудно выполнимой коррекцией высокочастотного акустического сигнала.

Целью изобретения является повышение точности и достоверности расчленения разрезов исследуемых скважин по акустическим свойствам горных пород и упрощение способа исследований. Эта цель достигается тем, что применяют пассивные источники акустической энергии, которые располагают по окружности симметрично относительно оси скважины, принимают единств: 1И1Ы.м приемным преобразователем, находящимся в центре акустической системы, упругие сигналы, возникающие при скольжении пассивных источников по стенке скважины, синфазно суммируют их, подвергают сумарный сигнал статистической обработке и регистрируют его интенсивность и спектральный состав в функции глубины исследуемой скважины.

В случае определения передаточных характеристик исследуемых горных пород находят отношение спектра суммарного сигнала к спектру сигнала, пройденного по акустическому пути пассивный излучатель - приемный преобразователь, и регистрируют на г ыбраином ряде частот их амплитудные соотпощения по разрезу исследуемой скважины.

Основным преимуществом предлагаемого способа является возможность более достоверной дифференциации разреза исследуемых скважии, так как изм:еряемые параметры пропорциональны изменениям акустических жесткостей горных пород по разрезу скважины. Кроме того, предлагаемый способ позволяет выделять в разрезе тонкие пропластки, так как пассивные источники упругих колебаний находятся в одной горизонтальной плоскости. Существенным преимуществом предлагаемого способа является также возможность проведения акустических исследований в сухих скважинах и в скважииах, заполиеицых газирозаииюй жидкостью. Кроме того, на результаты измерений в предлагаемом способе не влияет наличие каверщ в -разрезе исследуемой скважины.

Предлагаемый способ позволяет определять и скоростную характеристику горных пород по разрезу скважины по их измеренной плотности, так как имеется корреляционная связь между интенсивностью сигнала и плотностью.

При реализации предлагаемого способа пе требуются специальные излучатели и системы их возбуждения, изоляторы, миогол :ильный кабель или системы уплотнения канала связи в случае применения одножильного кабеля. Предлагаемый способ характеризуется высокой помехоустойчивостью передачи и обработки информации АК, так как измеряемый сигнал представляет собой сумму всех возбуждаемых сигналов, и на его величину мало влияют случайные ошибки в условиях возбуждения.

На чертеже показана схема для реализации предлагаемого способа.

При движении акустической системы по стволу скважины контакторы /-4, являющиеся пассивными источниками упругой энергии, скользят по стенке сквал ины и возбуждают упругие колебания, которые по проводникам акустической энергии 5-8 (например, металлическим стерл ням) воздействуют на

приемный акустический преобразователь 9. Результирующий электрический сигнал после предварительного усиления по каналу связи fO подается в наземную измерительную аппаратуру, где одновременно измеряют интенсивность колебаний измерителем интенсивности //, например коррелятором, анализируют спектры анализатором спектра 12 и регистрируют передаточные характеристики горных пород по отношению спектральных характеристик для ряда выбранных значений частот в блоке 13. Измеряемые параметры регистрируют многоканальным самопишущим потенциометром 14 в виде медленно меняющегося напряжения в функции глубины исследуемой

скважины.

Предмет изобретения

1. Способ акустического каротажа скважин путем возбуждения в скважине акустического сигнала и его регистрации, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и достоверности расчленения разрезов исследуемых скважин по акустическим свойствам горных пород и повышения помехоустойчивости измерений, по стенкам скважины в одной плоскости, перпендикулярной ее оси, располагают ряд пассивных источников акустического

сигнала, принудительно перемещают их вдоль ствола скважины и синфазно суммируют упругие сигналы, возникающие при принудительном скольжении пассивных источников по стенкам скважины, после чего регистрируют

интенсивность и спектральный состав суммарного сигнала в функции глубины каротируемой скважины и измеряют отношение спектра суммарного сигнала к спектру сигнала, пройденного по акустическому пути пассивный источник - приемный преобразователь, регистрируя их амплитудные соотношения по разрезу исследуемой скважины.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что пассивные источники акустической энергии

располагают по окружности симметрично относительно оси скважины, а приемный преобразователь располагают в центре этой окружиости.