СПОСОБ ОБРАБОТКИ СИГНАЛОВ АКУСТИЧЕСКОГО КАРОТАЖА Советский патент 1973 года по МПК G01V1/48 

Изобретение относится к способам аппаратурной обработки сигнала при акустическом каротаже обсаженных и необсаженных скваИзвестен способ аналоговой магнитной регистрадии волновой картины сигналов акустического каротажа с помощью высокоскоростного магнитного регистратора, скорость головки которого относительно носителя составляет 1-2 м/сек. Этот способ позволяет достаточно качественно (с ошибкой 5-10%) регистрировать волновой процесс на выходе приемника упругих колебаний. Однако применяемая при реализации известного способа регистрации механическая система сложна по конструк:ции и имеет малую эксплуатационную надежность ввиду необходимости создания большой относительной скорости головки независимо от количества записывающих головок, а также .малую помехозащищенность. Например, в обсаженных скважинах сигнал по колонне иногда перекрывает сигнал продольной волны, уничтожая информацию, переносимую этим сигнало.м. Цель изобретения - надежное выделение амплитудно-фазового спектра каждого типа волны из импульса, представляющего собой суперпозицию нескольких типов упругих волн. Цель достигается тем, что при исследовании сигналов акустического каротажа в обсаженных и необсаженных скважинах по предлагаемому способу спектральный анализ полезного сигнала проводят путем синхронного ортогонального детектирования. В акустическом каротаже сигналы каждого типа волны обычно представляют собой колоколообразный импульс с высокочастотпым заполнением, следовательно, щирпна спектра сигналов занимает область частот дf fo± :где fo - видимая частота заполнения и.мпульса, т - длительность импульса. В этом случае для качественной регистрации волновой ка1ртины минимальная относительная скорость головка - носитель магнитного регистратора должна быть I/z:.8f„,,,::. 5 (/„-f°i-3) где б - щирина зазора записывающей ловки. Видимая частота сигнала заполнения, и.мпульса изменяется в зависимости от пород, через которые проходит скважина. Исходя из этого предлагается путем синхронного ортогонального детектирования перенести амплитудно-фазовый спектр исследуемого сигнала к нулевой частоте, где лолоса спектра равна f- ОЗ . При этом относительная скорость головка - носитель уменьшается в /о 4 0,3/t 0,3/т После синхронного детектирования сигнал проходит через фильтр нижних частот с полосой прозрачности, равной активной ширине спектра сигнала, ослабляя все сигналы помехи, лежаш,не за полосой прозрачности. Если считать полезным сигналом импульсную посылку одного из типов волн, а соседние по частоте импульсные посылки помехой, то можно разделить все типы в,олн по разным каналам. Предлагаемый способ .0:бработки сигналов акустического каротажа позволяет отфильтровать от сигнаша по породе упругие волны, проходящие по колонне, а также развести по каналам с последуюш,ей отдельной регистрацией сигналы каждого типа волн. Это значительно повышает наряду с эксплуатационной надежностью регистрирующей аппаратуры ее помехозащищенность. Четкое выделение различных типов волн с увеличением количества принимаемой информации позволяет получить значительный экономический эффект, так как появляется возможность проводить акустический каротаж через обсадную колонну при любом качестве цементирования затрубного пространства. Последнее обстоятельство позволяет эффективно применять скважинную акустику как при разведке, так и нри контроле за разработкой нефтяных и газовых месторождений. При реализации предлагаемого способа обработки сигналов акустического каротажа в каждом канале применяют устройство, содержащее перемножитель, фильтр низких частот, квадратор, сумматор, ортогональный опорный генератор, схему автоматической подстройки частоты (АПУ), делительное устройство, каскад определения фазы .колебаний исследуемого сигнала по круговой функции, каскад извлечения квадратного корня. Число таких каналов должно быть равно числу исследуемых типов волн. Опорный генератор каждого канала настраивают на видимую частоту исследуемого сигнала. Слежение за частотой исследуемого сигнала осуществляется инерционной схемой АПЧ. Критерием определения заданного типа волны является непрерывность изменения частоты от посылки к посылке. Для уточнения типа волны можно применить второй критерий, который определен различными законами затухания различных типов волн, например лП - лИ Af(Ар где индексы соответствуют К - волне по колонне; Р - упругой продольной волне; 5 - упругой поперечной волне; i - первому каналу измерения; И - второму канату измерения. Предмет изобретения Способ обработки сигналов акустического каротажа обсаженных и необсаженных скважин, включающий регистрацию колебаний упругих волн в скважинах, отличающийся тем, что, с .целью повышения надежности выделения амплитудно-фазового спектра каждого типа волн из импульса, представляющего собой суперпозицию нескольких тинов волн, производят перенос амплитудно-фазового спектра акустического сигнала, например, путем синхронного ортогонального детектирования .к нулевой частоте, а затем выделяют нужный сигнал, например, с помощью фильтра низкой частоты с последующим разделением по каналам и запоминанием на низкоскоростном магнитном регистраторе амплитудных и фазовых спектров каждого тина волн.