Способ акустического видеокаротажа Советский патент 1975 года по МПК G01V1/52 

1

Изобретение относится к области промысловой геофизики и, в частности, к способам акустического видеокаротажа, предназначенным для исследования стенок нефтяных и газовых скважин.

Известен способ акустического видеокаротажа, при котором поверхность- стенки скважины поэлементно анализируют, сканируя по винтовой линии импульсным ультразвуковым лучом. Эхо-сигналы от элемен- тов стенки принимают, преобразуют в электрические, усиливают, детектируют и передают на поверхность. Этими сигналами после усиления модулируют по яркости электроннолучевую трубку, на экране которой формируют изображение участка стенки скважины, которое фиксируют с помощью фотокамеры.

Получаемые черно-белые акустические фотографии представляют собой плоское

(в двух измерениях) изображение развернутой поверхности стенки скважины. Если стенка скважины не гладкая, а имеет пространственные нарушения (каверны, желоба, раковины, промоины и т. п.), то на аку

стическойфотографии они отмечаются почернением фотослоя различной интенсивности. По этим почернениям можно определить только форму пространственных нарушений на стенке скважины и их площадь, но ничего нельзя сказать об их глубине и внутренней конфигурации. Это обстоятельство значительно снижае производственную эффективность существенного способа, так как отсутствие информации, например, о глубине каверны не позволяет рассчитать необходимое количество

тампонажного пемента.

Цель изобретения - повысить информативност и облегчить интерпретацию данных каротажа. Это достигается путем квантования отраженных сигналов по времени пробега в нескольких временных интервалах, воспроизведения сигналов квантованных интервалов в различных цветах на экране цветной электроннолучевой трубки и фотографирования сформированного цветного изображения на цветную фотопленку.

Так как время пробега пропорционально пути пробега (небольшие изменения скорости не учитываем), то участки стенки скважины, удаленные от акустической системы на раэлиЧ(Ные расстояния, воспроизведутся на крвне, а значит, и на акустической- фотографии в различных цветах. Таким образом, цвет изображения, полу ченный: по предлагаемому способу, дает инфЬрмаиию о глубине иростра ства. На фвг. 1 приведена1 блок-схема устройства, для реализации предлагаемого способа; на фиг. 2 - сечение скважины с двумя кавернами различной глубины; на фйг.3 - сечение скважины на экране .назем 1шй панели. Устройство для реализации способа сос тоит из соединенных кабелем скважинного с н:аряда и наземной панели. Скважинный снаряд содержит акустическую систему, состоящую из излучателя 1 и приемника 2, К излучателю 1 подключен генератор им,.ульсов 3, к приемнику 2 - усилитель 4, выход которого со единен со входом детектора 5 Выход детектора 5 соединяется со входом видеоусилителя 6, выход которого нагружен на каротажный кабель 7. В наземной панели кабель 7 подключен ни вход усилителя 8, выход которого подключен к блоку квантования по времени 9, Блок квантования 9 имеет три выхода, которые сое диняются соответственно с красным (К), зелёным (3) и синим (С) прожекторами цветной приемной трубки (кинескопа) 1О. Развертка электронных лучей осуществляется при помощи блока разверток 11. Для фотографирования изображения с экрана кинескопа 12 применяется фотоаппаоат с цветной пленкой 13. В процессе каротажа импульсный генератор 3 возбуждает излучатель 1, излучающий импульсы упругих колебаний, которые в виде узкого пучка распространяется по буровому раствору в направлении стенки скважины. Пробежав по жидкости расстоянием (см. фиг. 2), упругий импульс отражается от стенки скважцны и, вновь пробежав расстояние б , достигает приемника 2. Время, за которое излученный импульс возвратится к приемнику 2, равно 2€/1 - расстояние от акустической системы до стенки без пространственных нарущений;С - скорость распространения упруги колебаний в буровом растворе. В тех местах, где стенко скважин. им . ет пространственные нарушения (например каверны) :С1-b-C-d и e-f-k-m(см. фиг. 2) расстояния от акустической системы до д аверн рлрмни соответстиеиио « ем-eg Время пробега упругим импульсом растояния до дна каверны о-Ь-С-dравно а время пробега до дна «аверны е -f-k- tn равнол, С Чем больше путь пробега, тем больше и время пробега, т. е. Приемник 2 преобразует упругие импульсы в электрические сигналы, которые после усиления в усилителе 4 детектируются детектором 5 и после усиления в видеоусилителе 6 по кабелю 7 поступают в на земную панель. На вход видеоусилителя 6 подается также синхроимпульс из генератора импульсов 3, который соответствует моменту излучения упругого импульса в жидкость. В наземной аппаратуре сигналы усиливаются усилителем 8 и поступают на вход блока квантования по времени 9. В блоке 9 изк;еряется время с момента излучения импульса до момента приема эхо-сигнала ( время пробега), а затем происходит квантование (разделение) всех принимаемых сигналов по времени пробега в трех временных интервалах. Измерение времени пробега производится с помощью известных схем импульсной техники. Квантование сигналов по времени производится при помощи известных схем временной селекции. При этом в первый временной интервал попадают сигналы, время пробега которых соответствует преодолению расстояния от акустической системы до отражающего препятствия, находящегося в в зоне З, ограниченной радиусами Чд - Ч (см. фиг. 2), и обратно. Во второй временной интервал попадают сигналы, время пробега которых соответствует преодолению расстояния от акустической системы; до отражающего препятствия, находящегося в зоне С, ограниченной радиусами Ч - Ч (см. фиг. 2), и обратно. В третий интервал попадают сигналы, время . пробега которых соответствует преодолению расстояния от акустической системы доотражающего препятствия, находящегося в зоне К, ограниченной радиусами, Ч - Ч„ л- о (см. фиг. 2), и обратно. Если скважина имеет сечение, показанное на фиг. 2, квантование сигналов происходит следующим образом. Участки сгенки CX-m- и di-в расположены в зоне 3, и сигналы от них попадают в J .jpsbiи I временной интервал, который соответствует выходу блока квантования, со- . единенному с зеленым прожектором цветного кинескопа. Участок стенки tj - С располохвн в зоне С, и сигналы от него попадают во второй временной интервал, который соответствует выходу блока квантовення, соединенному с сипим прожектором цветного кинескопа. Участок стенки fe -f расположен в зоне К, и сигналы от него попадают в тре тий временной интервал, который соответствует выходу блока квантования, соединенному с красным прожектором цветного кинескопа. При развертке лучт кинескопа по горизонтали, которая синхронизирована с вращением акустической системы в скважине, на экране кинескопа прочерчивается строка N-N (см. фиг. 3), соответствующаясразвернутому сечению скважины. При этом от резки строки сх -т. и d - е зеленого цвета, отрезок b - с синего цвета, а отрезок h - f красного цвета. При каротировании скважинным прибором интервала скважины на экране 12 формиру ется цветное изображение, соответствующе прокаротированному интервалу. При. фотографировании изображения 12 фотоаппаратом 13 на цветную пленку получают цветной негатив, а затем после фотопечати позитив цветной акустической фо- тографии стенки скважины. При этом цвет отдельных деталей на акустической фотогра фии, полученной по предлагаемому способу. «дает информацию о глубине прюстранства, а интенсивность окраски (так же, как и интенсивность почернения на черной-белой акустической фотографии) характеризует отражательную способность стенки скважины на данной элементарной площадке. Ввиду того, что квантование эхо-сигналов производится в нескольких фиксированных интервалах, то и информацию6 рассто янии от акустической системы прибора до стенки скважины (в том числе и в местах с пространственными нарушениями) можно получить только дискретную, В этом случае, чем больше дискретных измерений произведено внутри измеряемого интерваа, тем ближе квантованное расстояние к стинному. Например, если использовать квантоваие сигналов на семь временных интерваов (что будет соответствовать семи цветам на акустической(фотографии), то можно выделить в околоскважинном пространстве емь концентрических зози Объекты, распооженные на разных расстояниях от акусической системы (по радиусу), но находящиеся в пределах одной зоны, воспроизвеены на акустической фотографии в одном вете. Если задаться радиусом исследования, применяемым обычно для каверномерсв авным 0,7 м, то|11ри семи интервалах на дин интервал приходится 1О см по радиуу. Таким образом, способ обеспечивает воспроизведение информации о глубине пространст1;а на стенках скважин с точностью до 5 см, В лучае, если общий радиус исследования будет уменьщен, то способ обеспечивает большую точность, Аппаратура акустического видеокаротажа, разработанная по данному способу, не заменит собой каверномеры, однако информация о глубине пространства на акустических фотографиях повыщает их информативность и облегчает интерпретацию, помогая выявлять желоба, каверны и другие нарущения на стенках скважины. Предмет изобретени Способ акустического видеокаротажз, при котором поверхность стенки скважины сканируют по винтовой линяй импульсным ультразвуковым лучом, принимают эхо-сигналы, отразившиеся от стенки, преобразуют их в электрические сигналы, усиливают, детектируют и модулируют этими сигналами по яркости электронно-лучевую трубку, на экране которой формируют изображение участка стенки скважины и фотографируют его, отличаюшийс я тем, что, с целью повышения информативности и обеспечения интерпретации данных каротажа, эхо-сигналы квантуют по времени пробега в различных временных интервалах и воспроизводят сигналы квантованных интервалов в соответствующих цветах на экране цветной электронйо-лучевой трубки.

CPU2.1