Способ акустического каротажа Советский патент 1982 года по МПК G01V1/44 

(54) СПОСОБ АКУСТИЧЕСКОГО КАРОТАЖА

1

Изобретение относится к промысло- во-геофизическим исследованиям скважин методом многозондового акустического каротажа и может быть использовано для выделения и измерения параметров различных типов упругих волн из полного акустического сигнала с использованием метода двумерной пространственно-временной фильтрации при обработке зарегистрированных сигналов на ЭВМ.

Известен способ акустического карютажа, основанный на непрерывном перемещении скважинного прибора,возбуждении в скважине и приеме упругих, колебаний на зондовых расстояниях с помощью нескольких акустических преобразователей, обработке принятых сигналов путем суммирования и накопления в оперативном запоминающем устройстве за несколько циклов и регистрации суммарного сигнала на магнитный носитель.

За счет накопления сигналов за несколько циклов излучения обеспечивается повышение помехоустойчивости и точности измерений при цифровой обработке t1.

Однако применять этот способ можно .только для вьщеления продольной

волны и при малой скорости движения скважинного прибора.

Известен также способ акустического каротажа, согласно которому за счет .cy vIмиpoвaния принятых сигналов от двух преобразователей по линии годографа поперечной волны обеспечивается повышение точности выделения ее вступления 2.

10

Однако, так как расстояние между приемниками несогласовано с длинами волн, возбуждаемых в применяемых акустических сигналах, а также из-за влияния неоднородности разреза сква15жины, возникают значительные погрешности.

Наиболее близким к изобретению является способ акустического каротажа, основанный на непрерывном пе20ремещении скважинного прибора, возбуждении и приеме .в скважине упругих колебаний на зондовых расстояниях с помощью нескольких акустических преобразователей, обработке приня25тых сигналов путем амплитудного выравнивания и суммирования с учетс направления линии годографа вьщеля.емого и измеряемого типа волн 3J.

За счет накопления путем су 1миро30вания по линии годографа можно обеспечнть вьаделение и измерение волны определенного типа из полного акусти ческого сигнала. Однако при измерениях в неоднородном разрезе скважины одновременно меняет свое положение как возбу)хдающий, так и принимающий акустические преобразователи . Следовательно, на точность измерений оказывают влияние неоднородности участков скважины как в облас ти расположения возбуждающего, так и в области располохсения приемного преобразователей. Цель изобретения - повышение точ ности и скорости каротажа. . Поставленная цель достигается тем, что согласно способу акустического каротажа, заключающемуся в непрерывном перемещении скважинного прибора, возбуждении и приеме в скважине упругих колебаний на зондовых расстояниях с помощью нескольких акустических преобразователей, обработке принятых сигналов путем амплитудного вы равнивания и суммирования с учетом направления линии годографа выделяе мого и измеряемого типа волн, синхронное возбуждение излучающего акус тического преобразователя и переклю чение приемных акустических преобра зователей осуществляют со скоростью равной скорости перемещения скважин ного прибора, но противоположно направленной, при этом шаг расположен приемных акустических преобразовате лей равен половине минимальной длин .волны в спектре возбуждаемых и принимаемых в скважине упругих колебаний, а расстояние между крайними приемными акустическими преобразова телями равно максимальной длине вол ны в спектре возбуждаемых и принима мых акустических колебаний. На фиг. 1 (a,6,Bj дано устройств реализующее предлагаемый способ; на фиг. 2 (а,б,в - временные диаграмм поясняющие способ. Устройство содержит скважинный акустический прибор 1, соединенный линией 2 связи с наземной аппаратур и включающий акустический излучател 3, блок 4 акустических приемников, содержащий 16 приемников (П1-П16;, расположенные с постоянным шагом, зондовие расстояния 5-7, фиксирован ное значение глубины 8. Наземная часть включает блок 9 согласования и управления параметрами скважинного зонда и блоками обработки данных аналого-цифровой преобразователь 10 оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) 11 и накопитель 12 на магнитной ленте. Способ осуществляется следующим образом. При широкополосном акустическом каротаже преобладающими частотами в спектре возбуждаемых и регистрируемых сигналов для основных типов волн P,S,LJ и диапазонов скоростей распространения упругих волн в горных породах соответствуют следующие длины волн: для продольной волны (Р) VP 2500-8000 м/с; f 12,5-30 кГц; -уг(1У1 0,083 м;Лтах м; для поперечной волны (S V 1600-4500 м/с; f 8-20 кГц; д, 0,08 м; для лэмбовской волны i,L) V. 1450 м/с; f 3-12,5 кГц;л. . 0,116 м; cf 0,48 м. Следовательно, для реализации при обработке сигналов пространственновременной фильтрации шаг между приемными преобразоватями может быть выбран равным Ли,;;„ ,04 м. Длина блока 4 акустических приемников, т.е. расстояние между крайними преоб разователями, выбирается равной 0,64 м при этом он может состоять из 16-ти преобразователей (nl-ni6J. При непрерывном движении скважинного прибора со скоростью Уц частоту запуска акустического излучателя выбирают таким образом, чтобы за время между циклами возбуждения скважинный прибор проходил расстояние,равное шагу приемных преобразователей в блоке 4 акустических приемников. Например, при частоте запуска излучателя 12,5 Гц скорость каротажа должна быть выбрана 1800 м/ч, так как за время между моментс1ми возбуждения излучателя зонд проходит расстояние, равное шагу (0,04 м) между приемными преобразоватeля /ш. Скорость каротажа может быть снижена, но при этом, соответственно, должна быть снижена частота запуска излучателя. Прием акустических сигналов осуществляется тем преобразователем, который находится на фиксированном значении глубины скважины 8 (фиг.1). Для положения скважинного зонда в , состояниях а-в сигналы, изображенные на фиг. 2,(а-в) принимаются соответственно преобразователями П1, Пв и П16 на зондовых расстояниях 5-7. Таким образом, прием акустических сигналов осуществляется всегда при постоянном фиксированном значении глубины скважины, чем исключается влияние неоднородности горных пород в области приемных преобразователей. Неоднородности разреза в области акустического излучателя, прюявляющиеся в отклонении линий годографов выделяемых типов волн продольной 13, поперечной 14 и т.д., от прямолинейных могут быть учтены при обработке , сигналов на ЭВМ.