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

Изобретение относится к промыслово-геофизическим исследованиям скважин методом акустического каротажа и может быть использовано для выделения и измерения параметров различных типов упругих волн из полного акустического сигнала.

Известен способ акустического кароталса скважин на головных волнах, основанный на передви:;;ении вдоль оси скважины акустического скважинного зонда, периодическом излучении импульсов упругих волн излучателем и приеме упругих волн на некотором удалении от излучателя по оси сква-жины двумя или более разнесенными приемниками, преобразовании принятых упругих колебаний в электрический сигнал, усилении его и последующей обработке, включающей накопление сигналов за несколько циклов и выделение вступлений продольной волны, и вычислении интервального времени }

Однако этот способ надежен только при выделении первого вступления продольной волны. Так как шумы при входе приемника при движении зонда по скважине не коррелированы с сигналом, при накоплении увеличивается отношение сигнал/помеха и тем самым повышается точность выделения вступления продольной волны.

В том случае, когда перед вступлением коррелируетсяч с сигналом, накопление сигнала за несколько циклов излучения не дает улучшения отношения сигнал/помеха, так как помеха синхронна с сигналом.

Так происходит с сигналом вступления поперечной волны-, помехой которому является затухающий пакет колебаний продольной волны.

Известен также способ акустического каротажа, при котором отдельный тип волны, например поперечной, выделяется амплитудно-временной селекцией из полного акустического сигнала. Формирование временного окна основано на том, что соотношение скоростей продольных и поперечHi-iix волн для большинства типов горных пород меняется от 1,5 до 2. На точность измерения параметров поперечной волны будет влиять интерференция поперечной волны с пред1иествуюмей продольной волной регистрируемой в том же временном интервале 2.

Наиболее близким к изобретению является способ акустического каротажа, основанный на возбуждении в скважине упругих колебаний, приеме упругих колебаний, прошедших по породе, на зондовых расстояниях с помощью двух или более приемников и обработке принятых сигналов путем амплитудного выравнивания и суммирования с учетом направления линии годографа измеряемого типа волны, например поперечной .

При этом обеспечивается некоторое подавление продольной волны и, следовательно, облегчается выделение и измерение вступления поперечной. Однако, так как расстояние между приемниками и излучателем фиксировано и в каждом цикле излучения в однородном участке пласта фаза приходящего сигнала продольной волны относительно постоянна, удовлетворительное подавление предшествующей группы волн невозможно.

Цель изобретения - повышение точности каротажа путем увеличения точности выделения и измерения параметров волн, составляющих полный акустический сигнал.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу акустического каротажа, основанному на возбуждении в скважине упругих колебаний, прошедших по породе, на зондовых расстояниях с помощью двух или более приемников и обработке принятых сигналов путем амплитудного выравнивания и суммирования с учетом направления линии годографа измеряемого типа волны, зондовые расстояни .в процессе измерения изменяют по случайному закону, при этом верхний |Предел изменения зондовых расстояний равен максимальной длине волны в спектре принимаемой и подавляемой предшествующей группы волн, и осуществляют накопление принятого сигнала проведенных циклов излучения по направлению линии годографа измеряемого типа волны.

На фиг.1 дана блок-схема устройства, реализующего предлагаемый способ акустического каротажа ; на фиг.2 - временные диаграммы.

Устройство содержит скважинный акустический прибор 1, включающий блок акустического излучателя 2 с возможностью перемещения на величи у с целью изменения зондовых расстояний, приемники 3 - 5 ( П1, П2, . . . , ПН. упругих колебаний, расположенные, например, с шагом 6т, а также наземную аппаратуру, включающую блок 6 согласования и управления параметрами скважинного зонда и блоками обработки данных, блок 7 аналого-цифрового преобразования и

предварительной регулировки усиления, блок 8 накопления сигналов путем суммирования за несколько циклов излучения по направлению линии годографа измеряемого типа волны и

блок 9 регистрации и измерения параметров выделенных сигналов.

Пояснение способа акустического каротажа приводится на примере внщеления поперечной волны из полного

0 акустического сигнала при подавлении предшествующего пакета колебаний продольной волны, где линия годографа продольной волны 10, а линия годографа поперечной волны 11. Данный способ может быть применен и при выделении вступления волны ЛэмбаСтоунли в зоне ее интерференции с поперечной волной, а также выделения вступления продольной волны на

0 фоне регулярной помехи при ревербарации либо подавлении волны по обсадной колонне при измерениях в обсаженной скважине.

На диаграммах (фиг.2а и б пред5 Ставлены акустические сигналы, зарегистрированные одним приемником и подготовленные для суммирования по линии 11 годографа поперечной волны. На диаграмме фиг.2в) представлен результат суммирования, как част ный случай накопления, с подавленной: предшествующей группой волн продольной волны.

Направление линии 11 годографа

поперечной волны может быть выделено по корреляционным признакам с учетом линии 10 годографа продольной волны, с последующим ее уточнением в процессе измерения и обработки.

0 Для реализации эффекта накопления, при изменении зондовых расстояний по случайному закону на величину, соизмеримую с длиной волны подавляемой предшествующей группы волн

5 возможно линейное изменение зондовых расстояний. При этом возбуждение импульсных упругих колебаний осу, ществляется с интервалом времени, изменяющимся по случайному закону.

0 Применение изобретения обеспечивает повышение точности выделения и, соответственно, изменения параметров волн, составляющих полный акустический сигнал.

Формула изобретения

Способ акустического каротажа, основанный на возбуждении в скважине упругих колебаний, приеме упругих колебаний, прошедших по породе, на зондовых расстояниях с помощью двух или более приемников и обработке принятых сигналов путем ампли

тудного выравнивания и суммирования

с учетом направления линии годографа измеряемого типа волны, отличающийся тем, что, с целью повышения точности каротажа путем повышения точности выделения и измерения параметров волн,.составляющих полный акустический сигнал, зондовые расстояния в процессе измерения изменяют по случайному закону, при этом верхний предел изменения зондовых расстояний равен максимальной длине волны в спектре принимаемой и подавляемой предшествующей группы волн, и осуществляют накопление принятого сигнгша проведенных циклов излучения по направлению линии годографа измеряемого типа волны. Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 416651, кл. G 01 V 1/40, 1972.

2.Авторское свидетельство СССР 227952, кл. G 01 V 1/40, 1967.

3.Патент США 3390377,

кл. 340-18, опублик. 1968 (прототип).

А

г

J

7

i.f