Способ исследования обсаженных скважин

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

ОЯН М

РЕСПУБЛИК

01 Ч 1/40

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3378126/18-25 (22) 07.01.82 (46) 15.05.83. Бюл. и 18 (72) 10.А. Гуторов, Ю,А. Сушилов и Г.Н. Хайдаров (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт геофизических исследований геологоразведочных скважин (53) 550,83(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР и 59109, кл. .. 21 В 49/00, 1941.

2. Авторское свидетельство СССР и 194694, кл. 6 01 Н 29/04, 1964 (прототип). (54){57) СПОСОЬ ИССЛКДОВАНИЯ ОЬСАЖ НHblX СКВАЖИН, основанный на регистрации интенсивности шумового сигнала, вызванного механическим трением центрирующих или других приспособлений скважинного прибора о внутреннюю стенку обсадной колонны, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения информативности и производительности исследований, выделяют и регистрируют интенсивность шумового сигнала в трех частотных диапазонах, разнесенных друг от друга не менее чем на 10 кГц, причем основная частота -среднего, диапазона выделения соответствует частоте радиального резонанса свободной обсадной колонны, а временной .интервал регистрации имеет дли-© ,тельность не менее 20 периодов часто- Е ты выделяемых колебаний.

Изобретение относится к геофизическим методам исследования обсаженных скважин и представляет собой разновидность механо-акустического каротажа. 5

Известен способ исследования скважин, основанный на регистрации механических колебаний чувствительного датчика (щупа), находящегося в непосредственном контакте с породой t!).

Недостатком данного способа является невозможность исследования характеристик породы в обсаженной скважине, поскольку в этом случае чувствительный датчик может иметь контакт только со стенкой обсадной колонны.

Наиболее близким к предлагаемому является способ исследования обсаженных скважин, основанный на возбуждении упругих колебаний в стенке обсад-.. ной колонны путем периодически наносимого механического удара и последующей регистрации амплитуды и времени распространения вызванных колебанюй между местом удара и приемным элементом скважинного прибора (2).

Недостаток известного способа заключается в том, что интенсивность колебаний собственно колонны значительно превышает интенсивность коле- З0 баний, распространяющихся по породе, ввиду чего регистрация последних становится практически невозможной.

Цель изобретения - повышение информативности и производительности исследований.

Цель достигается тем, что согласно способу исследования обсаженных сква" жин, основанному на регистрации интенсивности шумового сигнала, вызван- 40 ного механическим трением центрирующих или других приспособлений скважинного прибора о внутреннюю стенку обсадной колонны, выделяют и регистрируют интенсивность шумового сигна- 45 ла в трех частотных диапазонах, разнесенных друг от друга не менее чем на 10 кГц, причем основная частота среднего диапазона выделения соответствует частоте радиального резонанса свободной обсадной колонны, а временной интервал регистрации имеет длительность не менее 20 периодов частоты выделяемых колебаний, Преимуществом предложенного способа является одновременное выделение и регистрация информации об обсадной колонне, цементном кольце и о литологическом строении горных пород из

77 широкополосного сигнала, создаваемого металлическим центрирующим устройством фонарного типа при трении его о стенку обсадной колонны.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства для исследования обсаженных скважин; на фиг. 2 - амплитудно- частотные характеристики (АЧХ) шумового сигнала в зависимости от конструкции центрирующих устройств; на фиг. 3 - каротажные диаграммы, полученные с помощью данного способа исследования обсаженных скважин.

Способ осуществляется следующим образом.

Скважинный прибор 1 (фиг. 1), снабженный сильношумящими 2 и малошумящими 3 центрирующими устройствами 3 соответственно, перемещается вдоль обсадной колонны 4, имеющей контакт через цементное кольцо 5 с породой 6.

Шумовой сигнал, возбуждаемый за счет трения сильшумящих центрирующих устройств о стенку колонны, достигает широкополосного приемника 7, преобразуется в электрический сигнал и передается по кабелю 8 в наземный пульт, где проходит соответствующую обработку. С коммутирующего устройства 9 сигнал поступает на три полосовых избирательных фильтра 10-12 и генератор 13 селекторных импульсов.

Последний управляет работой трех селекторов 14-16 информационного сигнала, с которых сигнал поступает на выходные каскады 17-19 и воспроизводится на записывающем устройстве 20 в соответствии с числом Ьегистрирующих каналов.

Центрирующие приспособления различной конструкции, находясь в соприкосновении с внутренней поверхностью обсадной колонны, вызывают при движении прибора в обсаженной скважине интенсивный сигнал шумового (нерегулярного) характера с отличающимися амплитудно-частотными характеристиками 2123 (фиг. 2). При этом наиболее аирокую амплитудно-частотную характеристику 23 шумового сигнала имеют металлические, свободно раскрытые центраторы фонарного типа.

При движении скважинного прибора в обсаженной скважине центрирующее устройство 2 и 3, находясь в непосредственном контакте со стенкой обсадной колонны 4, вызывает интенсивный широкополосный шумовой сигнал, различные частотные составлякицие ко1018077

A, reV

Ж РФф

l,mV

0 5

3 торого, претерпевая избирательную фильтрацию в элементах обсадки: колонне ц, цементном кольце 5 и породе 6, распространяются по ним и дости гают приемника 7 прибора 1.

Для получения наиболее разрешенной записи интенсивности шумового сигнала

;активное (шумящее) центрирующее устройство 2 должно располагаться на некотором расстоянии .от приемника 7. 1ф

Частотные составляющие шумового сигнала, соответствующие частоте радиального резонанса колонны (частота К, диапазон М ), распространяются в основном по стенке обсадной колонны, 1S захватывая область ее контакта с цементным кольцом и породой. Частотные составляющие шумового сигнала, соот-. ветствующие частоте ?r (f + 10 кГц)диапазон Ь(,, распространяются в основном в материале стенки обсадной колонны, практически не реагируя на условия контакта колонны с окружающими средами. ЧаСтотные составляющие шумового сигнала, соответствующие частоте (1 " 10 кГц) - диапазон ,М, распространяются в основном эа стенку колонны по породе, реагируя в незначительной степени на присутствие колонны и других элементов обсад- зв ки, и отражают в основном свойства породы. Поскольку шумовой сигнал, вы" званный механическим трением, носит нерегулярный характер, то для обеспечения достаточно высокой дифференциа3S ции и разрешенности показаний интен. сивность шумового сигнала должна регистрироваться впределах временного диапазона, составляющего около 20 периодов основной частоты выделяемо4О

ro диапазона регистрации.

На фиг. 3 приведен пример записи, выполненной по предлагаемому способу исследования сбсаженных скважин. Каротаж проводился в обсаженной скважине диаметром 200 мм. В качестве частоты-регистрации резонансных колебаний обсадной колонны выбрана частота

15 кГц, для регистрации колебаний, распространяющихся только по колонне— частота 25 кГц, только по породечастота 5 кГц. Окно регистрации в первом случае составляло 0,6-1,2 мс; во втором — 0,4-0,8 мс; в третьем - 2ц мс.

Иэ диаграмм, приведенных на фиг. 2, следует, что запись в диапазоне лает на частоте f = 25 кГц хорошо коррели" руется с диаграммой индукционного локатора муфт, запись в диапазоне af< на частоте Г 15 кГц хорошо коррелируется с диаграммой акустического цементомера (АКЦ), а запись в диапазоне f на частоте 1 5 кГц, хорошо коррелируется с диаграммами стандартного электрического каротажа (КС и ПС).

Следовательно, предлагаемый способ характеризуется высокой эффективностью, которая достигается не эа счет усложнения аппаратуры и способа ее применения, а благодаря использованию новых установленных закономерностей поведения интенсивности шумового сигнала, вызванного механическим воздействием центрирующих приспособлений прибора на стенку обсадной колонны. Причем при каротаже обсаженных скважин способ может быть применен при оперативных исследованиях вместо некоторых традиционных, но достаточно трудоемких видов каротажа (локатор, АКЦ, КС)., 10>8077

Закая 3538/45

Тираж 710 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

ll3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул, Проектная, ч

Составитель В. Карпушин

Редактор К. Волощук Техред A. Ач Корректор М.Шароши