Устройство для акустического каротажа обсаженных скважин

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АКУСТИЧЕСКОГО КАРОТАЖА ОБСАЖЕННЫХ СКВАЖИН, содержащее преобразователи упругих колебаний, снабженные звукопроводами , и измерительную схему, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности каротажа в сложных условиях газосодержащих и неоднородных жидкостей, заполняющих скважину, звукопроводы вьтолнены в видепсетых резиновых трубок диаметром, не меньшим диаметра преобразователя, заполнены жид-. костью, при этом концы каждого звукопровода имеют соотвественно прсфиль поперечного сечения нреобразрвателя и с 1 профиль поперечного сечения колонны и СО стороны колонны закрыты сетчатым (П фильтром.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

А (19) (11) З(51) Q 01 Y 1/40

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21} 3359985/18 25 (22 ) 04. 1 2.8 1 (46) 15.10.83. Бюл. hb 38 (72) Б.И.Кирпиченко, А.A.Ñåðæàíòîâ и А.Г.Кунавин (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт геофизических исследований геолого разведочных скважин (53) 550.83 (088.8) (56) 1. Ивакин Б,H. и др, Акустический метод исследований скважин. М., Недра, 1968, с. 154.

2. Авторское свидетельств о СССР

N 338873, кл. (j 01 Ч 1/40,1969, 3. Патент США % 3585580, кл. 340-155, опублик. 1973.

4. Авторское свидетельство СССР

M 220905, кл. E 21 В 47/00, 1965 .(прототип). (54 ) (57 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АКУСТИЧЕСКОГО КАРОТАЖА ОБСАЖЕННЫ Х

СКВАЖИН, содержащее преобразователи упругих капебаний, снабженные звукопроводами, и измерительную схему, о т л ич а ю щ е е с я, тем, что, с целью повышения эффективности каротажа в сложных условиях гаэосодержащих и неоднородных жидкостей, заполняющих скважину, звукопроводы выполнены в виде. попых резиновых трубок диаметром, не меньшим диаметра преобразователя, заполнены жид-. костью, при этом концы каждого звукопровода имеют соотвественно профиль поперечного сечения нреобразователя и профиль поперечного сечения копонны и со стороны колонны закрыты сетчатым фильтром.

f 1048 43

Изобретение относится к промыслово-геофизической технике и может быть использовано при каротаже обсаженных скважин с целью оценки качества их цементирования. 5

Известны устройства типа A К 1 для изучения преломленных волн по их головным аналогам, содержащие излучатель и приемник, распопоженные в скважинном приборе. Излучение и прием акустических Ä10 вопи производится через скважинную жидкость jl)

Недостатком таких устройств является сильное влияние неОднородности, в частности водонасышенности флюида, заполня- !5 юшего скважину.

Известны устройства, .содержащие. зонды различной длины с прижатыми непосредственно к стенке скважины преобразователями, причем прижим осушествля-.20 ется управляющим механизмом (2) или с помощью рессор (3)

Данные устройства позволяют уменьшить влияние неоднородности раствора в скважине, на измерения, однако прямой кон- . 25 такт преобразователей со стенкой исключает изучение головной вопны и может вносить искажения в характеристику затухания колеблющейся волны.

Наиболее близким к предлагаемому является известное устройство дпя акустического каротажа обсаженных скважин, содержащее преобразователи упругих колебаний, снабженные звукопроводами, и измерительную схему. В этом устройстве излучатели и приемники размещены в герметичных кассетах и снабжены жесткими металлическими звукопроводами, через которые акустические волны переpB JoTcsI от излучателя с те н кам скважины 40 и далее к приемнику $4)

Недостатком устройства также являют я искажения изучаемых по прямым волнам колебаний колонны за счет жесткого прижима к ней дополнительной массы, сильное ослабление головных волн в газо-. содержаших жидкостях, сложность скважинных приборов (особенно в малогабаритном исполнении), обусловненная выполнением дополнительных электровводов

50 в узлах выносных преобразователей.

1Лель изобретения — повышение эффек- тивности каротажа в сложных условиях газосодержаших и неоднородных жидкостей, заполняющих скважину.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для акустического каротажа обсаженных скважин,содержащем пр

2 образователи упругих колебаний, снабженные звукопроводами, и измерительную схему, звукопроводы выполнены в виде полых резиновых трубок диаметром, не меньшим диаметра преобразователя, эапслнены жидкостью, при этом концы каждого звукопровода имеют соответственно профиль поперечного сечения преобразователя и профиль поперечного сечения колонны ч со стороны колонны закрыты сетчатым фильтром.

На фиг. 1 схематически показано устройство для акустического каротажа

° обсаженных скважин, на фиг. 2 — то же, разрез.

Устройство содержит приемник 1, излучатель 2, звукоизолятор 3, звукопроводы 4, соединяющие поверхности преобразователей с колонной 5, эксцентричные вращающиеся грузы 6, кольца 7;кабель 8, наземную измерительную схему 9, контейнер 10.

Скважинный прибор диаметром 36 мм имеет обычные цилиндрические приемник ,1 и излучатель 2 с круговой диаграммой направленности, помещенные в металли-. ческие тонкостенные контейнеры. Преобразователи соединены звукоизолятором 3.

На контейнеры против максимумов диа- . грамм направленности преобразователей установлены звукопроводы 4 (в- виде отрезков резинового шланга), соеди.няющие поверхности преобразователей со стенкой колонны 5, Звукопроводы соединены с эксцентричными грузами 6, осевое положение которых свободно вращающимися кольцами 7 зафиксировано на внешних концах контейнеров 10 преобразователей. Тапщина колец 7 выбрана равной высоте звукопроводов, 4 (порядка 15 мм). Кольца насажены на корпус прибора или звукоизолятора 3 и фиксируют положение прибора относительно лежащей (нижней) стенки колонны.

Толщина выбрана из условия допустимости искажений волновой картины„Внутренние (к прибору) концы эвукопроводов имеют выемку с радиусом равным радиусу прибора, и глубину достаточную для охвата не менее, чем 1/3 боковой поверхности преобразователя. Внешние концы имеют круглый выступ, радиус которого равен радиусу колонны 5. Внешние торцы звукопроводов 4 глухие или закрыты капроновым сетчатым фильтром с размером отверстий порядка 0,2 мм. В первом случае эвукопроводы заполнены массой (вазелином), во втором - сква« жинной жидкостью. Кабель 8 соединяеи

3 10484 3 7 Я полости звукопровода от газовых пузырь- образцом (AKU-1) связана с исключением ков. Кеэаметное искажение регистрируезамены раствора с целью отключения рамых амплитуд возможно не только при ботаюших интервалов, а по сравнению с полном отсутствии газа в полости, но и прототипом от сокрашения простоя скважин при иали ии единичных иузырьков, кото- при исследованиях эа счет проведения неп50 рые, всплывая, размещаются на верхней рерывных по стволу измерений, вместо части внутренней полости звукопроводов точечных, допускаемых при жестком кон.и поэтому не препятствуют распростра- гакте с колонной, ! устройство с наземной измерительной нению BQHHbI давления. Однако при высосхемой 9, ких температурах возможно увеличение

Устройство работает следующим обре- объема масла, заполняющего эвукопровод, эом. и соответственно изменение условий neF3 начале записи, когда прибор находит- 5 редачи и приема сигнала за счет изменеся ниже зоны гаэосодержащего флюида, ния усилия контакта и натяжения контакнапример ниже зоны перфорации, и в по- тируюшей стенки.. Поэтому для высоких лостях звукопроводов 4, как и вне их, температур целесообразно использовать находится жидкость, в первых вступлени- эвукопроводы, контактирующая (внешняя) ях регистрируется головная волна от пре- t0 стенка которых допускает свободное сообломленной, возбужденной под критическим шение со скважинкой жидкостью или ее углом (для средних условий скважины с фильтром и выполнена в виде например о

I е обсадной колонной порядка 19 ) в секто- текстильного фильтра. Размер отверстий ре, ограниченном боковой поверхностью фильтра порядка 0,2 мм выбран по соиэзвукопровода 4 F t, а также вне этого >5 меримости его с диаметром газовых сектора -. Р . Общая амплитуда регистри- пузырьков, оспабляюшее влияние которых руемой волны равна имплитуде, полученной на амплитуду головной волны при часторасцентрированным прибором без эвуко- гах порядка 30 кГц существенно (в 10 проводов (в случае центрированного по- раэ и более), Через такой фильтр внутрь положения прибора амплитуда максималь- у0 эвукопровода не проникают не только пуно возможна) ° зырьки с диаметром, равным размеру

При вхождении прибора в зону гаэиро- отверстий, но и несколько меньшие, вания пузырьки свободного газа запол- поскольку около газового пузырька поняют часть объема скважины вне звуко- верхностным натяжением удерживается и проводов, поэтому неизменной остается д некоторый слой жидкасти, только амплитуда волны, возбуждаемой При записи в скважине даже с небольи регистрируемой в пределах их секторов: шим наклоном (первые градусы) прибор

Р„. Общая регистрируемая амплитуда под действием прижимающей силы кабеля уменьшается пропорционально отношению перемешается по лежачей стенке колонны. поперечного сечения звукопроводов 4 к З0 Эксцентричные свободно вращающиеся боковой поверхности контейнеров преоб- грузы под действием силы тяжести переразователей. Однако это уменьшение мешают прикрепленные к ним резиновыепроисходит, как правило, скачком в даль- эвукопроводы так, что звукопроводы поснейшем при движении вверх по стволу, тоянно касаются нижней стенки колонны. поскольку влияние неоднородности сква- При большом наклоне скважины область жинной жйдкости на волну, возбуждаемую наибольшего газосодержания распоаагает35 и регистрируемую в секторе, ограничен- ся (в связи с всплыванием) в верхней ! ном звукопроводом, отсутствует (всплы- части полости колонны и мало влияет на ваюшие газовые пузырьки огибают его), показания прибора, расположенного внизу. регистрируемая амплитуда зависит таль40

B случаях малого отклонения от веро ко от свойств исследуемой колонны. тикали (1-2 ) запись (во избежание

Таким образом, отсутствие искажений нестабильности прибора относительно лерегистрируемой амплитуды определяется жачей стенки колонны) производят на спусстабильностью свойств жидкости в секто- ке. ре звукопровода, которая, в свою очередь, Экономическая эффективность от приме 45 зависит от качества изоляции внутренней нения устройства по сравнению с базовым

10484 37 вниипи

Тираж 7

Филиал ППП Патент", r.Óæãoðîä,óë. Проектная,4