Способ получения сейсмических записей,ориентированных по азимуту в скважине

 

Изобретение относится к сейсмическим исследованиям по методу вертикального сейсмического профилирования для изучения поляризации сейсмических волн и анизотропии околоскважинного пространства . Цель изобретения - повышение производительности и экономической эффективности полевых работ путем получения сейсмических записей, ориентированных в пространстве. Способ состоит в том, что регистрацию сейсмических волн вдоль ствола скважины производят многоприборным трехкомпонентным зондом. ..Все приборы сохраняют взаимную ориентацию с перекрытием одной или нескольких концевых точек на каждой базе наблюдения. Ориентацию зон;с;а по странам света производят только на верхней базе наблюдений по верхнему прибору, когда он находится на устье скважины. На всех остальных базах наблюдения ориентацию зонда определяют при обработке сейсмических записей хи у-компонент зонда, внося поправку за ориентацию . на всех базах наблюдений, вычисленную по записям хи у-компонент приборовперекрытия. 5 ил. § (О ГчЭ СЛ 00 со со

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) (51) 4 С 01 Ч 1/40

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ,, "Н А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3912428/24-25 (22) 06.05.85 (46) 23.07 .87. Бюл. В 27 (71) Институт геологии и геофизики им. 60-летия Союза CCP СО АН СССР и Сибирская геофизическая -экспедиция

Управления промысловой и полевой геофизики (72) А.А.Меньтюков и Ф.M.Ñóçäàëüíèöкий (53) 550.83 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

1Ф 157516, кл. G 01 V 1/40, 1962.

Авторское свидетельство СССР

Р 824098, кл. G 01 V 1/40, 1979. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СЕЙСМИЧЕСКИХ

ЗАПИСЕЙ, ОРИЕНТИРОВАННЫХ ПО АЗИМУТУ

В СКВАЖИНЕ (57) Изобретение относится к сейсмическим исследованиям по методу вертикального сейсмического профилирования для изучения поляризации сейсмических волн и анизотропии околоскважинного про. странства. Цель изобретения - повьппение производительности и экономической эффективности полевых работ путем получения сейсмических записей, ориентированных в пространстве. Способ состоит в том, что регистрацию сейсмических волн вдоль ствола скважины производят многоприборным трехкомпонентным зондом. Все приборы сохраняют взаимную ориентацию с перекрытием одной или нескольких концевых точек на каждой базе наблюдения, Ориентацию зонда по странам света производят только на верхней базе наблюдений по верхнему прибору, когда он находится на устье скважины. На всех остальных базах наблюдения ориентацию зонда определяют при обработке сейсмических записей х- и у-компонент зонда, внося поправку за ориентацию на всех базах наблюдений, вычисленную по записям х- и у-компонент приборов перекрытия. 5 ил.

1325393 2 полученные на и-й и (n""1)-й базах наблюдения трехкомпонентным m-приборо- ным зондом. Каро ;аж проводится в обо- щепринятой системе координат, т.е. пу- g ось OZ направлена по вертикали; ось

ОХ направлена от пункта приема к ов. пункту взрыва; ось ОУ вЂ” перпендикулярна оси OX и образует правую систему координат, уп- Ю На п-й.базе наблюдения

Изобретение относится к области сейсмических исследований в скважи нах и предназначено для изучения и ляриэации волнового поля и анизотр пии околоскважинного пространства тем использования зондов с фиксиро ванной взаимной ориентацИей прибор

Цель изобретения — повыщение про иэводительности и экономической эф фективьгости полевых работ за счет рощения технологии процесса ориентации сейсмоприемников и получения сейсмических занисейР ориентированных в пространстве.

На фиг.1 представлена схема наблюдений предлагаемым способом при помощи многоприборног0 трехкомпонентного зонда, у которого все приборы сохраняют взаимную ориентацию (каждому прибору. зонда соответствует точка 20 наблюдения в скважине, последняя точка наблюдения верхней базы и первая точка следующей базы наблюдения составляют перекрытие); на фиг. 2 — сейсмограммы, полученные на l-й, 2-й и

3-й базах наблюдения, а также определение угла ориентации приборов; на фиг. 3 — изменение углов ориентации приборов на одной точке наблюдения; на фиг. 4 — диаграмма направленности горизонтальных сейсмоприемников зонда; на фиг. 5 †. блок-схема двухприборного трехкомпонентного зонда с фиксированной взаимной ориентацией приборов. 35

Зонд (фиг, 5) содержит приборы l . 1, 1.2, ..., lm, охранные кожухи которых соединены каротажным кабелем 2 и металлорукавом 3. где 8 — угол, образованный проекцией

А вектора смещения (или скорости) колеблющихся частиц . в точке приема на горизонтальную плоскость с осью ОХ (угол подхода волны к точке приема); азимутальный угол оси чувствительности сейсмоприемника х с осью ОХ; у — уз.ол между проекцией А и осью чувствительности сейсмоприемника х;

" индекс, обозначающий порядковый номер базы наблюдения (нумерация баз наблюдения направлена от устья скважины к ее забою);

m — индекс, обозначающий номер скважинного прибора (нумерация скважинных приборов идет снизу вверх).

Нижний инцекс у азимутального угла отсутствует, так как отсутствует азимутальный .поворот между скважинными приборами.

1 40

Каждый из приборов содержит прижим. ное устройство (не показано), контейнер 4 с тремя сейсмоприемниками, жестко закрепленный в охранном кожухе, и систему 5 усиления и передачи сейсми- <> ческих сигналов на поверхность.

Каротаж по предлагаемому способу можно вести как снизу вверх, так и сверху вниз, определяя инструментально (с помощью, например, теодолита и буссоли) ориентацию зонда в аэимутальной плоскости пространства на верхней базе наблюдения, при которой верхний прибор зонда находится на устье скважины.

Для пояснения сущности предлагаемого способа получения сейсмических записей, ориентированных по азимуту в скважине, рассмотрим сейсмограммы, следовательно (2) Из уравнения (1) можно

" м записать (3) или

9Р - Р "", 0"

1 1 (4) Подставляя (4) в (2) получим рекурентное уравнение (" 9n п Р+ Ь (5)

all Р иэ которого находим и

v"= 2 (4 „- „ ), (6) Так как осуществляется перекрытие и-й и (n-1)-й баз наблюдений, то

0 Р ВЬ-Р тп Р

3 l3253 где ц — ориентация сейсмоприемника на устье скважины.

При проведении каротажа сверху вниз для упрощения вычислений Х приемник ориентируют в направлении на пункт взрыва, т.е. устанавливают

Ц = О. При проведении каротажа снизу вверх ориентация X приемника измеряется инструментально на устье скважины по окончании скважинных наб- 10 людений.

Углы у определяются из сейсмограммы, например, по формуле

К

К

y = arctg — ——

Ач

А" (7) I5 х

После вычисления углов азимутальной ориентации сейсмоприемников по формуле (6) при необходимости получения сейсмаграмм при одной и той же 20 ориентации сейсмоприемников на всех точках наблюдения в скважине можно осуществить поворот векторов íà углы ".

Предлагаемый способ позволяет убрать из приборов зонда автономные ориентаторы, гироскопы и др. Это позволяет существенно снизить габариты отдельных приборов и зонда в целом.

Увеличится надежность скважинной аппаратуры за счет сокращения числа элементов. Повысится производительность труда, так как не нужно затрачивать время на ориентацию и др. вспомогательные операции. Существенно 35 снизятся затраты электроэнергии на один прибор зонда, так как приборы будут содержать только преобразователи сейсмических сигналов и сейсмоприемники, 4Q

93 отличающHйся тем,что, с целью повышения производительности и экономической эффективности, сейсмические исследования в скважине ведут зондом с фиксированной взаимной ориентацией приборов, последовательно по всему стволу скважины передвигают зонд от первой базы до последней, по крайней мере в одной точке перекрывают базы наблюдений, сохраняют пространственные координаты источника при регистрации волновой картины, сравнивают сейсмограммы, полученные на общей точке наблюдения, и для каждой базы наблюдения по измеренным в первых вступлениях амплитудам горизонтальных компонент вычисляют угол азимутальной ориентации сейсмоприемников путем суммирования угла ориентации сейсмоприемника зонда на верхней базе наблюдения и величин расхождения в углах подхода волн к сейсмоприемникам приборов, реализующих перекрытия на общих точках наблюдения по формуле . и

k К-1 (arctg — „— — arctg A-„„-) + кс t т Х1

+ cf где угол ориентации сейсмопри. емников зонда на и-й базе наблюдения; угол ориентации сейсмоприемников зонда на верхней базе наблюдения, на устье скважины; амплитуды волн, измеренные по записям х и у компонент первого прибора зонда;

К к

Xlll Ую

Формула изобретения

Способ получения сейсмических записей, ориентированных по азимуту в скважине, с регистрацией волнового паля от импульсных или вибрационных источников посредством многаприборного трехкомпонентного зонда с инструментальным определением ориентации верхнего прибора на устье скважины, — амплитуды волн, измеренные по записям х и у компонент ш-го прибора зонда, причем для измерения амплитуд берутся волны, время подхода которых к приборам данного перекрытия одно и то же; — порядок суммирования.

1325393

1лп Пе ек ытиа

"-"ф - э- 0 иеитаууор y прьаьороо т8Встна, 0 (Ось чу1сп4ительпости Л сейслажраемоиа а Х,д . ф соринюжрооаии на Се8ер, 0, иАи иа гунк п Ьрыда, 2 1/\/ " я сейсиолри6мвика — па Ж сщод Я а

У

1пааа р ае q (ааааа — аа а ааа "+ а.а

Я хо A) у аа а

Й Лам — у --- - дф г я Фх ар р

9/ /, ам fn-() у о у(Ф y+>q.... + (ассЦ -+ -а с у-@-)+ g

ФЫФъГ ф фр. ф

5 и аь аа —. .,1) трио приооюо прюизйлвмз 3 (Ротс>Ф flo сюРюфм.„оу ир (@wee p q + (ассф-ф- ассф +)+ О афа, а 4; мф

М

1325393

Составитель В.Ищенко

Техред Л. Олийнык Корректор Л. Бескид

Редактор Е.Папп

Заказ 3103/40 Тираж 730 Подписное

BHHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óëòoðoä, ул.Проектная, 4