Способ определения акустических параметров горных пород

 

Изобретение относится к геофизическим исследованиям скважин методом акустического каротажа. Цель изобретения - повышение оперативности определения акустических параметров горных пород. Оперативное определение акустических параметров горных пород в процессе измерений на скважине основано на возбуждении в скважине и приеме упругих колебаний на зондовых расстояниях с помощью нескольких приемных акустических преобразователей в блоке. При этом одновременно с многоканальной записью пространственно временной структуры волнового поля непрерывно регистрируют акустические сигналы от первого по времени записи приемного преобразователя в блоке и определяют на этих сигналах временные интервалы для выделения экстремумов основных типов упругих волн, шаг регистрации сигналов от приемных преобразователей выбирают равным меньшей из двух величин-половине минимальной длины волны в спектре регистрируемых в скважине упругих колебаний и четверти минимального периода излучаемых колебаний, деленной на максимально возможную разность удельных времен распространения упругих волн на границах пластов в интервале измерений. По непрерывно определяемым временным интервалам от первого по времени записи приемного преобразователя в блоке определяют временные интервалы для нахождения экстремумов упругих волн на сигнале от выбранного следующего приемного преобразователя в блоке. На многоканальных записях формируют годографы выделенных типов волн, по которым определяют акустические параметры горных пород. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

С ОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

3 606950 А 1 (191 (11) (У1)5 G "1 V 1/40

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

С разом.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И 0 (НРЫТИЯМ

ПРИ П(НТ СССР (21) 43643 79/24-25 (22) 23.11.87 (46) 15.11.90. Бюп. М 42 (71) Всесоюзный научно-исследовательский, проектно-конструкторский и тех ноло гиче с к ий и нс т ит ут г еол огических, геофизических и геохимических информационных систем (72) Е.А.Аркадьев, Н.Л.Дорфман, В.И.Ищенко и О.Л.Кузнецов (53) 550.834 (088.8) (56) Автореi ое свидетельство СССР

Ф 1187126, кл, С 01 V 1/40, 1985.

Авторское свидетельство СССР

У 972442, кл. G 01 V 1/40, 1982. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ АКУСТИЧЕСКИХ

ПАРАМЕТРОВ ГОРНЫХ ПОРОД (57) Изобретение относится к геофизическим исследованиям скважин методом акустического каротажа. Цель изобре- . тения — повышение оперативности определения акустических параметров горных пород. Оперативное определение акустических параметров горных пород в процессе измерений на скважине основано на возбуждении в скважине и приеме упругих колебаний на зондовых расстояниях с помощью нескольких приемных акустических преобразователей в блоке. При этом одИзобретение относится к геофизи3%:ческим исследованиям скважин методом акустического каротажа.

Цель изобретения - повышение оперативности определения акустических параметров r ор ных и ор од. новременно с многоканальной записью пространственно временной структуры волнового поля непрерывно регистрируют акустические сигналы от первого по времени записи приемного преобразователя в блоке и определяют на этих сигналах временные интервалы для выделения. экстремумов основных типов упругих волн, шаг регистрации сигналов от приемных преобразователей выбирают равным меньшей из двух величин — половине минимальной длины волны в спектре регистрируемых в скважине упругих колебаний и четверти минимального периода излучаемых колебаний, деленной на максимально возможную разность удельных времен распространения упругих волн на границах пластов в интервале измерений. По непрерывно определяемым временным интервалам.от первого по времени записи приемного преобразователя в блоке определяют временные интервалы для нахождения экстремумов упругих волн на сигнале от выбранного следую. щего приемного преобразователя в блоке. На многoKGHBJIbHbK записях формируют годографы выделенных типов волн, по которым определяют акустические параметры горных пород. 1 ил.

° Ha чертеже изображена запись волнового поля, поясняющая предлагаемый способ.

Способ осуществляют следующим об16069 50

10

30

45

Б процессе проведения измерений ,,одновременно с многоканальной записью

1 пространственно-временной структуры волнового поля непрерывно во время перемещения скважинного прибора регистрируются сигналы 2 от первого по,времени записи приемного акустического преобразователя в блоке.

IIa приведенном примере многоканальная запись восьмиканальная, где с начала регистрации первая многоканальная запись 3, а затем последующая многоканальная запись 4. На многоканальной записи виден сигнал

5 от первого по времени записи приемного преобразователя. в блоке и сигнал 6 от восьмого приемного греобразователя. Регистрацию сигналов по глубине Н (»} скважин осуществляют с шагом 7.

На многоканальной записи экстремумы 8 и 9 продольной и поперечной

Ьолн соответственно, а также экстремум 10 волны Лэмба-Стоунли формируют годографы 11-13 этих волн. На сигнале 2 от первого по времени записи акусшического преобразователя экстремум 14 продольной волны экстремум 15 поперечной волны и экстремум 16 волны Лэмба-Стоунли .формируют соответствующие линии 1719 фазовой корреляции.

Перед началом измерений на экране видеомонитора на сигнале 20 от первого по времени записи приемного преобразователя выцеляют экстремумы 1416 основных типов упругих волн, которые должны совпадать с экстремумами

8-10 первого сигнала 5 на многоканальной записи, и определяют с их помощью соответствующие временные интервалы 21-23, которые совпадают с. интервалами 24-26 и используются для автоматического определения временных интервалов для выделения экстремумов основных типов упругих волн на последующих сигналах Ьт выбранно го следующего приемного преобразоват епя в блоке °

Юирину временного интервала выбирают равной величине видимого периода сигнала, причем середину интервала выбирают совпадающей с точкой экстремума, что гарантирует попадание экстремума в следующей точке измерений в задаваемый таким образом временной интервал.

В процессе измерениИ одновременно в едут опр едел ени е вр ем е нных и нтервалов и экстремумов как на сигнале 2 от первого по времени записи акустического преобразователя (линии

17-19 фазовой корреляции), так и на многоканальной записи 1 с формированием годографов 11-13 основных типов упругих волн.

При звершении оперативной обработки многоканальной записи 3 и последующем пер еключении последнего по времени записи приемного акустического преобразователя на первый, сигналы 6 и 27 для обработки следующей многоканальной записи 4 по непрерывно опр еделяемым временным интервалам 28-30 для выделения экстремумов основных типов упругих волн от первого по времени записи приемного преобразователя определяют временные интервалы 31-33 для вь|целения экстремумов волн на многоканальной записи 4.

Как видно из. приведенного примера, испольэовать экстремумы 8-10 сигнала 5 и экстремумы сигнала 6 на многоканальной записи 3. для определения временных интервалов 31-33 и соответствующих экстремумов на многоканальной записи 4 не представляется возможным из-за отсутствия надежной фазовой корреляции.

Таким образом, использование одноканальной записи от первого по времени записи приемного Преобразователя в блоке позволяет в начале регистрации каждой последующей многоканальной записи автоматически определять время интервалов 31-33 для выделения экстремумов основных типов упругих волн, формировать их годографы 11-13 для последующей статистич ес кой обработки, оценивать кинематич ес кие и ди намич ес кие параметры волн, с помощью которых опреipеляют акустические параметры горных пород.

Использование постоянной информачии с первого по времени записи акустического преобразователя в блоке в совокупности с выбранным шагом регистрации сигналов по глубине обеспечивает надежную фазовую привязку сигналов каждого последующего преобразователя в блоке с предыдущнм1

Это позволяет существенно сократить . объемы информации, участвующие в

t 606950 обработке данных акустического каро-. тажа и тем самым повысить оперативность определения акустических параP метр ов гор ных п ор од. ч

Для осуществления предлагаемого способа необходимы следующие технические средства: скважинный прибор, позволяющий осуществлять многоканальную запись с заданным числом каналов (например, до 32 каналов с шагом 0,04 м, что реализуется прибором с двумя излучателями и блоком, состоящим иэ шестнадцати приемных преобразователей), и наземная аппаратура, включающая в себя узлы согласования с телеизмерительной системой скважинного прибора, аналогоцифровой преобразователь, микроЭВМ с видеомонитором для наблюдения акустических сигналов, устройства визуализации зарегистрированного волнового поля и документирования вычислительных акустических параметров горных. пород и накопитель информации на магнитном носителе.

Использование пр едлагаемого способа обеспечивает оперативное определение акустических параметров горных пород, что позволяет оценивать коллекторские .и физико-механические свойства пород непосредственно в процессе измерений на скважине, Формула и з обр ет ения

Способ определения акустических параметров горных пород, .основанный на возбуждении и приеме в скважине упругих колебаний на зондовых расстояниях с помощью нескольких .акустических преобразователей, размещеннйх в блоке с постоянным шагом регистрации, выбранным с учетом половины ми мин нимельной инины волны в спент2 е регистрируемых колебаний, полу5 енин многоканальной записи пространственно-временной структуры волнового поля и циклическом повторении этого процесса, формировании годографов различных типов волн и определении по ним акустических параметров горных пород, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения оперативности определения акустических параметров горных пород, определяют отношение четверти минимального периода излучаемых колебаний к максимально возможной разности удельных времен распространения упругих волн на границах пластов в интервале измерений и шаг регистрации выбирают равным меньшей иэ двух величин — — и вычисленного отно мин

2 шения, при этом одновременно с многоканальной записью пространственновременной структуры волнового поля

I непрерывно во время перемещения скважинного прибора регистрируЮт акустические сигналы от первого по времени

З0 записи приемного акустического преобразователя в блоке и определяют на этих сигналах временные интервалы для вьцеления экстремумоз основных типов упругих волн, при каждом

35 переключении последнего по времени записи приемного. акустического преобразователя в блоке на первый, по непрерывно определяемым временным интервалам от первого по времени за40 писи приемного акустического преобразователя в блоке определяют временные интервалы для нахождения экстремумов упругих волн на записях сигнала от следующего приемного

4. акустического преобразователя в блоке.

Составитель N. Ñòàðoâîéò

Техред И.Дидык Корректор А.Осауленко

Р еда кт ор А. Р еви н

Заказ 3549

Тираж 418

Подписное

ВНИИПИ Государственного коМитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101