Аппаратура для акустического каротажа нефтяных

 

О П И С А Н И Е 379897

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Соилалистическнх

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 22.Х.1971 (№ 1707737/26-25) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 20.1Ч.1973. Бюллетень № 20

Дата опубликования описания 23.Ч11.1973

М. Кл. G 01v 140

Комитет по делам наоаретеинй н открытий пли Совете Министров

СССР

УДК 550.834(088.8) Авторы изобретения

А. П. Осадчий, О. Л. Кузнецов, E. В. Карус, Б. Е. Векслер, Н. Н. Оселедько, В. Н. Рукавицын, 3. П. Кайданов, Г. Н. Ягодов, Ю. М. Болычевский, E. И. Федчук, А. С. Каркошка и В. В. Левчук

Всесоюзный научно-исследовательский институт ядерной геофизики и геохимии

Заявитель

АППАРАТУРА ДЛЯ АКУСТИЧЕСКОГО КАРОТАЖА НЕФТЯНЫХ

И ГАЗОВЫХ СКВАЖИН

Изобретение относится к устройствам для акустического каротажа нефтяных и газовых скважин и может быть использовано в нефтепромысловой и разведочной геофизике для оценки коллекторных свойств пластов, выделения зон трещиноватостей, а также для оценки технического состояния скважин.

Известны акустические цементомеры, а также специализированная аппаратура для опытно-методических работ, показана принципиальная возможность проведения акустического каротажа через обсадную колонну и цементное кольцо. Однако известная аппаратура имеет узкополосный и сравнительно высокочастотный спектр излучения, что не позволяет проводить исследования акустических свойств пород в обсаженных скважинах. С другой стороны, эта аппаратура позволяет регистрировать лишь волновые картины, требующие черезвычайно длительных и трудоемких операций по их обработке.

С переходом бурения на большие глубины все более возрастает роль каротажа, проводимого после спуска обсадной колонны, а также совмещения задач, решаемых за одну спуско-подъемную операцию (например, оценка технического состояния скважин и их каротаж). С целью обеспечения возможности проведения АК через обсадные трубы одновременно оценки качества их цементирования, а также реализации частотного акустического зондирования обсаженных и необсаженных скважин, в наземной части предлагаемой аппаратуры в блок аналоговой обработки сигналов введены блок фильтрации и блок автоматического поддержания постоянства амплитуды на первом канале измерения, включенные между входным усилителем и блоками измерения кинематических и динамических

1О параметров упругих волн, а к выходам усилителя и блока фильтрации подключены введенный в блок измерения кинематических параметров реверсивный счетчик со схемой запоминания, совмещенный с преобразователем

15 цифра — аналог, и фазокорреляционный регистратор с дополнительной фиксацией амплитуды, введенный в регистрирующую схему для записи динамических и кинематических параметров.

20 На фиг. 1 представлена блок-схема аппаратуры; на фиг. 2 — схема блока вычисления интервальных времен.

Аппаратура содержит скважинный снаряд

1 с трехэлементным зондом, кабель 2 и на2S земную аппаратуру, на входе которой стоят узел 8 согласования с кабелем и входной усилитель 4. К выходу усилителя 4 присоединены усилитель 5 с автоматическим поддержанием постоянной амплитуды сигнала по пер30 вому каналу н блок б фильтрации. С выхо379897

65 дов усилителей 4 и 5 сигнал подается на измерительный блок 7, включающий блок измерения времен пробега t и 4 соответственно от ближнего и от дальнего излучателей до приемника, интервальных времен Л1 и коэффициента затухания а. К выходам входного усилителя или каждого из фильтров подключен регистратор 8 фазокорреляционных диаграмм. Аппаратура также содержит регистратор 9 аналоговых сигналов типа шлейфового осциллографа, регистратор 10 волновых картин и цифровой регистратор (перфоратор) 11.

В измерительном блоке 7 для измерения и регистрации в цифровой и аналоговой форме времени распространения 4 и интервального времени М используется реверсивный счетчик 12 (фиг. 2), к каждому разряду которого присоединена соответствующая ячейка цифроаналогового преобразователя 18. К выходу преобразователя присоединены две схемы 14 и 15 памяти. На вход счетчика сигналы подаются через две схемы 1б и 17 совпадений, соединенные с разными плечами триггера 18 реверса.

Для упрощения измерения коэффициента затухания и регистрации волновых картин применен усилитель с поддержанием постоянной амплитуды сигнала по первому каналу.

Аппаратура работает следующим образом.

Сигналы от приемника передаются по кабелю 2 в наземную аппаратуру. На входе наземной аппаратуры стоит узел 8 согласования с кабелем, с которого сигнал подается на входнойусилитель 4. С выхода усилителя сигнал подается на измерительный блок 7 и одновременно на набор полосовых фильтров б.

С выхода каждого фильтра сигнал также подается на измерительный блок 7. С выхода измерительного блока сигналы поступают на регистратор 9. С выходов усилителя и фильтров сигнал также подается на блок 8 регистрации фазокорреляционных диаграмм.

Для поддержания примерно постоянной амплитуды продольной волны по первому каналу используют усилитель 5 с автоматической регулировкой усиления сигнала продольной волны, для чего амплитуда сигнала, выделенная в заданном временном интервале, запоминается на один цикл. На следующем цикле измерения по ней осуществляется регулировка усиления. С выхода усилителя сигнал подается на блок вычисления коэффициента затухания и на регистратор волновых картин.

Блок вычисления интервальных времен распространения от дальнего излучателя к приемнику (4) и интервального времени пробега (М) работает следующим образом.

Предварительно все триггеры счетчика сбрасываются в нуль. На вход счетчика через схему 1б поступает пакет высокочастотных колебаний, стабилизированных кварцем. Длительность пакета соответствует времени 4, которое запоминается в счетчике и далее считывается в цифровой форме на соответствующий регистратор, например перфоратор или магнитный регистр. Эта же величина, получаемая с выхода цифро-аналогового преобразователя в виде напряжения, подается через схему 14 памяти на аналоговый регистратор, например шлейфовый осциллограф. При следующей посылке через схему 1б на счетчик, предварительно установленный триггером 17 в положение вычитания, подается пакет колебаний, соответствующий времени t, в результате чего в счетчике фиксируется интервальное время И=4 — 1ь Эта величина считывается в цифровой форме. В аналоговой форме величина считывается через схему 15 памяти (назначение ее — запомнить напряжение измеряемой величины с выхода преобразователя на время, когда идет преобразование другой величины). Схемы 14 и 15 включаются поочередно. Перед приходом следующей пачки колебаний сбрасывается счетчик

12 и триггер 17 возвращается в исходное положение. Цикл повторяется.

В ряде случаев предлагаемая аппаратура позволяет решить задачи, которые представляют принципиальные трудности для других видов аппаратуры, в том числе для ядерногеофизической, например задачу выделения водонефтяных контактов и прослеживания за их перемещением в условиях пресных или низкоминерализованных вод.

Предмет изобретения

Аппаратура для акустического каротажа нефтяных и газовых скважин, содержащая многоэлементный, по крайней мере трехэлементный зонд с широкополосным спектром излучения упругих колебаний и наземную, по крайней мере, двухканальную аппаратуру, состоящую из блока аналоговой обработки сигналов, включающего входные усилители и блоки измерения динамических и кинематических параметров упругих колебаний, блока цифровой обработки сигналов и регистрирующую схему для записи динамических и кинематических параметров, отличающаяся тем, что, с целью осуществления частотного зондирования необсаженных и обсаженных скважин и оценки качества цементирования обсаженных скважин, в наземной части аппаратуры в блок аналоговой обработки сигналов введены блок фильтрации и блок автомати ческого поддержания постоянства амплитуды на первом канале измерения, включенные между входным усилителем и блоками измерения кинематических и динамических параметров упругих волн, а и выходам усилителя и блока фильтрации подключены введенный в блок измерения кинематических параметров реверсивный счетчик со схемой запоминания, совмещенный с преобразователем цифра аналог, и фазокорреляционный регистратор с дополнительной фиксацией амплитуды, введенный в регистрирующую схему для записи динамических и кинематических параметров, 379897

Фиг. 1

Фиг. 2

Составитель Л. Байдарова

Редактор Э. Мельниченко Техред Е, Борисова Корректоры: Е. Сапунова и

Е. Михеева

Заказ 1919/17 Изд №. 1485 Тираж 755 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова. 2