Способ акустического каротажа иустройство для его реализации

 

п1 828150

ОПИСАНИЕ

ИЗОВРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 07.06.79 (21) 2778041/18-25 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 07.05.81. Бюллетень № 17 (45) Дата опубликования описания 07.05.81 (51) М. Кл.з б 01V 1/40

Государственный комитет (53) УДК 550.83 (088.8) II0 делам изобретений и открытий " Ю3фду (72) Автор изобретения

А. П. Осадчий,1 нои

Всесоюзный научно-исследовательский институт яде геофизики и геохимии (71) Заявитель (54) СПОСОБ АКУСТИЧЕСКОГО КАРОТАЖА И УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к геофизическим исследованиям нефтегазовых скважин.

Известен способ акустического каротажа, основанный на непрерывном перемещении скважи нного снаряда, периодически посы- 5 лающего импульсы упругих колебаний и принимающего их после прохождения по исследуемой среде (1). Для исследования свойств прискважинной зоны используется трехэлементная аппаратура, имеющая один 1п излучатель и два приемника (или один приемник и два излучателя), разнесенные на разные расстояния вдоль оси скважины.

Одним из главных измеряемых параметров является время между моментом излучения 15 и первым вступлением принимаемого сигнала и разница времен прохождения сигналов до одноименных элементов. Этот параметр 5t характеризует скорость распространения упругих колебаний и позволяет 20 оценивать пористость пород.

Однако в этом способе одной из основных помех, мешающих точному измерению времени, являются шумы акустического характера, возникающие при движении, накладывающиеся на принимаемый сигнал и затрудняющие его выделение.

Известен способ уменьшения погрешностей в измерениях, вносимых шумами, в котором сопоставляются, величины време- 30 ни в и-ом и n — 1 измерениях и прослеживается за тем, чтобы эти величины не превышали заданных, определяемых исследуемой средой (2).

Однако такой способ только контролирует последствия неправильного измерения, а не устраняет его причину.

Известен способ, устанавливающий порог выделения сигнала по уровню шума, но этот способ не уменьшает собственно шумов (3).

Известен также способ акустического каротажа с непрерывным перемещением скважинного прибора, периодическим возбуждением импульсных упругих колебаний, приемом упругих колебаний, прошедших через исследуемую среду, и накоплением принятых сигналов путем из суммирования, основанный на том, что временные и амплитудные параметры сигнала в соседних измерениях изменяются незначительно (4).

Данный способ реализован с помощью устройства, включающего излучатели и приемники упругих колебаний, генератор возбуждения упругих колебаний, ведущий генератор, усилитель принятых сигналов и накопитель сигналов. В результате суммирования т соседних сигналов соотношение сигнал/шум возрастает в )/m раз.

828150

65

Недостаток указанного способа заключается в том, что шумовой сигнал, предшествующий вступлению и накладывающийся на него, определяется реверберацией, т. е. не до конца затухшим колебанием от предыдущей посылки. Это наблюдается при исследованиях в очень плотных породах с малым затуханием или при определенной ступенчатой конфигурации ствола скважины, вызывающей определение волн, распространяющихся по жидкости. Такие сигналы связаны с предыдущей посылкой, а в аппаратуре используется периодически повторяемая посылка импульсов. Поэтому при суммировании не происходит улучшения соотношения сигнал/шум.

Цель изобретения — повышение точности измерения временных интервалов за счет улучшения помехозащищенности.

Цель достигается тем, что в способе акустического каротажа с непрерывным перемещением скважинного прибора, повторяющимся через заданные интервалы возбуждением импульсных упругих колебаний, приемом упругих колебаний, прошедших через исследуемую среду, и накоплением принятых сигналов путем их суммирования, возбуждение импульсных упругих колебаний проводят с квазипериодической частотой повторения, а интервал от посылки к посылке изменяют по случайному закону. В устройстве между ведущим генератором и генератором возбуждения упругих колебаний установлен генератор задержки со случайно изменяющимся временем задержки.

На фиг. 1 изображено устройство, реализующее предлагаемый способ; на фиг. 2— импульсы генераторов.

Способ реализуется следующим образом.

В скважине при непрерывном перемещении скважинного прибора проводят повторяющееся возбуждение импульсных упругих колебаний, принимают упругие колебания, прошедшие через исследуемую среду, пьезо прием ни ком, электрические сигналы от которого после усиления подают в наземную измерительную аппаратуру. В последней накапливают сигналы за несколько посылок путем суммирования и по окончании суммирования передают для дальнейшей обработки. При этом чистота повторения посылок в среднем поддерживается постоянной, но интервал между соседними посылками изменяется по случайному закону с абсолютным колебанием времени, определяемым периодом низшей частоты спектра реверберационной помехи или низшим периодом частоты, несущей основную энергию помехи. Математическое ожидание времени вариации должно быть не менее полупериода низшей частоты.

При суммировании сигналы от своей посылки складываются, так как время распространения сигнала от одной точки измерения до соседней изменяется на малую ве5

",0

55 личину видимого периода сигнала вступления. Сигналы от предыдущей посылки, являющиеся помехами, приходят со случайными фазами, поскольку время от посылки до посылки изменяется по случайному закону на величину, соизмеримую с полупериодом реверберационного сигнала, и при суммировании опи ослабляются. Это улучшает соотношение сигнал/шум.

Устройство, реализующее предлагаемый способ, состоит из ведущего генератора 1, образованного, например, делителем частоты, ведомым частотой питающей сети, соединенного через генератор задержки 2 с генератором возбуждения 3 упругих колебаний; магнитострикционных или пьезокерамических излучателей, подключенных к разрядной емкости — накопителю; приемников упругих колебаний; усилителя принятых сигналов и накопителя принятых сигналов.

Генератор задержки 2 представляет собой генератор со случайно изменяемым временем задержки. Накопителем сигналов может являться блок оперативного запоминающего устройства, соединенный с арифметическим устройством и преобразователем аналог — цифра.

Устройство работает следующим образом.

Ведущий генератор вырабатывает периодически повторяемые импульсы 4, запускающие генератор задержки, на выходе которого имеются импульсы 5, сдвинутые по времени относительно запускающих импульсов на интервалы времени Лт, изменяемые от импульса к импульсу по случайному закону. Пределы изменения временного интервала ограничены и соизмеримы с длительностью половины периода низшей частоты спектра реверберационных шумов, предшествующих сигналу и накладывающихся на него. Импульсы с генератора задержки запускают генератор упругих колебаний, излучающий импульсы 6. Колебания, прошедшие исследуемую среду, воспринимаются приемниками, преобразуются ими в электрический сигнал и усиливаются усилителем. Затем колебания попадают на накопитель, где суммируются несколько соседних сигналов.

Накопленный сигнал, осредненный за несколько посылок, передается для дальнейшей обработки. Количество суммируемых сигналов определяется скоростью каротажа и изменением скоростных свойств исследуемого разреза.

Повышение точности измерения временных интервалов достигается при накоплении нескольких сигналов, что увеличивает соотношение сигнал/шум от реверберации.

Формула изобретения

1. Способ акустического каротажа с непрерывным перемещением скважинного

828150

Риг .Г

Составитель Н. )Куравлева

Редактор М. Стрельникова Техред И. Заболотнова Корректоры: Е. Осипова и А. Степанова

Заказ 742/14 Изд. № 317 Тираж 749 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 прибора, повторяющимся через заданные интервалы возбуждением импульсных упругих колебаний, приемом упругих колебаний, прошедших через исследуемую среду, и накоплением принятых сигналов путем их 5 суммирования, отл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерения временных интервалов за счет улучшения помехозащищенности, возбуждение импульсных упругих колебаний проводят с 10 квазипериодической частотой повторения, а интервал от посылки к посылке изменяют по случайному закону.

2. Устройство для осуществления способа по п. 1, содержащее излучатели и приемни- )5 ки упругих колебаний, генератор возбуждения упругих колебаний, ведущий генератор, усилитель принятых сигналов и накопитель сигналов, отличающееся тем, что между ведущим генератором и генератором возбуждения упругих колебаний установлен генератор задержки с изменением времени задержки по случайному закону.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе !. Ивакнн Б. Н., Карус E. В., Кузнецов

О. Л. Акустический метод исследования скважин. — М.: Недра, 1978, с. 119 — 138.

2. Авторское свидетельство СССР № 379900, кл. G 01V 1/40, 1971.

3. Патент СШЛ № 4040001, кл. 34015.5, опублик. 1977.

4. Авторское свидетельство СССР № 416б51, кл. G 01V !/40, 1972 (прототип).