NO153622B

NO153622B - PROCEDURE AND APPARATUS FOR DETERMINING THE TRANSMISSION RATE FOR ACOUSTIC BODIES IN BASIC FORMS.

Info

Publication number: NO153622B
Application number: NO790007A
Authority: NO
Inventors: Bronislaw Seeman
Original assignee: Schlumberger Ltd
Priority date: 1978-01-13
Filing date: 1979-01-02
Publication date: 1986-01-13
Also published as: IT1110386B; BR7900220A; FR2414734B1; IE48252B1; NO153622C; OA06148A; FR2414734A1; NO790007L; EG13567A; TR20740A; MY8500188A; IE782574L; GB2012422A; IT7919192A0; GB2012422B; CA1153815A

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører bestemmelse The present invention relates to determination

av egenskaper ved grunnformasjoner som omgir et borehull, og mer spesielt en fremgangsmåte og et apparat for bestemmelse av forplantningshastigheten for akustiske bølger i grunnformasjoner . Akustisk borehullslogging er utbredt for å tilveiebringe opplysninger vedrørende karakteristikkene til grunnformasjoner. Hastigheten av akustiske bølger blir vanligvis målt for å finne egenskaper, slik som porøsitet, ved formasjonene som omgir et borehull. Et akustisk borehullsloggeapparat for måling av hastigheten av akustiske bølger omfatter vanligvis en lydpuls-sender og flere lydmottagere selektivt adskilt fra senderen. Lydmottagerne omfatter transdusere for å omforme den innfallende akustiske bølgen til en elektrisk bølgeform og passende forsterkere for å overføre bølgeformene til behandlingsutstyr anbrakt på overflaten. of properties of bedrock formations surrounding a borehole, and more particularly a method and apparatus for determining the propagation speed of acoustic waves in bedrock formations. Acoustic borehole logging is widely used to provide information regarding the characteristics of foundation formations. The speed of acoustic waves is usually measured to determine properties, such as porosity, of the formations surrounding a borehole. An acoustic borehole logging apparatus for measuring the speed of acoustic waves usually comprises a sound pulse transmitter and several sound receivers selectively separated from the transmitter. The sound receivers comprise transducers to convert the incident acoustic wave into an electrical waveform and suitable amplifiers to transmit the waveforms to processing equipment located on the surface.

Det er velkjent at kompresjonskomponentene til den akustiske bølge-energien vanligvis forplanter seg med en høyere hastighet enn skjærkomponentene til den akustiske bølge-energien som forplanter seg gjennom formasjonene, siden begge bidrar med nyttige informasjoner vedrørende formasjonene. Når det anvendes en rekke adskilte mottakere kan det brukes en korrelasjonsteknikk for å bestemme den ønskede hastigheten ved å korrelere signalene oppnådd ved de forskjellige mottakerne for å oppnå It is well known that the compressional components of the acoustic wave energy usually propagate at a higher rate than the shearing components of the acoustic wave energy propagating through the formations, since both contribute useful information regarding the formations. When a number of separate receivers are used, a correlation technique can be used to determine the desired speed by correlating the signals obtained at the various receivers to obtain

en hastighetsverdi som optimalt passer for forskjellen i an-komsttider for signalene ved de forskjellige mottakerposisjonene. Kort sagt er de fleste korrelasjonsteknikker basert på den an-takelse at hovedsakelig den samme signalbølgeform vil ankomme ved de forskjellige mottakerposisjoner ved forskjellige tids-punkter, idet forsinkelsen mellom suksessive ytterligere mot-takerposis j oner avhenger av avstanden mellom mottakerne og for- a speed value that optimally suits the difference in arrival times for the signals at the different receiver positions. In short, most correlation techniques are based on the assumption that essentially the same signal waveform will arrive at the different receiver positions at different times, the delay between successive further receiver positions depending on the distance between the receivers and the

plantningshastigheten til bølge-energien i formasjonene mellom mottakerposisjonene. En korrelasjonsteknikk kan derfor anvendes til å sammenligne en forsinket versjon av et signal som ankommer ved en nærmere mottakerposisjon med et signal som ankommer til en fjernere mottakerposisjon, idet størrelsen av forsinkelsen (for en gitt kjent avstand mellom mottakerne) avhenger av en antatt "prøveverdi" av hastigheten til den akustiske bølge-energien mellom de aktuelle mottakerposisjonene. Uttrykt forenklet medfører korrelasjonsteknikken en prøving the planting rate of the wave energy in the formations between the receiver positions. A correlation technique can therefore be used to compare a delayed version of a signal arriving at a closer receiver position with a signal arriving at a more distant receiver position, the size of the delay (for a given known distance between the receivers) depending on an assumed "sample value" of the speed of the acoustic wave energy between the relevant receiver positions. Expressed simply, the correlation technique entails a test

av forskjellige hastighetsprøveverdier og bestemmelse av hvilken som gir den beste "tilpasning". of different speed test values and determining which gives the best "fit".

For å anskueliggjøre en korrelasjonsprosedyre kan man anta at to signaler som skal korreleres blir plottet, det ene under det andre, på en felles tidsakse, idet det nedre plottede signalet er forsinket (fremskutt i retning av økende tid på tidsaksen) i forhold til det øvre plottede signalet. Anta videre at tidsforskjellen mellom signalene (på grunn av signalforplantningstiden gjennom formasjoner av ukjent be-skaffenhet over en kjent avstand) er ukjent. Ved utførelse av korrelasjonen blir signalene sammenlignet ved å bruke en valgt helning for å ta hensyn til den relative tidsforskjell mellom signalene. Den valgte helningen representerer en prøvehastig-het for den spesielle korrelasjonen, siden, som før bemerket, tidsforsinkelsen mellom de to signalene (og derfor helningen mellom korresponderende punkter på de to signalene som er plottet langs den samme tidsaksen) er en funksjon av signalenes forplantningshastighet. Sammenligningen blir generelt utført ved å multiplisere øyeblikksverdien av de to signalene ved hvert korresponderende punkt på disse og summere alle produktene for å oppnå et enkelt korrelasjonstall. Ytterligere korrelasjonstall kan så bestemmes for forskjellige prøvehastig-heter (eller helninger), og korrelasjonstallene kan plottes mot hastighet. Dette diagrammet, kalt et "korrelogram", vil ideelt ha en enkelt, veldefinert topp, hvilken topp (f.eks. det høyeste korrelasjonstallet) indikerer den virkelige forplantningshastigheten til bølge-energien. Hvis bølge-energien har komponenter som forplanter seg med forskjellige hastigheter, kan man få flere topper. Støy og andre komplikasjoner i vanskelige borehullsmiljøer vil selvsagt også medføre vanske- To visualize a correlation procedure, one can assume that two signals to be correlated are plotted, one below the other, on a common time axis, the lower plotted signal being delayed (advanced in the direction of increasing time on the time axis) in relation to the upper plotted the signal. Assume further that the time difference between the signals (due to the signal propagation time through formations of unknown nature over a known distance) is unknown. When performing the correlation, the signals are compared using a selected slope to account for the relative time difference between the signals. The chosen slope represents a sample rate for that particular correlation, since, as noted before, the time delay between the two signals (and therefore the slope between corresponding points on the two signals plotted along the same time axis) is a function of the signals' propagation speed. The comparison is generally performed by multiplying the instantaneous value of the two signals at each corresponding point on them and summing all the products to obtain a single correlation figure. Further correlation figures can then be determined for different trial speeds (or slopes), and the correlation figures can be plotted against speed. This diagram, called a "correlogram", will ideally have a single, well-defined peak, which peak (eg, the highest correlation number) indicates the true rate of propagation of the wave energy. If the wave energy has components that propagate at different speeds, one can get several peaks. Noise and other complications in difficult borehole environments will of course also cause difficulties

ligheter når det gjelder å tolke korrelogranimene. possibilities when it comes to interpreting the correlograms.

I J. Ingrams U.S. patentsøknad nr. 581 381 er det beskrevet en akustisk loggteknikk der det anvendes en fler-dobbelt korrelasjon, dvs. at øyeblikksverdiene av tre eller flere signaler blir multiplisert med hverandre for å oppnå hvert korrelasjonstall. Denne og andre teknikker som er beskrevet i nevnte patentsøknad har ført til betydelige frem-skritt på området, men det er formål med foreliggende oppfinnelse å frembringe ytterligere forbedringer når det gjelder å oppnå nøyaktige verdier for hastigheten av de akustiske bøl-gekomponentene til lydbølger som forplanter seg i formasjoner som omgir et borehull. In J. Ingram's U.S. patent application no. 581 381 an acoustic log technique is described in which a multiple-double correlation is used, i.e. that the instantaneous values of three or more signals are multiplied with each other to obtain each correlation figure. This and other techniques described in the aforementioned patent application have led to significant progress in the area, but it is the purpose of the present invention to produce further improvements when it comes to obtaining accurate values for the speed of the acoustic wave components of sound waves that propagate themselves in formations surrounding a borehole.

Hovedaspektet ved den foreliggende oppfinnelse ved-rører teknikker for oppnåelse av hastighetsrepresentative verdier fra de mange mottatte signaler og ikke først og fremst noen spesiell teknikk for oppnåelse av disse signalene (fremgangsmåten for oppnåelse av disse signalene er kjent og beskrevet, f.eks. i ovennevnte U.S. patentsøknad nr. 581 381). The main aspect of the present invention concerns techniques for obtaining speed representative values from the many received signals and not primarily any particular technique for obtaining these signals (the method for obtaining these signals is known and described, e.g. in the above-mentioned U.S. Patent Application No. 581,381).

Man vil følgelig forstå at prinsippene ved oppfinnelsen som skal beskrives, kan anvendes til behandling av signaler oppnådd direkte fra et borehull eller utledede signaler som tidligere er registrert eller oversendt fra et fjerntliggende sted. Uttrykket "signaler" som brukes her, er med et felles navn ment å omfatte enhver bølgeform som er i en form som kan behandles rna skinelt. It will therefore be understood that the principles of the invention to be described can be used for processing signals obtained directly from a borehole or derived signals that have previously been recorded or transmitted from a remote location. The term "signals" as used herein is meant by a common name to include any waveform that is in a form that can be processed digitally.

En side ved oppfinnelsen er rettet på en fremgangsmåte for bestemmelse av forplantningshastigheten av akustiske bølger som forplanter seg i grunnformasjoner som omgir et, borehull, av den type som omfatter følgende trinn: a) utledning av en rekke signaler som hvert er representativt for akustisk bølgeenergi mottatt ved en rekke posisjoner i borehullet i avstand fra en kilde for akustisk bølgeenergi, og b) korrelering av en første del av signalet fra en av de nevnte posisjoner med første deler av signaler fra de andre posisjonene, One aspect of the invention is directed to a method for determining the propagation speed of acoustic waves propagating in basic formations surrounding a borehole, of the type comprising the following steps: a) derivation of a series of signals each representative of acoustic wave energy received at a number of positions in the borehole at a distance from a source of acoustic wave energy, and b) correlating a first part of the signal from one of said positions with first parts of signals from the other positions,

idet de første deler av signalene fra de andre posisjonene blir bestemt ut fra en antatt hastighet, og korreleringen av de første deler blir utført for et antall forskjellige antatte hastigheter for å oppnå en resulterende første foreløpige hastighet. wherein the first parts of the signals from the other positions are determined based on an assumed speed, and the correlation of the first parts is carried out for a number of different assumed speeds to obtain a resulting first preliminary speed.

Det nye og særegne ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen består i første rekke i: c) korrelering av en andre del av signalet fra nevnte ene posisjon med andre deler av signaler fra de andre posisjonene, idet de andre delene av signalene fra de andre posisjonene blir bestemt på grunnlag av en antatt hastighet, hvilken korrelasjon av andre deler blir utført for et antall forskjellige antatte hastigheter for å oppnå en resulterende andre foreløpige hastighet, og d) frembringelse av en utgangshastighet som en funksjon av nevnte første og andre foreløpige hastigheter. The new and distinctive feature of the method according to the invention consists primarily in: c) correlation of a second part of the signal from said one position with other parts of signals from the other positions, the other parts of the signals from the other positions being determined on basis of an assumed velocity, which correlation of second parts is performed for a number of different assumed velocities to obtain a resulting second preliminary velocity, and d) generating an output velocity as a function of said first and second preliminary velocities.

En annen side ved oppfinnelsen er rettet på et Another aspect of the invention is directed at a

apparat for bestemmelse av forplantningshastigheten til akustiske bølger i formasjoner som omgir et borehull, omfattende midler for utledning av en rekke signaler som hvert apparatus for determining the velocity of propagation of acoustic waves in formations surrounding a borehole, comprising means for outputting a series of signals which each

er representativt for akustisk bølgeenergi mottatt ved en rekke posisjoner i borehullet i avstand fra en kilde for akustisk bølgeenergi, midler for korrelasjon av en første del av signalet fra en av de nevnte posisjoner med første deler av signaler fra de andre posisjonene, idet de første delene av signalene fra de andre posisjonene blir bestemt ut fra en antatt hastighet, hvilken korrelasjon av første deler blir utført for et antall forskjellige antatte hastigheter for å oppnå en resulterende første foreløpige hastighet. Det nye og særegne ved midler for korrelasjon av en andre del av signalet fra nevnte ene posisjon med andre deler av signaler fra de andre posisjonene, idet de andre delene av signalene fra de andre posisjonene blir bestemt ut fra en antatt hastighet, hvilken korrelasjon av andre deler blir utført for et antall forskjellige antatte hastigheter for å oppnå en resulterende, andre foreløpig hastighet, samt midler for frembringelse av en utgangshastighet som en funksjon av nevnte første og andre foreløpige hastigheter. is representative of acoustic wave energy received at a number of positions in the borehole at a distance from a source of acoustic wave energy, means for correlating a first part of the signal from one of said positions with first parts of signals from the other positions, the first parts of the signals from the other positions is determined from an assumed velocity, which correlation of first parts is performed for a number of different assumed velocities to obtain a resulting first preliminary velocity. The new and distinctive feature of means for correlating a second part of the signal from said one position with other parts of signals from the other positions, the other parts of the signals from the other positions being determined on the basis of an assumed speed, which correlation of other parts are performed for a number of different assumed speeds to obtain a resulting second preliminary speed, as well as means for generating an output speed as a function of said first and second preliminary speeds.

De nevnte første og andre delene av signalene kan være kompresjonsbølgekomponenter, og utgangshastigheten vil da være en utgangshastighet for kompresjonsbølgen. Alternativt kan de første og andre delene av signalene være skjærbølge-komponenter, i hvilket tilfelle utgangshastigheten vil være en skjærbølgeutgangshastighet. Selvsagt kan teknikken anvendes på både kompresjonsbølgekomponentene og skjærbølgekomponentene av signalene for å oppnå både en kompresjonsbølgehastighet og en skjærbølgehastighet. De første og andre delene har fortrinnsvis hver en varighet av et helt antall halvperioder, som ikke overstiger to hele perioder, av signalet fra nevnte ene posisjon. The mentioned first and second parts of the signals can be compression wave components, and the output speed will then be an output speed of the compression wave. Alternatively, the first and second parts of the signals may be shear wave components, in which case the output velocity will be a shear wave output velocity. Of course, the technique can be applied to both the compression wave components and the shear wave components of the signals to obtain both a compression wave velocity and a shear wave velocity. The first and second parts preferably each have a duration of a whole number of half periods, which does not exceed two whole periods, of the signal from said one position.

Generelt blir utgangshastigheten (for kompresjons-bølgen eller skjærbølgen) bestemt for hvert av et antall ved siden av hverandre beliggende dybdenivåer. I en beskrevet ut-førelsesform blir den frembrakte utgangshastigheten, i tillegg til å være en funksjon av de før nevnte foreløpige hastigheter, valgt ved å ta i betraktning den utgangshastigheten som er blitt frembrakt ved et tilstøtende dybdenivå. In general, the output velocity (of the compression wave or the shear wave) is determined for each of a number of adjacent depth levels. In a described embodiment, the produced output velocity, in addition to being a function of the aforementioned preliminary velocities, is selected by taking into account the output velocity that has been produced at an adjacent depth level.

Teknikken i henhold til den foreliggende oppfinnelse for bestemmelse av foreløpige bølgehastigheter ved korrelasjon, over et begrenset område av hastigheter (f.eks. et område på omkring femti mikrosekunder pr. fot) av forholdsvis små deler av de forskjellige mottakerbølgeformer, har en tendens til å redusere tidligere problemer i forbindelse med flere korrelasjonstopper som kan inntreffe når lengre deler av signalene blir korrelert. Også individuelle deler av signalene som inneholder falske informasjoner har mindre tendens til å forstyrre valget av nøyaktige utgangsverdier,siden valget i en utførel-sesform som skal beskrives er fra en rekke foreløpige verdier og en enkelt falsk verdi sannsynligvis vil bli forkastet uten å påvirke utgangsverdiene. The technique of the present invention for determining preliminary wave velocities by correlation, over a limited range of velocities (e.g., a range of about fifty microseconds per foot) of relatively small portions of the various receiver waveforms, tends to reduce previous problems in connection with multiple correlation peaks that can occur when longer parts of the signals are correlated. Also, individual parts of the signals containing false information have less tendency to interfere with the choice of accurate output values, since the choice in an embodiment to be described is from a number of preliminary values and a single false value is likely to be rejected without affecting the output values.

Ytterligere trekk og fordeler ved oppfinnelsen vil fremgå lettere av den følgende detaljerte beskrivelse i forbindelse med de vedføyde tegninger. Fig. 1 er et blokkskjerna over et apparat i henhold til en utførelses form av oppfinnelsen, og innbefatter en registrering eller logg over akustisk hastighet opptegnet som funksjon av dybden, og som kan tilveiebringes ved hjelp av oppfinnelsen. Fig. 2 er en grafisk fremstilling som illustrerer beskaffenheten av signalene eller bølgeformene mottatt ved de fire mottakere i loggeanordningen på fig.- 1. Fig. 3 er en annen registrering eller logg over akustisk hastighet som funksjon av dybden og som kan frembringes ved å bruke oppfinnelsen. Figurene 4a, 4B, 4C og 4D illustrerer, når de an-bringes under hverandre, et flytskjema som er hensiktsmessig for å programmere prosessoren 40 på fig. 1 til å utføre opera-sjoner i henhold til oppfinnelsen. Fig. 5 viser på hvilken måte et første anslag av helningen blir oppnådd fra et par bølgeformer. Fig. 6 illustrerer på hvilken måte korrelasjonsvinduet til å begynne med blir anbrakt i forhold til R]_- bølge-formen. Fig. 7 er et flytskjema som er representativt for funksjonene i blokk 120 på fig. 4 og fremsetter en teknikk for firedobbelt korrelasjon. Figurene 8A og 8B illustrerer på hvilken måte en firedobbelt korrelasjon blir utført, idet korrelasjonene på fig. 8A og 8B hver utnytter forskjellige helninger. Fig. 9 illustrerer en teknikk for oppnåelse av helningen eller hastigheten som gir en maksimal korrelasjon. Fig. 10 er et diagram over foreløpige verdier av kompresjonshastigheten og skjærhastigheten ved et spesielt dybdenivå. Further features and advantages of the invention will appear more easily from the following detailed description in connection with the attached drawings. Fig. 1 is a block diagram of an apparatus according to an embodiment of the invention, and includes a record or log of acoustic velocity recorded as a function of depth, and which can be provided by means of the invention. Fig. 2 is a graphic representation illustrating the nature of the signals or waveforms received at the four receivers in the logging device of Fig. 1. Fig. 3 is another recording or log of acoustic velocity as a function of depth and which can be produced by using the invention. Figures 4a, 4B, 4C and 4D illustrate, when placed below each other, a flow chart which is suitable for programming the processor 40 in fig. 1 to perform operations according to the invention. Fig. 5 shows how a first estimate of the slope is obtained from a pair of waveforms. Fig. 6 illustrates the way in which the correlation window is initially placed in relation to the R]_ waveform. Fig. 7 is a flowchart which is representative of the functions in block 120 of Fig. 4 and presents a technique for quadruple correlation. Figures 8A and 8B illustrate the manner in which a fourfold correlation is performed, the correlations in fig. 8A and 8B each utilize different slopes. Fig. 9 illustrates a technique for obtaining the slope or velocity that gives a maximum correlation. Fig. 10 is a diagram of preliminary values of the compression rate and the shear rate at a particular depth level.

Det vises nå til fig. 1 hvor et akustisk borehullsloggeapparat 10 med ikke viste sentreringselementer er vist opphengt i en kabel 12 i et borehull 14. Apparatet 10 innbefatter en sender 16 anordnet ved bunnen av apparatet og fortrinnsvis fire eller flere selektivt adskilte lydmottakere 18.1, 18.2, 18.3 og 18.4. Kabelen 12 er vist ført over en skive 2 0 fra en kabeltrommel 2 2 og er elektrisk forbundet med en tavle 24. Tavlen 24 omfatter passende forsterkere, koblings-kretser og elektriske forsyningskretser for apparatet 10 og aktiveringen av lydsenderen 16. Apparatet 10 omfatter passende forsterkere og styrekretser som er nødvendige for å bringe mottakere 18 til sekvensielt å detektere lydbølger og forsyne tavlen 24 med bølgeformer som er representative for de akustiske bølgene som faller mot transdusere i mottakerne 18. Reference is now made to fig. 1 where an acoustic borehole logging device 10 with not shown centering elements is shown suspended in a cable 12 in a borehole 14. The device 10 includes a transmitter 16 arranged at the bottom of the device and preferably four or more selectively separated sound receivers 18.1, 18.2, 18.3 and 18.4. The cable 12 is shown routed over a disc 20 from a cable drum 22 and is electrically connected to a board 24. The board 24 comprises suitable amplifiers, switching circuits and electrical supply circuits for the apparatus 10 and the activation of the sound transmitter 16. The apparatus 10 comprises suitable amplifiers and control circuitry necessary to cause the receivers 18 to sequentially detect sound waves and provide the board 24 with waveforms representative of the acoustic waves impinging on transducers in the receivers 18.

Under drift av det akustiske loggeapparatet blir senderen 16 energisert regelmessig (omkring 10 ganger pr. sek.) for å tilveiebringe lydpulser slik som 26 på fig. 2, mens apparatet blir ført oppover med en hastighet i størrelsesorden en fot pr. sek. Hver puls 26 blir rettet mot formasjonen,i hvilken en akustisk bølge slik som 28 blir^ satt igang. Den akustiske bølgen 28 har komponenter som forplanter seg gjennom formasjo-nen mot mottakerne 18, og igjen frembringer bølgekomponenter 2 9 som faller inn på mottakerne 18 og frembringer et sett av signaler eller bølgeformer slik som 30.1, 30.2, 30.3 og 30,4, vist på fig. 2. Bølgeformene 30 kan også omfatte de lydbølgene som etter å ha forplantet seg gjennom borehullet, faller inn på mottakerne 18. During operation of the acoustic logging apparatus, the transmitter 16 is energized regularly (about 10 times per second) to provide sound pulses such as 26 in FIG. 2, while the apparatus is moved upwards at a speed of the order of one foot per Sec. Each pulse 26 is directed at the formation, in which an acoustic wave such as 28 is initiated. The acoustic wave 28 has components which propagate through the formation towards the receivers 18, and in turn produce wave components 29 which impinge on the receivers 18 and produce a set of signals or waveforms such as 30.1, 30.2, 30.3 and 30.4, shown on fig. 2. The waveforms 30 can also include the sound waves which, after propagating through the borehole, fall on the receivers 18.

Senderen blir aktivert periodisk og mottakerne 18 blir fortrinnsvis åpnet eller koblet inn for å frembringe bølge-former i den rekkefølge som er vist ved bølgeformene 30.1-30.4. På denne måten kan bølgeformer som er av flere millisekunders varighet analyseres for å detektere hastighet på en måte som skal beskrives nedenfor. I tillegg tillater den sekvensielle innkobling av mottakerne 18 at deres utganger kan multiplek-seres på en felles leder til tavlen 24. Dette er en fordel når den analoge formen av utgangene fra mottakerne 18 skal føres til tavlen 24, siden de analoge bølgeformene 30 alle blir utsatt for den samme elektroniske forsterkning og kabeldempning, slik at amplitydesammenligninger muliggjøres. Fremføringen av apparatet 10 under det tidsrom som trenges for å generere et fullstendig sett av bølgeformer 30, kan kontrolleres og er ikke tilstrekkelig til å påvirke hastighetsmålingene nevneverdig. The transmitter is activated periodically and the receivers 18 are preferably opened or switched on to produce waveforms in the order shown by waveforms 30.1-30.4. In this way, waveforms that are several milliseconds in duration can be analyzed to detect speed in a manner to be described below. In addition, the sequential connection of the receivers 18 allows their outputs to be multiplexed on a common conductor to the board 24. This is an advantage when the analog form of the outputs from the receivers 18 is to be fed to the board 24, since the analog waveforms 30 all become subjected to the same electronic gain and cable attenuation, so that amplitude comparisons are possible. The advance of the apparatus 10 during the time required to generate a complete set of waveforms 30 can be controlled and is not sufficient to significantly affect the velocity measurements.

Mottakerne 18 har hver en typisk avstand "d" fra hverandre (dvs. d^=d2=d3=d), selv om dette ikke er nødvendig, mens avstanden "S" mellom mottakeren 18.1 og senderen 16 er kjent for nøyaktig å kunne lokalisere alle mottakerne ut fra senderen 16. Hvis derfor f.eks. ankomsten av kompresjons-bølgen kunne detekteres nøyaktig ved hver mottaker, så ville tiden mellom respektive mottakerankomster tilveiebringe en nøyaktig bestemmelse av hastigheten til kompresjonsbølgen. The receivers 18 each have a typical distance "d" from each other (ie d^=d2=d3=d), although this is not necessary, while the distance "S" between the receiver 18.1 and the transmitter 16 is known to accurately locate all the receivers from the transmitter 16. If therefore e.g. the arrival of the compression wave could be accurately detected at each receiver, then the time between respective receiver arrivals would provide an accurate determination of the velocity of the compression wave.

Som beskrevet i U.S. patentsøknad nr. 581 381, inngitt av J. Ingram (file 60.237), vil et flertallig antall mottakere 18, slik som fire, tillate en generelt mer nøyaktig og pålitelig bestemmelse av bølgehastigheter, selv om økt avstand fra fjern-mottakeren fra senderen resulterer i en betydelig dempet bølge-form ved denne mottakeren. As described in U.S. Patent Application No. 581,381, filed by J. Ingram (file 60,237), a plurality of receivers 18, such as four, will permit a generally more accurate and reliable determination of wave velocities, although increased distance of the remote receiver from the transmitter results in a significantly attenuated waveform at this receiver.

Signalene 30 kan ankomme ved tavlen 24 enten i analog form eller samplet form, eller de kan digitaliseres nede i hullet. F.eks. kan apparatet 10 være utstyrt med en analog/ digita1-omformer (A/S-omformer) (ikke vist) for å sample bølge-formene 30. Samplingssignalene vil da bli overført langs kabelen 12 til tavlen 24 for ytterligere behandling. Bølgefor-mene 30 kan være utledet fra en tidligere oppnådd registrering som er oversendt fra et annet sted, eller de kan være utledet direkte fra mottakerne 18. I det systemet som er skissert på fig. 1, ankommer bølgeformene 30 i analog form til tavlen 24, hvor de kan kobles til et katodestrålerør 32 for anvisning i sann tid og til en magnetbåndskriver 34 for frembringelse av en analog registrering. For å utnytte en samplet form av bølge-formene 30 er de vist koblet langs en leder 35 til en analog/ digita1-omformer 36 som frembringer samplinger av bølgeformene ved en høy samplingsfrekvens på en utgangsleder 38. The signals 30 can arrive at the board 24 either in analogue form or sampled form, or they can be digitized down in the hole. E.g. the device 10 can be equipped with an analog/digital converter (A/S converter) (not shown) to sample the waveforms 30. The sampling signals will then be transmitted along the cable 12 to the board 24 for further processing. The waveforms 30 may be derived from a previously obtained recording which has been transmitted from another location, or they may be derived directly from the receivers 18. In the system outlined in fig. 1, the waveforms 30 arrive in analog form at the board 24, where they can be connected to a cathode ray tube 32 for real-time indication and to a magnetic tape recorder 34 for producing an analog record. In order to utilize a sampled form of the waveforms 30, they are shown connected along a conductor 35 to an analog/digital converter 36 which produces samples of the waveforms at a high sampling frequency on an output conductor 38.

Selv om det ikke er spesielt vist på fig. 1, til-veiebringer tavlen 24 også dybdesignaler fra en dybdeføler som er koblet til kabelen 12. Dybdesignalene blir fortrinnsvis presentert på leder 37 i et format som er forenlig med det format som anvendes for samplingene på leder 38. Frembringelsen av dybdesignaler er velkjent på dette fagområdet og skal ikke beskrives ytterligere. Utgangen fra. bølgeformsampleren Although not specifically shown in FIG. 1, the board 24 also provides depth signals from a depth sensor connected to the cable 12. The depth signals are preferably presented on conductor 37 in a format compatible with the format used for the samples on conductor 38. The production of depth signals is well known in this subject area and shall not be described further. The exit from. the waveform sampler

36 blir ført til et apparat 40 som behandler samplingene for 36 is taken to a device 40 which processes the samples for

å tilveiebringe hastighetsrepresentative verdier fra bølge-formene 30. Apparatet 40 er fortrinnsvis en digital universal-datamaskin, men kan være enhver digital eller analog prosessor for universale eller spesielle formål, eller spesielle kretser. Med en tilstedeværende registreringskapasitet behøver signal-behandlingen ikke nødvendigvis utføres i sann tid. Utgangen fra apparatet 40 kan f.eks. være en plotting 42 av hastigheten til kompresjons- og skjærbølgekomponentene til lydbølgen som en funksjon av borehullsdybden i fot. Kurve 43 viser hastigheten av kompresjonsbølgen, betegnet ATC, og kurve 44 viser hastigheten av skjærbølgen, betegnet ZiTg. Diagrammet 42 er laget ved å føre et passende loggepapir i den retning som er antydet med pilen 45 mens apparatet 10 blir hevet som vist ved de angitte dybdeverdier.(Det er vanlig ved akustisk logging å presentere hastighet uttrykt som mikrosekunder pr. fot, som i virkeligheten er det inverse av virkelig ha.stighet. Denne kon-vensjon vil bli fulgt her). to provide speed representative values from the waveforms 30. The apparatus 40 is preferably a digital universal computer, but can be any digital or analog processor for universal or special purposes, or special circuits. With an existing recording capacity, the signal processing does not necessarily need to be carried out in real time. The output from the device 40 can e.g. be a plot 42 of the velocity of the compressional and shear wave components of the sound wave as a function of borehole depth in feet. Curve 43 shows the speed of the compression wave, designated ATC, and curve 44 shows the speed of the shear wave, designated ZiTg. The diagram 42 is made by passing a suitable log paper in the direction indicated by arrow 45 while the apparatus 10 is raised as shown at the indicated depth values. (It is customary in acoustic logging to present velocity expressed as microseconds per foot, as in reality is the inverse of real speed. This convention will be followed here).

Som beskrevet i ovennevnte U.S. patentsøknad nr. 581 381, og som illustrert på fig. 2, blir mottakerne sekvensielt innkoblet for suksessive avfyringer av senderen 16. En del av elektronikken i anordningen 10 frembringer bølgeform-identifikasjonssignaler som kan være kodede pulser som et kode-ord med to biter, og som bestemmer den spesielle mottaker som er innkoblet. Slik identifikasjonskode for mottakerbølgeformen sammen med en puls for å identifisere utløsningstiden for senderen 16, blir levert langs kabelen 12 til tavlen 24. En magne-tisk registreringsanordning 47 er tilveiebrakt for å registrere bølgeformsamplingene frembrakt av A/D-omformeren 36, samt bølge-formidentifikasjonskoden som er overført over kabelen 12. Som beskrevet i ovennevnte U.S. patentsøknad kan tavlen 24 være forsynt med en omformingsstyrekrets 46 som selektivt forsinker innkoblingen av A/D-omformeren 36, avhengig av hvilken mottaker-bølgeform som skal samples. Hvis f.eks. mottakerbølgeformene 30 hver blir samplet ved å starte det samme tidsrom etter ut-løsning av senderen 16 (eller ved opptreden av dens utgangspuls 26), varierer mengden av nyttig informasjon som oppnås som et resultat av mottakeravstandene "d". For å bevare større deler av bølgeformene .for etterfølgende analyse, kan en omformingsstyrekrets brukes, men det vil ikke bli behandlet her. As described in the above-mentioned U.S. patent application no. 581 381, and as illustrated in fig. 2, the receivers are sequentially engaged for successive firings of the transmitter 16. A portion of the electronics in the device 10 produces waveform identification signals which may be coded pulses as a two-bit code word, and which determine the particular receiver engaged. Such identification code for the receiver waveform together with a pulse to identify the trigger time of the transmitter 16 is delivered along the cable 12 to the board 24. A magnetic recording device 47 is provided to record the waveform samples produced by the A/D converter 36, as well as the waveform identification code which is transmitted over the cable 12. As described in the above-mentioned U.S. patent application, the board 24 can be provided with a conversion control circuit 46 which selectively delays the switching on of the A/D converter 36, depending on which receiver waveform is to be sampled. If e.g. the receiver waveforms 30 are each sampled starting at the same time interval after triggering the transmitter 16 (or upon the occurrence of its output pulse 26), the amount of useful information obtained varies as a result of the receiver distances "d". To preserve larger portions of the waveforms for subsequent analysis, a conversion control circuit can be used, but this will not be considered here.

A/D-omformeren 36 påbegynner omformingen ved slutten av en forsinkelse ZiT som er en funksjon av avstanden mellom mottaker 18 og sender 16 og den største forventede hastighet av den akustiske bølgen. Omformingsprosessen fortsetter over en tidsperiode som er tilstrekkelig lang til å frembringe samplinger av de bølgeformer som er av interesse. En samplingsfrekvens på f.eks. 10 mikrosekunder, og totalt 512 samplinger, eller omkring 5 millisekunder av den samplede bølgeformvarig-heten, vil bli oppnådd og være tilstrekkelig i de fleste til-feller for å bestemme kompresjons- og skjærhastighetene til lyd-bølgene, noe som vil bli beskrevet nedenfor. Man vil imidlertid forstå at antall samplinger som blir brukt i en hvilken som helst gruppe kan variere, men 512 blir brukt her som et eksempel. A/D-omformeren 36 er forsynt med en passende teller (ikke vist) som avslutter omformingsprosessen når det ønskede antall samplinger 60 (se 'fig. 2) er frembrakt. A/S-omformingen av hver bølgeform 30 resulterer i frembringelsen av en gruppe identi-fisert ved 62 på fig. 2 med 512 samplinger. The A/D converter 36 begins the conversion at the end of a delay ZiT which is a function of the distance between the receiver 18 and the transmitter 16 and the largest expected velocity of the acoustic wave. The transformation process continues over a period of time that is sufficiently long to produce samples of the waveforms of interest. A sampling frequency of e.g. 10 microseconds, and a total of 512 samples, or about 5 milliseconds of the sampled waveform duration, will be obtained and will be sufficient in most cases to determine the compression and shear rates of the sound waves, which will be described below. However, it will be understood that the number of samples used in any group may vary, but 512 is used here as an example. The A/D converter 36 is provided with a suitable counter (not shown) which terminates the conversion process when the desired number of samples 60 (see FIG. 2) has been produced. The A/S conversion of each waveform 30 results in the generation of a group identified at 62 in FIG. 2 with 512 samples.

Siden hver sampling 60 inntreffer ved en kjent samplingsfrekvens, har hver sampling en indeksverdi som direkte kan forbindes med tidsintervallet målt fra tidspunktet for opptre-denen av lydpulsen 26 som resulterte i den samplede bølgeformen. Den første sampling 60.1 i gruppe 62.1 opptrer derfor ved et tidspunkt lik £T + (NxSR), der N er indeksposisjonsverdien Since each sampling 60 occurs at a known sampling frequency, each sampling has an index value that can be directly associated with the time interval measured from the time of occurrence of the sound pulse 26 that resulted in the sampled waveform. The first sampling 60.1 in group 62.1 therefore occurs at a time equal to £T + (NxSR), where N is the index position value

(N=0 for den første samplingen) og SR er samplings frekvensen i mikrosekunder. På lignende måte kan hver sampling 60 i de andre gruppene 62.2, 62.3 og 62.4 nøyaktig tids forbindes med sine tilhørende lydpulser 26.2, 26.3 og 26.4. (N=0 for the first sampling) and SR is the sampling frequency in microseconds. In a similar way, each sample 60 in the other groups 62.2, 62.3 and 62.4 can be precisely timed associated with its associated sound pulses 26.2, 26.3 and 26.4.

Et eksempel på hvordan disse indeksverdiene kan brukes er som følger:Anta at en gitt referanse (f.eks. "første utsving") på kompresjonsbølgen blir detektert for samplingen i gruppe 62.1 ved en indeksverdi NI, og at den samme gitte referanse blir detektert i gruppe 62.2 ved indeksverdi N2. Tidsrommet T som den bølgen bruker på å tilbakelegge avstanden mellom mottakerne 18.1 og 18.3, ville da være lik (N2 - NI) SR. Med en samplingsfrekvens på 10 mikrosekunder, vil hastigheten til kompresjonsbølgen i mikrosekunder pr. fot være bestemt som (Na - Ni) x 10. An example of how these index values can be used is as follows: Assume that a given reference (eg "first swing") of the compression wave is detected for the sample in group 62.1 at an index value NI, and that the same given reference is detected in group 62.2 at index value N2. The time T that that wave uses to cover the distance between the receivers 18.1 and 18.3 would then be equal to (N2 - NI) SR. With a sampling frequency of 10 microseconds, the speed of the compression wave in microseconds per feet be determined as (Na - Ni) x 10.

Samplingene som tilføres prosessoren 40, er samlet The samples supplied to the processor 40 are collected

i grupper på 512 samplinger med hver gruppe kodet for å identifisere en bølgeform fra en spesiell mottaker. Prosessoren 40 er forsynt med et bufferlager for å muliggjøre akkumulering av et par sett bølgeformer, idet hvert sett representerer bølge-former fra alle fire mottakere i løpet av en hel operasjons-syklus av senderen/mottakeren. Adkomst til bufferlageret skjer under styring av A/D-omformeren 36 for å muliggjøre overføring av samplingene etter hvert som de frembringes. in groups of 512 samples with each group coded to identify a waveform from a particular receiver. The processor 40 is provided with a buffer storage to enable the accumulation of a pair of sets of waveforms, each set representing waveforms from all four receivers during a full operating cycle of the transmitter/receiver. Access to the buffer storage takes place under the control of the A/D converter 36 to enable the transfer of the samples as they are produced.

Beskrivelsen i forbindelse med figurene 1 - 3 og The description in connection with figures 1 - 3 and

den spesielle samplingsteknikk og anvendelse av indekstall som beskrevet i ovennevnte U.S. patentsøknad, er for å illustrere hvordan en rekke signaler eller bølgeformer kan oppnås fra en rekke adskilte mottakere og tilføres en prosessor ved kjente samplingstider. Man vil imidlertid forstå at de nye aspekter ved den foreliggende oppfinnelse vedrører et apparat og en fremgangsmåte for oppnåelse av nytte-informasjoner, slik som hastighetsrepresentative signaler eller kurver, fra de mange signaler eller bølgeformer 30 som er tilført prosessor 40, og enhver hensiktsmessig teknikk kan anvendes for å oppnå signalene eller bølgeformene 30 (uttrykkene "signaler" og "bølge-former" blir omtalt om hverandre i denne forbindelse). F.eks. kan alle fire mottakersignalene digitaliseres,etter en enkelt ut-løsning av senderen, ved hjelp av en analog/digita1-omformer nede i hullet. Det beskrevne indekseringssystem er beskrevet som et eksempel på hvordan tidsregistrering mellom de samplede bølgeformene blir etablert, men man vil forstå at alternative fremgangsmåter kan anvendes. Derfor, og for å forenkle for-klaringen, vil det ikke bli referert til det ovennevnte indeks- the special sampling technique and application of index numbers as described in the above-mentioned U.S. patent application, is to illustrate how a series of signals or waveforms can be obtained from a series of separate receivers and fed to a processor at known sampling times. However, it will be understood that the new aspects of the present invention relate to an apparatus and a method for obtaining useful information, such as speed representative signals or curves, from the many signals or waveforms 30 that are supplied to the processor 40, and any suitable technique can are used to obtain the signals or waveforms 30 (the terms "signals" and "waveforms" are used interchangeably in this connection). E.g. all four receiver signals can be digitised, after a single release of the transmitter, by means of an analogue/digital1 converter down the hole. The described indexing system is described as an example of how time registration between the sampled waveforms is established, but it will be understood that alternative methods can be used. Therefore, and to simplify the explanation, no reference will be made to the above-mentioned index-

tallsystem hver gang tidsregistreringsbetraktninger berøres nedenfor, selv om man vil forstå at denne indekstallteknikken kan anvendes i hvert tilfelle for å holde rede på tidsregi-streringen mellom samplingene fra de forskjellige mottaker-bølgeformene. number system whenever timing considerations are touched on below, although it will be understood that this index numbering technique can be used in each case to keep track of the timing between samples from the various receiver waveforms.

Det vises nå til fig. 4 hvor det er vist et flytskjema passende for programmering av prosessoren 40 for å oppnå utgangsverdier T og ATS ved hvert dybdenivå, f.eks. de verdier som er vist ved kurvene 43 og 44 på fig. 1. Blokken 105 representerer innledningen av behandlingen for det neste dybdenivået. Blokken 110 representerer bestemmelsen av det "første utsvinget" av hver av de fire mottakerbølgeformene. Som kjent på området kan det første utsvinget bestemmes ved å detektere når hver bølgeform overstiger et bestemt terskelnivå. Blokk 110 representerer bestemmelsen av et første anslag av kompresjonshastigheten eller helningen, betegnet £Tce , som oppnås ved å midle helningene er det første utsvinget av bølgeformen fra nærmottakeren (R^) og det første utsvinget for hver av de andre bølgeformene. (Uttrykket "helning" representerer som brukt her, en tidsdifferanse mellom bølgeform-samplingspunkter mottatt ved forskjellige mottakere som ligger i en fast kjent avstand fra hverandre. Siden denne karakteristiske tidsdifferansen er proporsjonal med den inverse av hastigheten, er helningsbestem-melsene ekvivalente med bestemmelser av hastigheter. Følgelig kan uttrykkene "helning" og "hastighet" erstatte hverandre i denne forbindelse). Signalet som mottas ved den nærmeste mottakeren, R^, er vanligvis det sterkeste og "reneste" signalet, og blir derfor brukt som en hovedreferanse for oppnåelse av helningene fra hvilke det første anslaget over kompresjonshastigheten blir bestemt. Spesielt blir & Tce bestemt som: Reference is now made to fig. 4 where there is shown a flowchart suitable for programming the processor 40 to obtain output values T and ATS at each depth level, e.g. the values shown by curves 43 and 44 in fig. 1. Block 105 represents the initiation of processing for the next level of depth. Block 110 represents the determination of the "first swing" of each of the four receiver waveforms. As is known in the art, the first swing can be determined by detecting when each waveform exceeds a certain threshold level. Block 110 represents the determination of a first estimate of the compression rate or slope, denoted £Tce, which is obtained by averaging the slopes of the first swing of the waveform from the near receiver (R^) and the first swing of each of the other waveforms. (The term "slope" as used herein represents a time difference between waveform sampling points received at different receivers located at a fixed known distance from each other. Since this characteristic time difference is proportional to the inverse of the velocity, the slope determinations are equivalent to determinations of velocities (hence the terms "slope" and "velocity" are interchangeable in this context). The signal received at the nearest receiver, R^, is usually the strongest and "cleanest" signal, and is therefore used as a main reference for obtaining the slopes from which the first estimate of the compression rate is determined. In particular, & Tce is determined as:

hvor frn-^ til fm^ er tidspunktene for de første utsving, henholdsvis detektert i bølgeformene fra R^ til R^. De tre uttrykkene i telleren ser man er de tre helningene som er midlet for å oppnå ATce. Fig. 5 illustrerer i forenklet form hvordan en av helningene, spesielt (fm2 - fm-^/d, blir funnet. where frn-^ to fm^ are the times for the first fluctuations, respectively detected in the waveforms from R^ to R^. The three expressions in the numerator you see are the three slopes which are the means of achieving ATce. Fig. 5 illustrates in simplified form how one of the slopes, in particular (fm2 - fm-^/d, is found.

Det vises igjen til fig. 4 der man kommer til blokk 115, og denne blokken representerer etableringen av et korrelasjonsvindu hvis endepunkter blir valgt henholdsvis ved den nullgjennomgang som kommer foran det første utsvinget fm-^ og ved den andre nullgjennomgangen deretter, dvs. et vindu som hovedsakelig svarer til den første hele periode av den kompre-sjonsbølgen som mottas ved R]_. Dette kan lett gjøres ved å avsøke samplingene av R-bølgef ormen fra punktet fm-^ inntil de riktige nullgjennomganger er nådd. Fig. 6 illustrerer korre-las j onsvinduet på R-|_-bølgef ormen . Reference is again made to fig. 4 where one reaches block 115, and this block represents the creation of a correlation window whose endpoints are selected respectively at the zero crossing that precedes the first swing fm-^ and at the second zero crossing thereafter, i.e. a window that mainly corresponds to the first entire period of the compression wave received at R]_. This can easily be done by scanning the samples of the R waveform from the point fm-^ until the correct zero crossings are reached. Fig. 6 illustrates the correlation window on the R-|_ waveform.

To indekser, r og m, (som skal anvendes senere) blir deretter satt lik 1 (blokk 116). En firedobbelt korrelasjon blir så utført, representert ved blokk 12 0, for å bestemme en foreløpig kompresjonshastighet eller helning, betegnet lST'c. Two indices, r and m, (to be used later) are then set equal to 1 (block 116). A quadruple correlation is then performed, represented at block 120, to determine a preliminary compression rate or slope, designated lST'c.

(De grunnleggende trekk ved en firedobbelt korrelasjon er beskrevet i ovennevnte U.S. patentsøknad nr. 581 381). Den foreliggende teknikk for firedobbelt korrelasjon er vist på fig. 7 som er et flytskjema som er representativt for funksjonene i blokk 120 på fig. 4, og kan referes til under den foreliggende beskrivelse av den firedobbelte korrelasjon. En første antatt helning blir først valgt (blokk 701) som den anslåtte kompre-sjonsbølgehastighet eller helning, £}Tce. Verdien av hvert samplingspunkt av R-^-signalet innenfor korrelasjonsvinduet blir så multiplisert med verdien av et samplingspunkt på hver av de andre bølgeformene, idet lokaliseringen av samplingspunktet på de andre bølgeformene blir bestemt ved å bruke den antatte helning (blokk 702 og sløyfe 703). F.eks. blir verdien ved det venstre punktet på R-^-bølgeformen innenfor korrelasjonsvinduet multiplisert med verdien av et punkt på R2-bølgeformen som er tidsforskjøvet fra punktet på R-|_-bølgef ormen med Z^Tce(d); dvs. den tid det ville ha tatt bølge-energien å forplante seg over distansen d mellom mottakerne R-^ og R2 (fig. 1) med en (invers) hastighet Z^Tce (med d^=d2=d-3=d for antatt like mellomrom). (The basic features of a quadruple correlation are described in the above-mentioned U.S. Patent Application No. 581,381). The present technique for quadruple correlation is shown in fig. 7 which is a flowchart representative of the functions in block 120 of FIG. 4, and can be referred to under the present description of the fourfold correlation. A first guess slope is first selected (block 701) as the predicted compressional wave velocity or slope, £}Tce. The value of each sample point of the R-^ signal within the correlation window is then multiplied by the value of a sample point on each of the other waveforms, the location of the sample point on the other waveforms being determined using the assumed slope (block 702 and loop 703). . For example the value at the left point on the R-^ waveform within the correlation window is multiplied by the value of a point on the R2 waveform that is time-shifted from the point on the R-|_ waveform by Z^Tce(d); i.e. the time it would have taken the wave energy to propagate over the distance d between the receivers R-^ and R2 (fig. 1) with an (inverse) speed Z^Tce (with d^=d2=d-3=d for assumed equal spacing).

Det resulterende delprodukt blir så igjen multiplisert med verdien av et punkt på R^-bølgeformen som er forskjøvet i tid fra punktet på R-bølgef ormen med £>Tce(2d) og så igjen multiplisert med verdien av et punkt på R^-bølgeformen som er tidsfor-skjøvet fra punktet på R-^-bølgeformen med ATce(3d). Det resulterende produktet, betegnet PR, blir multiplisert med en veie-funksjon som anvendes for å ta hensyn til fortegnene til verdiene som er multiplisert sammen. En hensiktsmessig veie-funksjon er ganske enkelt lik 1 når de fire multiplikantene har samme fortegn og ellers null. Ved bruk av veiefunksjonen unngås at det gis et positivt bidrag til korrelasjonen når to av signalene er positive og to negative, dvs. den verst mulige mistilpasning. Bestemmelsen av produktet PR er representert ved blokken 704 på fig. 7. I den forenklede illustrasjonen på fig. 8A er dette første produktet PR-^. Den samme prosedyren blir så utført for det neste punktet på bølgeformen R-^ innenfor korrelasjonsvinduet (rute 705 og blokk 706 på fig. 7) for å oppnå et produkt betegnet som PR2, også vist på den forenklede fig. 8A. Denne prosedyren blir så repetert for hvert punkt av korrelasjonsvinduet for å oppnå produkter PR^, PR4 PRn' der n er antall punkter i korrelasjonsvinduet. Summeringen, betegnet som %, av alle produktene blir så bestemt (blokk 707 på fig. 7) som: The resulting partial product is then again multiplied by the value of a point on the R^ waveform that is offset in time from the point on the R waveform by £>Tce(2d) and then again multiplied by the value of a point on the R^ waveform which is time-shifted from the point on the R-^ waveform by ATce(3d). The resulting product, denoted PR, is multiplied by a weighting function which is used to take into account the signs of the values multiplied together. An appropriate weighting function is simply equal to 1 when the four multipliers have the same sign and zero otherwise. When using the weighting function, it is avoided that a positive contribution is made to the correlation when two of the signals are positive and two negative, i.e. the worst possible mismatch. The determination of the product PR is represented by block 704 in FIG. 7. In the simplified illustration of fig. 8A is this first product PR-^. The same procedure is then performed for the next point on the R-^ waveform within the correlation window (square 705 and block 706 of FIG. 7) to obtain a product designated as PR2, also shown in the simplified FIG. 8A. This procedure is then repeated for each point of the correlation window to obtain products PR^, PR4 PRn' where n is the number of points in the correlation window. The summation, denoted as %, of all the products is then determined (block 707 of Fig. 7) as:

der indeks 1 betegner at denne summeringen er et korrelasjonstall tilknyttet den første anslåtte helningen. Det vises igjen til fig. 8A for å få en forståelse av hvordan £.blir frembrakt where index 1 denotes that this summation is a correlation number associated with the first estimated slope. Reference is again made to fig. 8A to gain an understanding of how £.is generated

En forskjellig anslått helning blir så antatt A different estimated slope is then assumed

(rute 708 og blokk 709 på fig. 7), og prosedyren for oppnåelse av é.(i dette tilfellet betegnet £>lir gjentatt for den nye antatte helning. Fig. 8B illustrerer på hvilken måte ^2 blir oppnådd ved å bruke en helning som er forskjellig fra den på fig. 7a. Antallet forskjellige helninger som prøves, er et skjønnsspørsmål, og i den foretrukne utførelsesform blir det brukt fem forskjellige helninger for å oppnå fem verdier av £1 , f.eks.C-^ til £5. De fem helningene som brukes er : ZlTce (den opprinnelige antatte helning, avrundet til det nærmeste multi-plum av samplingsfrekvensen) : ^^ ce + 10 u-s ; AT -10 ^is ; /\Tce+ 2 0 us og ATce~2 0 ps, idet de ti mikrosekunders multipla er multipla av samplingsfrekvensen. Den optimale helning kan så bestemmes som en helning ved hvilken ■ i- er et maksimum. I den foreliggende utførelsesform blir det fortrinnsvis anvendt en interpolasjonsteknikk for å oppnå den optimale helning, betegnet AT'C (blokk 710 på fig. 7). Dette kan gjøres ved å (line 708 and block 709 of Fig. 7), and the procedure for obtaining é.(in this case denoted £>lir is repeated for the new assumed slope. Fig. 8B illustrates how ^2 is obtained using a slope which is different from that of Fig. 7a. The number of different slopes tried is a matter of discretion and in the preferred embodiment five different slopes are used to obtain five values of £1 , eg C-^ to £5 .The five slopes used are: ZlTce (the original assumed slope, rounded to the nearest multiple of the sampling frequency) : ^^ ce + 10 u-s ; AT -10 ^is ; /\Tce+ 2 0 us and ATce~2 0 ps, the multiples of ten microseconds being multiples of the sampling frequency. The optimal slope can then be determined as a slope at which ■ i- is a maximum. In the present embodiment, an interpolation technique is preferably used to obtain the optimal slope, denoted AT' C (block 710 of Fig. 7).This can be done by

tilpasse et annen ordens polynom gjennom den største verdien av ti og de to tilstøtende verdier av C . Et eksempel på denne teknikken er illustrert på fig. 9 der maksimumet av polynom-kurven, valgt som CsTce, blir bestemt i et gitt tilfelle, til å være mellom & TCg-10 ps og Z\Tce, som vist med den prikkede linjen. I det tilfellet at maksimumsverdien av i blir funnet å være ved et av ytterpunktene for de antatte helninger (f.eks. ved enten Z>Tce-20 ;is eller & Tce+ 20 ps) , vil rute 711 på fig. 7 forårsake at man går til blokk 712 via rute 712. Helningen blir så inkrementert i retning mot ytterverdien og den samme prosedyre blir fulgt. Til slutt oppnås enten et passende maksimum (kalt A T'c i dette tilfellet) eller et "neisvar" til beslutningsruten 712 indikerer at forsøket på å oppnå ZiT<1>c ikke har lykkes. Det vises igjen til fig. 4, der beslutningsruten 130 er den neste man kommer til, og hvis man har oppnådd en verdi av AT'c (rutinen i blokk 120) fører ruten 130 til en annen beslutningsrute 135. Hvis imidlertid en verdi av A T! ikke er oppnådd, kommer man til en blokk 160. I henhold til kriteriet i ruten 135 blir A T' ctestet mot den verdien av AT'C som er oppnådd ved det foregående dybdenivå (selvsagt unntatt når det er det første dybdenivået som blir behandlet, idet det da blir tatt passende forholdsregler for å gå forbi ruten 13 5) for å bestemme om verdien av AT'C ved det foreliggende dybdenivå er innenfor et spesielt område, f.eks. 10 ps, av den verdien av AT'c som ble oppnådd ved det forutgående dybdenivået. Hvis testresultatet er bekreftende, fortsetter man til blokk 140, idet denne blokken representerer godtakelsen av verdien AT'C, og den godtatte verdien blir en utgangsverdi betegnet som A Tc (f.eks. kurve 43 på fig. 1 ). Hvis derimot svaret på spørsmålet i ruten 135 er negativt, går man til ruten 145, og det spørres om AT' er blitt forkastet (i henhold til kriteriet i rute 13 5) for fem dybdenivåer på rad. Hvis ikke, går man til blokk 160, idet denne blokken representerer godtakelsen av en A Tc for dette dybdenivået som er den samme som den fra det foregående dybdenivå. Man ser også at man kommer til blokken 160 direkte fra den negative utgangslinjen fra beslutningsruten 130; dvs. den situasjon hvor den forsøkte bestemmelse av AT'c ikke lyktes. Når det er oppnådd en utgangsverdi av A Tc for dette spesielle dybdenivået, blir det gjort et første anslag over skjærbølgehastigheten eller helningen, idet denne anslåtte verdien blir betegnet som ATge. I den foreliggende utførel-sesform blir den første anslåtte helning eller hastighet av skjærbølgen beregnet som som antydet ved blokk 150 på fig. 4. Hvis derfor, som ovenfor, samplingsfrekvensen blir valgt som 10 ^is, vil den anslåtte hastigheten eller helningen av skjærbølgen bli: fit a second-order polynomial through the largest value of ten and the two adjacent values of C. An example of this technique is illustrated in fig. 9 where the maximum of the polynomial curve, chosen as CsTce, is determined in a given case to be between & TCg-10 ps and Z\Tce, as shown by the dotted line. In the event that the maximum value of i is found to be at one of the extreme points of the assumed slopes (eg at either Z>Tce-20 ;is or & Tce+ 20 ps), route 711 in fig. 7 cause one to go to block 712 via route 712. The slope is then incremented in the direction of the outer value and the same procedure is followed. Finally, either an appropriate maximum (called A T'c in this case) is reached or a "no" response to the decision route 712 indicates that the attempt to achieve ZiT<1>c has not been successful. Reference is again made to fig. 4, where the decision route 130 is the next to be reached, and if a value of AT'c has been obtained (the routine in block 120) the route 130 leads to another decision route 135. However, if a value of A T! has not been achieved, a block 160 is reached. According to the criterion in line 135, A T' c is tested against the value of AT'C achieved at the previous depth level (except, of course, when it is the first depth level being processed, since appropriate precautions are then taken to bypass route 13 5) to determine if the value of AT'C at the present depth level is within a particular range, e.g. 10 ps, of the value of AT'c obtained at the previous depth level. If the test result is affirmative, one continues to block 140, this block representing the acceptance of the value AT'C, and the accepted value becomes an output value designated as A Tc (eg, curve 43 in Fig. 1 ). If, on the other hand, the answer to the question in route 135 is negative, one goes to route 145, and it is asked whether AT' has been rejected (according to the criterion in route 13 5) for five depth levels in a row. If not, one goes to block 160, this block representing the acceptance of an A Tc for this depth level which is the same as that from the previous depth level. It is also seen that block 160 is reached directly from the negative output line from decision route 130; i.e. the situation where the attempted determination of AT'c was not successful. When an initial value of A Tc has been obtained for this particular depth level, a first estimate is made of the shear wave speed or slope, this estimated value being designated as ATge. In the present embodiment, the first estimated slope or speed of the shear wave is calculated as as indicated at block 150 in FIG. 4. If, therefore, as above, the sampling frequency is chosen as 10 ^is, the estimated speed or slope of the shear wave will be:

Man fortsetter så til blokk 156, og en nedre grense for skjær-bølgehastigheten eller helningen, betegnet TgLL, blir beregnet. I den foreliggende utførelsesform blir denne nedre grensen, som skal brukes på en måte som beskrives nedenfor der alle verdier av skjærbølgehastigheten under den nedre grensen forkastes, valgt som 1,5 ATc,som antydet ved blokk 156. One then proceeds to block 156, and a lower bound on the shear wave velocity or slope, denoted TgLL, is calculated. In the present embodiment, this lower limit, to be used in a manner described below where all values of the shear wave velocity below the lower limit are discarded, is chosen as 1.5 ATc, as indicated at block 156.

Den neste del av flytskjemaet i den foreliggende utførelsesformen vedrører bevegelse langs tidsaksen for bølge-formen Rj_ inntil det tidspunkt da nyttig informasjon vedrørende skjærbølgehastigheten eller helningen kan forventes. Den delen av bølgeformen R-^ som er brukt i den tidligere beskrevne korrelasjon, blir utelatt (blokk 165), dvs. at tidsreferansen blir beveget fremover til det høyre endepunktet av det tidligere an-vendte korrelasjonsvinduet. Fra dette tidspunkt blir det igjen detektert et "første utsving" (som beskrevet ovenfor), representert ved blokk 170. Den nærmeste nullgjennomgang blir så detektert, og begynnelsen av korrelasjonsvinduet blir beveget til tiden for nullgjennomgangsdeteksjonen, representert i blokk 175. Størrelsen på korrelasjonsvinduet blir så regulert til å omslutte en hel periode av bølgeformen, f.eks. ved å sette den fjerne enden av dette ved den andre nullgjennomgangen etter begynnelsen av vinduet. Tidspunktet for forekomsten av den se-neste deteksjon av første utsving blir så sammenlignet (rute 180) med en maksimal tillatt tid, betegnet ATw, som representerer den tilnærmet forventede ankomsttid for vann- eller slambølgene, idet verdien T^ blir valgt på grunnlag av sender/mottaker-avstanden og en antatt vannhastighet på omkring 2 00 us pr. fot. Hvis The next part of the flowchart in the present embodiment relates to movement along the time axis of the waveform Rj_ until the time when useful information regarding the shear wave velocity or slope can be expected. The part of the waveform R-^ used in the previously described correlation is omitted (block 165), ie the time reference is moved forward to the right endpoint of the previously used correlation window. From this time, a "first swing" (as described above) is again detected, represented at block 170. The nearest zero crossing is then detected, and the beginning of the correlation window is moved to the time of the zero crossing detection, represented at block 175. The size of the correlation window becomes so regulated to enclose a full period of the waveform, e.g. by setting the far end of this at the second zero crossing after the beginning of the window. The time of occurrence of the next detection of the first surge is then compared (route 180) with a maximum allowable time, denoted ATw, which represents the approximate expected arrival time of the water or mud waves, the value T^ being chosen on the basis of transmitter /receiver distance and an assumed water speed of around 200 us per foot. If

T overskrides (det er selvsagt lite sannsynlig at den vil T is exceeded (it is of course unlikely that it will

bli overskredet under en tidlig gjennomgang av denne sløyfen), be exceeded during an early review of this loop),

er det usannsynlig at en meningsfylt verdi av skjærhastigheten kan oppnås ved dette dybdenivået, og ruten 240, beskrevet nedenfor, er da den neste man kommer til. Beslutningsruten 190 kommer man så til, og indeksen r (opprinnelig satt lik 1 — blokk 116 ovenfor) blir testet for å se om den er større enn eller lik K, hvor K er det antall bølgeformperioder som skal utelates, f.eks. fem perioder, fra den første perioden som ble brukt til å bestemme kompresjonshastigheten eller helningen. Denne undersøkelsen er representert ved ruten 190. Hvis svaret er negativt, går man til blokk 195, idet denne blokken representerer hovedsakelig den samme funksjon som blokken 165 ovenfor, nemlig fjerning av bølgeformen R-j_ innenfor det foreliggende korrelasjonsvindu. Man går så igjen inn i blokk 170, og ved hjelp av funksjonene til blokkene 170 og 175 blir begynnelsen av korrelasjonsvinduet flyttet til nullgjennomgangen nærmest det neste første utsving, og størrelsen av korrelasjonsvinduet blir regulert på nytt, som tidligere beskrevet. Denne virkningen fortsetter i sløyfen som er betegnet med referansetallet 199, inntil det nødvendige antall perioder (f.eks. fem perioder) er blitt utelatt. Hovedformålet med sløyfen 199 er i den foreliggende utførelsesform å spare behandlingstid siden man vanligvis ikke kan forvente at meningsfylte skjærbølgeankomster vil opptre innenfor fem perioder av den første sterke kompre-sjonsperioden. Imidlertid vil man forstå at om ønsket kan den teknikk som beskrives i det følgende for bestemmelse av skjær-bølgehastigheten eller helningen, innledes direkte etter at utgangsverdien av kompresjonshastigheten eller helningen er bestemt. it is unlikely that a meaningful value of shear rate can be obtained at this depth level, and route 240, described below, is then the next to go. Decision route 190 is then reached, and the index r (initially set equal to 1 — block 116 above) is tested to see if it is greater than or equal to K, where K is the number of waveform periods to be omitted, e.g. five periods, from the first period used to determine the compression rate or slope. This investigation is represented by route 190. If the answer is negative, one goes to block 195, this block essentially representing the same function as block 165 above, namely removing the waveform R-j_ within the present correlation window. One then re-enters block 170, and using the functions of blocks 170 and 175, the beginning of the correlation window is moved to the zero crossing closest to the next first swing, and the size of the correlation window is adjusted again, as previously described. This action continues in the loop designated by reference numeral 199 until the required number of periods (e.g. five periods) has been omitted. The main purpose of the loop 199 in the present embodiment is to save processing time since one cannot usually expect meaningful shear wave arrivals to occur within five periods of the first strong compression period. However, it will be understood that, if desired, the technique described below for determining the shear wave velocity or slope can be initiated directly after the initial value of the compression velocity or slope has been determined.

Når det nødvendige antall perioder er blitt utelatt, går man inn i blokk 200, og en firedobbelt korrelasjon blir utført med hensyn på det foreliggende korrelasjonsvindu. When the required number of periods has been omitted, block 200 is entered, and a fourfold correlation is performed with respect to the present correlation window.

Den firedobbelte korrelasjon ble beskrevet ovenfor i forbindelse med blokk 12 0 på fig. 4, og mer detaljert i forbindelse med flytskjemaet på fig. 7. I tilfellet med blokk 2 00 er den første anslåtte verdien av skjærbølgehastigheten eller helningen betegnet med L- Tge , som utledet ovenfor i forbindelse med blokk 150. Ellers kan korrelasjonen være som beskrevet under henvisning til fig. 7, med verdiene £ oppnådd ved 10 jas mellomrom for helningen, og hvor det anvendes interpolasjon for å oppnå en resulterende foreløpig hastighet eller helning. I dette tilfellet er resultatet en foreløpig verdi for skjærbølgehastig-heten eller helningen, betegnet som AT'sm. Siden m til å begynne med ble satt lik 1 (blokk 116), er dette en første fore-løpig verdi av skjærhastighet en eller helningen, dvs. AT1 sm' The fourfold correlation was described above in connection with block 120 of FIG. 4, and in more detail in connection with the flowchart in fig. 7. In the case of block 200, the first predicted value of the shear wave velocity or slope is denoted by L-Tge, as derived above in connection with block 150. Otherwise, the correlation may be as described with reference to FIG. 7, with the values £ obtained at 10 Jas intervals for the slope, and where interpolation is used to obtain a resulting preliminary speed or slope. In this case, the result is a preliminary value for the shear wave velocity or slope, denoted as AT'sm. Since m was initially set equal to 1 (block 116), this is a first preliminary value of shear rate a or the slope, i.e. AT1 sm'

Man går så inn i beslutningsruten 2 05 og den foreløpige verdien av skjærbølgehastigheten eller helningen (den første foreløpige verdi for den første gjennomgangen) blir testet i forhold til den nedre grensen for skjærbølgehastigheten eller hastigheten (fastslått ovenfor — blokk 156), som representert ved beslutningsruten 2 05. Hvis AT'sm ikke er under denne nedre grensen, går man til beslutningsruten 210 og A T 1 gm blir testet i forhold til den forventede hastigheten for slam- eller vannbølgene, T , som typisk er omkring 200 mikrosekunder. Decision route 2 05 is then entered and the preliminary value of the shear wave velocity or slope (the first preliminary value for the first pass) is tested against the lower limit of the shear wave velocity or velocity (determined above — block 156), as represented by the decision route 2 05. If AT'sm is not below this lower limit, one goes to decision route 210 and AT 1 gm is tested against the expected velocity of the mud or water waves, T , which is typically about 200 microseconds.

Hvis AT' „ ikke overstiger T , går man til blokk 215, idet If AT' „ does not exceed T , one goes to block 215, in that

sm J w sm J w

denne blokken representerer godtagelsen av AT'gm som en god-tagbar foreløpig verdi av skjærbølgehastigheten eller helningen, betegnet ATgm. Fjerning av merket fra AT'sm betyr med andre ord at den er innenfor et område som gjør at den er en brukbar verdi som kan tas ytterligere i betraktning. Man går så til ruten 22 0 og 3 AT smblir kontrollert mot verdien av skjærbølgehastigheten eller helningen som er blitt bestemt for det forangående dybdenivå. Hvis & Tgm i den foreliggende ut-førelsesform er innenfor 5 ps av den tidligere lagrede verdi for skjærbølgehastigheten eller helningen, så blir verdien this block represents the acceptance of AT'gm as an acceptable preliminary value of the shear wave velocity or slope, denoted ATgm. In other words, removing the mark from AT'sm means that it is within a range that makes it a usable value that can be further considered. One then goes to the route 22 0 and 3 AT smblir controlled against the value of the shear wave speed or slope that has been determined for the preceding depth level. If & Tgm in the present embodiment is within 5 ps of the previously stored value for the shear wave velocity or slope, then the value becomes

A Tgm godtatt (blokk 2 25) som utgangsskjærbølgehastigheten eller helningen ved dette dubdenivået, betegnet som ATS. Hvis derimotATsm ikke er innenfor 5 ps fra utgangsverdien ved det forutgående dybdenivået, går man til ruten 230 og et spørres om et spesielt antall verdier av ATgin nå er blitt oppnådd ved det aktuelle dybdenivå. I den foreliggende utførelsesformen er det spesielle antall som brukes lik fire. Hvis derfor fire foreløpige verdier, ATsm, ennå ikke er blitt oppnådd, går man til blokk 235, idet man også går til denne blokken, som man ser av skjemaet, når kontrollene i rutene 205 eller 210 har indikert at &T'sm var utenfor det godtagbare området (som beskrevet foran). A Tgm accepted (block 2 25) as the output shear wave speed or slope at this dub level, denoted as ATS. If, on the other hand, ATsm is not within 5 ps of the output value at the preceding depth level, one goes to route 230 and is asked whether a particular number of values of ATgin have now been obtained at the relevant depth level. In the present embodiment, the particular number used is equal to four. If, therefore, four preliminary values, ATsm, have not yet been obtained, one goes to block 235, also going to this block, as can be seen from the diagram, when the checks in boxes 205 or 210 have indicated that &T'sm was outside of that acceptable range (as described above).

I samsvar med funksjonen som representeres ved blokken 235, blir begynnelsesperioden i R ■]_-bølgef ormen som ble brukt In accordance with the function represented at block 235, the initial period of the R ■]_ waveform used becomes

i den mest nylige korrelasjonen utelatt. Man går så tilbake in the most recent correlation omitted. You then go back

til blokk 170 via blokk 171, som representerer inkrementeringen av indeksen m, og virkningen av blokkene 170 og 175 fastslår den nye posisjonen av korrelasjonsvinduet i forhold til bølge-formen R-^ . Dette betyr i realiteten at begge endene av korre-las jonsvinduet blir fremskutt til neste nullgjennomgang, og det nye korrelasjonsvinduet overlapper det forrige korrelasjonsvinduet med en halvperiode. Testing mot T^ blir så foretatt (rute 180), men utelatelsesrutinen i sløyfen 199 er nå in-effektiv siden indeksen r overstiger maksimumet (rute 190). to block 170 via block 171, which represents the increment of the index m, and the action of blocks 170 and 175 establishes the new position of the correlation window relative to the waveform R-^ . This effectively means that both ends of the correlation window are advanced to the next zero crossing, and the new correlation window overlaps the previous correlation window by half a period. Testing against T^ is then performed (route 180), but the omission routine in loop 199 is now ineffective since the index r exceeds the maximum (route 190).

Man går så til blokk 2 00 med en firedobbelt korrelasjon som gir den neste foreløpige verdi av skjærbølgehastigheten eller helningen, AT'sm som er AT'^ i dette eksemplet. Kriteriene i blokkene 205 til 230 blir så anvendt som før beskrevet. One then goes to block 200 with a fourfold correlation which gives the next preliminary value of the shear wave velocity or slope, AT'sm which is AT'^ in this example. The criteria in blocks 205 to 230 are then applied as previously described.

Den beskrevne prosedyren fortsetter inntil det enten oppnås en utgangsverdi av A Ts under virkning av blokken 225, inntil fire foreløpige verdier A Tgm er oppnådd (et bekreftende svar på spørsmålet i rute 230), eller til vann-ankomsttiden Tw blir overskredet (rute 180). I hvert tilfelle går man til rute 240 og spør om det er en akseptert verdi A Tg eller ikke. Hvis ikke går man til blokk 245, idet denne blokken representerer utvelgelsen av Tg som den verdi av & Tgm som er nærmest den verdien av ATg som ble bestemt ved det foregående dybdenivået. Man går så til blokk 250 (blokk 250 kommer man også til fra grenen for bekreftende svar ved rute 240), idet denne blokken representerer registreringen av de forutbestemte verdiene, av ATc og & Tg for det foreliggende dybdenivå. Man går så tilbake til blokk 110 ved begynnelsen,og teknikken gjentas for det neste dybdenivået. The described procedure continues until either an initial value of A Ts is obtained under the action of block 225, until four preliminary values A Tgm are obtained (an affirmative answer to the question in route 230), or until the water arrival time Tw is exceeded (route 180) . In each case, one goes to route 240 and asks if there is an accepted value A Tg or not. If not, one goes to block 245, this block representing the selection of Tg as the value of & Tgm which is closest to the value of ATg determined at the previous depth level. One then goes to block 250 (block 250 is also reached from the branch for affirmative responses at route 240), as this block represents the recording of the predetermined values, of ATc and & Tg for the present depth level. One then returns to block 110 at the beginning, and the technique is repeated for the next depth level.

I den utførelsesformen som er beskrevet i forbindelse med fig. 4, blir flere foreløpige skjærbølgehastigheter utviklet, og en utgangsskjærbølgehastighet blir bestemt som en funksjon av de foreløpige skjærbølgehastighetene. (Et unntak i denne ut-førelsen er når en spesiell foreløpig skjærbølgehastighet er tilstrekkelig nær verdien ved det foregående dybdenivå til at den kan aksepteres umiddelbart.) Hver av disse foreløpige skjær-bølgehastighetene blir bestemt ved å korrelere forholdsvis små In the embodiment described in connection with fig. 4, several preliminary shear wave velocities are developed and an output shear wave velocity is determined as a function of the preliminary shear wave velocities. (An exception to this embodiment is when a particular preliminary shear wave velocity is sufficiently close to the value at the previous depth level that it can be accepted immediately.) Each of these preliminary shear wave velocities is determined by correlating relatively small

deler av bølgeformen over et begrenset område av helninger parts of the waveform over a limited range of slopes

(av størrelsesorden 50 ps), slik at tidligere problemer med flere korrelasjonstopper som kan opptre ved bruk av lengre bølgeformer og bredere helningsområder, blir minimalisert. Individuelle deler av bølgeformen som inneholder falske informasjoner har også mindre tendens til å ødelegge utvelgelsen av nøyaktige utgangsverdier siden utvelgelsen i den beskrevne ut-førelsesformen skjer blant flere foreløpige verdier og en enkelt falsk verdi sannsynligvis vil bli forkastet uten å påvirke utgangsverdiene. Sammenligningen av foreløpige hastighetsver-dier (både for kompresjons- og skjærbølger) med de verdiene som er oppnådd ved det foregående dybdenivå, frembringer en grad av beskyttelse mot falske uregelmessigheter i utgangskur-vene, men ekte brå forandringer i formasjonskarakteristikker (slik som en laggrense) vil bli riktig indikert innenfor et (of the order of 50 ps), so that previous problems with multiple correlation peaks that can occur when using longer waveforms and wider slope ranges are minimized. Individual portions of the waveform containing spurious information are also less likely to spoil the selection of accurate output values since the selection in the described embodiment is among several preliminary values and a single spurious value is likely to be discarded without affecting the output values. The comparison of preliminary velocity values (both for compressional and shear waves) with those obtained at the previous depth level provides a degree of protection against spurious irregularities in output curves, but real abrupt changes in formation characteristics (such as a layer boundary) will be properly indicated within a

par dybdenivåtrinn siden teknikken tillater brå modifikasjoner som opptrer som ekte (f.eks. rutene 143 og 220, 230). couple of depth level steps since the technique allows for abrupt modifications that appear genuine (eg lines 143 and 220, 230).

Man vil forstå at teknikken i henhold til oppfinnelsen for oppnåelse av en utgangsskjærbølgehastighet fra enkelte fore-løpige skjærbølgehastigheter som er oppnådd ved å korrelere individuelle forholdsvis korte deler av bølgeformene, like godt kan tilpasses for å bestemme en utgangskompresjonshastighet. It will be understood that the technique according to the invention for obtaining an output shear wave velocity from certain preliminary shear wave velocities obtained by correlating individual relatively short portions of the waveforms can equally well be adapted to determine an output compression velocity.

Oppfinnelsen er blitt beskrevet under henvisning til The invention has been described with reference to

en spesiell utførelsesform, men variasjoner innenfor rammen av oppfinnelsen vil kunne foretas av fagfolk på området. F.eks. kan de foreløpige hastighetsverdiene utnyttes til å komme frem til en bestemmelse vedrørende hastighet ved det dybdenivå som behandles uten at det er nødvendig å anvende opplysninger ved-rørende det foregående behandlede dybdenivået. Den foreliggende oppfinnelse viser seg faktisk å virke fordelaktig i til-feller hvor tidligere kjente teknikker ikke er istand til å spore skjærsignaler eller signaler som kommer gjennom foringen når disse signalene ikke ankommer kontinuerlig. Man vil forstå at det kan benyttes alternative teknikker når det gjelder å komme frem til en bestemmelse på grunnlag av de foreløpige hastighetsverdiene funnet ved hjelp av oppfinnelsen. Fig. 10 illustrerer f.eks. de foreløpige kompresjonsbølgehastighets-verdiene og de foreløpige skjærhastighetsverdiene som er oppnådd ved et spesielt dybdenivå. De resulterende "verdiknippene" a particular embodiment, but variations within the scope of the invention will be able to be made by professionals in the field. E.g. the preliminary velocity values can be utilized to arrive at a determination regarding velocity at the depth level being processed without it being necessary to use information relating to the previously processed depth level. The present invention actually proves to be advantageous in cases where previously known techniques are unable to track shear signals or signals coming through the liner when these signals do not arrive continuously. It will be understood that alternative techniques can be used when it comes to arriving at a determination on the basis of the preliminary speed values found with the help of the invention. Fig. 10 illustrates e.g. the preliminary compressional wave velocity values and the preliminary shear velocity values obtained at a particular depth level. The resulting "value bundles"

kan brukes til å bestemme en kompresjons- og/eller skjærbølge- can be used to determine a compression and/or shear wave

hastighet grafisk, eller det kan brukes en motordrevet teknikk. speed graphically, or a motor-driven technique can be used.

På fig. 3 er det vist et diagram over skjærhastighet som funk- In fig. 3 shows a diagram of shear rate as a function of

sjon av dybden lik det på fig. 1, men hvor området for fore- tion of the depth similar to that in fig. 1, but where the area of occurrence

løpige hastigheter oppnådd ved hvert dybdenivå også opptrer på diagrammet i form av en vertikal linje ved hvert dybdenivå, running velocities obtained at each depth level also appear on the diagram in the form of a vertical line at each depth level,

noe som indikerer området for de oppnådde foreløpige verdiene. which indicates the range of the obtained preliminary values.

F.eks. kan den prikkede blokken 101 på fig. 4 og sløyfen 102 E.g. can the dotted block 101 in fig. 4 and loop 102

i forbindelse med denne, brukes til å gjenta korrelasjonen i blokk 120 for å bestemme kompresjonshastigheten for forskjel- in connection with this, is used to repeat the correlation in block 120 to determine the compression rate for differ-

lige enkeltperioder (som kan overlappe hverandre eller ikke) equal individual periods (which may or may not overlap)

nær begynnelsen av bølgeformen R-j_ (istedenfor å spare tid ved å sløyfe disse periodene som beskrevet i forbindelse med sløy- near the beginning of the waveform R-j_ (instead of saving time by looping these periods as described in connection with loop-

fen 199). I dette tilfelle ville man bestemme en rekke fore- fen 199). In this case, one would decide a number of pre-

løpige kompresjonsbølgehastigheter,og en utgangskompresjons-bølgehastighet kan oppnås fra disse foreløpige verdiene som i tilfellet med bestemmelsen av utgangsskjærbølgehastigheten. running compressional wave velocities, and an output compressional wave velocity can be obtained from these preliminary values as in the case of the determination of the output shear wave velocity.

Man vil også forstå at alternative forholdsvis korte deler av bølgeformene, slik som to-periodedeler, kan brukes for korre- It will also be understood that alternative relatively short parts of the waveforms, such as two-period parts, can be used for correc-

lasjonene. Alternative korrelasjonsteknikker kan også anvendes i overensstemmelse med prinsippene ved oppfinnelsen. the lations. Alternative correlation techniques can also be used in accordance with the principles of the invention.

Claims

1. Procedure for determining propagation speed

the heat for acoustic waves propagating in foundation formations surrounding a borehole, comprising the following steps: a) deriving a series of signals each representative of acoustic wave energy received at a series of positions in the borehole at a distance from a source of acoustic wave energy; b) correlating a first part of the signal from one of the mentioned positions with first parts of signals from the other positions, the first parts of the signals from the other positions being determined based on an assumed speed, and the correlation of the first parts being performed for a number of different assumed speeds to obtain a resulting first preliminary speed; and characterized by: c) correlation of a second part of the signal from said one position with other parts of signals from the other positions, the other parts of the signals from the other positions being determined on the basis of an assumed speed, which correlation of other parts is performed for a number of different assumed speeds to obtain a resulting second preliminary speed, and d) generating an output speed as a function of said first and second preliminary speeds.

2. Method according to claim 1, characterized in that said first and second parts of the signals are allowed to represent compression wave components so that the output speed becomes an output compression wave speed.

3. Method according to claim 1, characterized in that said first and second parts of the signals are allowed to represent shear wave components so that the output velocity becomes an output shear wave velocity.

4. Method according to claim 1, characterized in that said first and second parts are given a duration of mainly a whole number of half periods which does not exceed two whole periods of the signal from said one position.

5. Method according to claim 1, characterized in that said output speed is determined for each of a number of adjacent depth levels.

6. Method according to claim 5, characterized in that the determination of said output speed takes into account the output speed that has previously been provided for an adjacent depth level.

7. Method according to claims 1, 4, 5 or 6, comprising correlating a third part of the signal from one of the positions with third parts of signals from the other positions, the third parts of the signals from the other positions being determined on on the basis of an assumed velocity, which correlation of third parts is performed for a number of different assumed velocities to obtain a resulting output compression wave velocity, characterized in that as said first and second signal parts, parts are selected which appear later than said third signal parts, so that said first and second resulting preliminary velocities become first and second resulting shear wave velocities, respectively, and said output velocity becomes an output shear wave velocity.

8. Method according to claim 7, characterized in that said third parts of the signals are given essentially the same duration as the first and second parts.

9. Method according to claim 1, where each signal of the said series of signals is composed of components that each indicate a characteristic speed for the formations, characterized by allowing said first and second signal parts in each signal to represent parts of the same component.

10. Method according to claim 9, where one of said signal components indicates compression wave speed and another, which occurs later, of said signal components indicates shear wave speed and extensive correlation of a part of said one signal component from the position closest to the source with a part from said one signal component of each of the signals from the other positions, the said parts of the signals from the other positions being determined on the basis of an assumed compression wave speed, which correlation of the one signal components is carried out for a number of different assumed compression speeds to achieve an output compression wave speed, characterized by allowing the first and second signal parts in steps b) and c) to represent a part of said second component of the signals, one of the said positions being chosen as the one closest to the source and the assumed speed being the shear wave speed , so that the first and second preliminary speed o g output speed becomes first and second preliminary shear wave speeds and an output shear speed, respectively.

11. Method according to claim 10, characterized in that said parts of the one signal component and the first and second parts of the second component are each designed to have a duration of mainly a whole number of half periods, which does not exceed two whole periods, of the signal from said closest position.

12. Method according to claim 10 or 11, characterized in that said output shear wave velocities are determined for each of a number of adjacent depth levels.

13. Method according to claim 12, characterized in that the determination of said output shear wave velocity takes into account the output shear wave velocity which has previously been produced at an adjacent depth level.

14. Method according to claim 12 or 13, characterized in that the determination of said output compression wave velocity takes into account the compression wave velocity previously produced at an adjacent depth level.

15. Apparatus for determining the propagation velocity of acoustic waves in formations surrounding a borehole, comprising means for outputting a series of signals each representative of acoustic wave energy received at a series of positions in the borehole at a distance from a source of acoustic wave energy, means for correlation of a first part of the signal from one of the mentioned positions with first parts of signals from the other positions, the first parts of the signals from the other positions being determined on the basis of an assumed speed, which correlation of first parts is carried out for a number of different assumed velocities to obtain a resulting first preliminary velocity, characterized by means for correlating a second part of the signal from said one position with other parts of signals from the other positions, the other parts of the signals from the other positions being determined based on an assumed speed, which correlation of other parts is carried out e.g or a number of different assumed speeds to obtain a resulting second preliminary speed, as well as means for generating an output speed as a function of said first and second preliminary speeds.

16. Apparatus according to claim 15, characterized by means for determining said output velocity for each of a number of adjacent depth levels.

17. Apparatus according to claim 16, characterized in that said means for generating an output velocity take into account the output velocity that has previously been generated at an adjacent depth level.

18. Apparatus according to claim 15, characterized by means for correlating a third part of the signal from one of the positions with a third part of each of the signals from the other positions, said third parts of the signals from the other positions being determined from an assumed velocity, which correlation of the third part is performed for a number of different assumed velocities to obtain a resulting output compression wave velocity, that said first and second signal parts are parts that occur later than said third signal parts, said first and second resulting preliminary velocities being first and second resultant shear wave velocities respectively and said output velocity is an output shear wave velocity.

19. Apparatus according to claim 15, characterized by means for identifying the position and duration of the first part of the signal from the said one position, where the said first parts of the signals correspond to one component of the signals, and means for identifying the position and duration of the second part of the signal from one of the mentioned positions, where the said other parts of the signals correspond to another component of the signals, and the said means for generating an output speed comprise a device for generating respective output speeds corresponding to said one component of the signals and said second component of the signals, as a function of said first and said second preliminary speed.

20. Apparatus according to claim 19, characterized by means for determining said output velocities for each of a number of adjacent depth levels.

21. Apparatus according to claim 20, characterized in that said means for producing output velocities also work as a function of the output velocities which have previously been produced at an adjacent depth level.