RU2630005C2 - Удаление псевдоэхо- сигналов из акустических волн - Google Patents

Удаление псевдоэхо- сигналов из акустических волн Download PDF

Info

Publication number
RU2630005C2
RU2630005C2 RU2015134848A RU2015134848A RU2630005C2 RU 2630005 C2 RU2630005 C2 RU 2630005C2 RU 2015134848 A RU2015134848 A RU 2015134848A RU 2015134848 A RU2015134848 A RU 2015134848A RU 2630005 C2 RU2630005 C2 RU 2630005C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
wave
acoustic
logging tool
deterministic
transmitting
Prior art date
Application number
RU2015134848A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2015134848A (ru
Inventor
Филип Уилльям ТРАКАДАС
Original Assignee
Хэллибертон Энерджи Сервисиз, Инк.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Хэллибертон Энерджи Сервисиз, Инк. filed Critical Хэллибертон Энерджи Сервисиз, Инк.
Publication of RU2015134848A publication Critical patent/RU2015134848A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2630005C2 publication Critical patent/RU2630005C2/ru

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01VGEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V1/00Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting
    • G01V1/40Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting specially adapted for well-logging
    • G01V1/44Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting specially adapted for well-logging using generators and receivers in the same well
    • G01V1/48Processing data
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01VGEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V1/00Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting
    • G01V1/28Processing seismic data, e.g. for interpretation or for event detection
    • G01V1/30Analysis
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B47/00Survey of boreholes or wells
    • E21B47/005Monitoring or checking of cementation quality or level
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B47/00Survey of boreholes or wells
    • E21B47/12Means for transmitting measuring-signals or control signals from the well to the surface, or from the surface to the well, e.g. for logging while drilling
    • E21B47/14Means for transmitting measuring-signals or control signals from the well to the surface, or from the surface to the well, e.g. for logging while drilling using acoustic waves
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01VGEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V2210/00Details of seismic processing or analysis
    • G01V2210/30Noise handling
    • G01V2210/32Noise reduction
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01VGEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V2210/00Details of seismic processing or analysis
    • G01V2210/30Noise handling
    • G01V2210/32Noise reduction
    • G01V2210/324Filtering
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01VGEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V2210/00Details of seismic processing or analysis
    • G01V2210/30Noise handling
    • G01V2210/32Noise reduction
    • G01V2210/324Filtering
    • G01V2210/3246Coherent noise, e.g. spatially coherent or predictable

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geophysics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
  • Transducers For Ultrasonic Waves (AREA)
  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

Предложенная группа изобретений относится к способу и системе акустического каротажа скважины. Способ включает развертывание каротажного инструмента в скважине. Передачу первой акустической волны с использованием передающего акустического преобразователя каротажного инструмента. Прием второй акустической волны с использованием принимающего акустического преобразователя каротажного инструмента. Причем передающий акустический преобразователь каротажного инструмента представляет собой принимающий акустический преобразователь каротажного инструмента, и причем детерминированная волна представляет собой волну псевдоэхо-сигналов, удаляют детерминированную волну из второй акустической волны для получения отраженной волны и затем извлекают результат измерения из отраженной волны. Технический результат заключается в получении волны, имеющей только истинный сигнал. 3 н. и 11 з.п. ф-лы, 9 ил.

Description

Настоящая заявка испрашивает приоритет предварительной заявки США №61/774700 под названием «Системы и способы, обеспечивающие удаление псевдоэхо-сигналов из акустических волн», которая подана 8 марта 2013 года заявителем «P. Tracadas» и которая полностью включена в настоящую заявку посредством ссылки.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Операторам нефтяного месторождения требуется доступ к большому количеству информации о состоянии скважины. Такая информация обычно включает характеристики земных формаций, через которые проходит буровая скважина, и данные, касающиеся размера и конфигурации самой буровой скважины. Сбор информации, касающейся состояния скважины, обычно называется «каротажем» и может быть осуществлен несколькими способами, включая «каротажные скважинные измерения во время бурения» (КВБ) и кабельный каротаж.
Среди доступных инструментов для кабельного каротажа и КВБ известны множество акустических каротажных инструментов, включая, в частности, ультразвуковые «каверномеры». В таких инструментах используют акустические сигналы для выполнения измерений, например для измерения расстояния до стенки буровой скважины. С использованием соответствующей совокупности результатов измерений расстояния могут быть оценены диаметр и форма скважины, а также относительное положение инструмента внутри буровой скважины.
Использование акустических преобразователей сопряжено с ухудшением рабочих характеристик различных видов, включая явление «псевдоэхо-сигналов» вследствие механического перемещения преобразователя, которое не прекращается после удаления приводного сигнала. Напротив, имеются некоторые остаточное перемещение и вибрация, которые обязательно должны быть подавлены или учтены иным образом. Эти явления могут быть уменьшены с использованием улучшенных преобразователей, однако такие преобразователи могут оказаться иметь высокую стоимость по сравнению с обычными преобразователями, доступными для использования в настоящее время.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Соответственно, в настоящей заявке описаны способы удаления детерминированного шума из акустических волн и реализующие их системы. На чертежах:
На фиг. 1 показана иллюстративная среда для каротажных скважинных измерений во время бурения ("КВБ").
На фиг. 2 показана иллюстративная среда для кабельного каротажа.
На фиг. 3 показана иллюстративная генерация акустической волны и измерительный инструмент, имеющий одиночный акустический преобразователь.
На фиг. 4А и 4В показаны иллюстративная генерация акустической волны и измерительный инструмент, имеющий два акустических преобразователя.
На фиг. 5 показана блок-схема иллюстративного способа удаления детерминированного шума из волны.
На фиг. 6 показана схема технологического процесса с некоторыми иллюстративными волнами.
На фиг. 7 показана другая схема технологического процесса с некоторыми иллюстративными волнами.
На фиг. 8 показаны иллюстративные диаграммы акустического каротажа с использованием описанных способов обработки и без них.
Разумеется, конкретные варианты реализации, показанные на чертежах и подробно описанные ниже, не ограничивают настоящее изобретение. Напротив, они предоставляют специалистам основу для поиска дополнительных форм, эквивалентов и модификаций, которые вместе одним или более вариантами реализации охвачены пунктами приложенной формулы.
ВАРИАНТЫ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Описанные в настоящей заявке системы и инструменты наряду с относящимися к ним способами обеспечивают удаление детерминированной шумовой волны или нежелательной волны взаимных помех в случае использования ультразвуковых преобразователей. Такой шум может быть волной псевдоэхо-сигналов или шумом, переданным между преобразователями через корпус инструмента. Иллюстративные преобразователи присутствуют в имеющихся в продаже инструментах, включая инструмент для кавернометрической регистрации марки ХВАТ ("XCAL") компании Halliburton, инструмент для акустической кавернометрии ("ACAL"), датчик кавернометрического повторителя ("PCAL", как компонент инструмента для азимутального литоплотностного каротажа) и периферийный акустический сканирующий инструмент ("CAST"). (Первые три из них представляют собой инструменты для КВБ, последний представляет собой инструмент для спуска в скважину посредством кабеля). Если такие преобразователи действуют в тяжелых окружающих условиях, теряют свои характеристики с течением времени или сохраняют свое номинальное качество только в начальные периоды работы, они могут испытывать действие изменяющихся или продолжительных псевдоэхо-сигналов. Такие псевдоэхо-сигналы могут препятствовать измерениям акустической волны с понижением чувствительности инструмента и сопоставимой обнаруживаемости эхо-сигнала (эхо-сигналов).
Принцип действия по меньшей мере некоторых из описанных систем основан на изучении детерминированной волны и ее вычитании из полученных волн, в результате чего может быть получена волна, содержащая только истинный "эхо-сигнал", отраженный от стенки ствола буровой скважины или пласта. Согласно некоторым вариантам реализации детерминированная волна акустического преобразователя может быть изучена с использованием статистического анализа других волн, расположенных рядом во времени с измеряемой в данный момент времени волной. Согласно другим вариантам реализации детерминированная волна может быть изучена с использованием ранее полученных волн, сохраненных в запоминающем устройстве, или с использованием прогностических волн, разработанных в лаборатории и испытанных в условиях, подобных условиям исследуемой скважины. Такие способы предпочтительно обеспечивают возможность продолжения применения используемых в настоящее время стандартных компонентов с увеличенной точностью и надежностью.
На фиг. 1 показана иллюстративная среда для КВБ. Как показано на фиг. 1, буровая платформа 2 поддерживает буровую вышку 4, содержащую талевый блок 6 для подъема и спуска бурильной колонны 8. Квадратная штанга 10 бурильной колонны поддерживает остальные части бурильной колонны 8 во время ее спуска сквозь роторный стол 12. Роторный стол 12 вращает бурильную колонну 8 и, таким образом, вращает буровую коронку 14. При своем вращении буровая коронка 14 создает буровую скважину 16, которая проходит сквозь различные пласты 18. Насос 20 обеспечивает циркуляцию буровой текучей среды вдоль питающей трубы 22 к квадратной штанге 10, в скважину сквозь внутреннюю часть бурильной колонны 8, сквозь отверстия в буровой коронке 14, обратно на поверхность вдоль затрубного пространства 9 вокруг бурильной колонны 8 и в пласт-коллектор 24 для бурового раствора. Буровая текучая среда переносит отходы бурения из буровой скважины 16 в пласт-коллектор 24 и способствует поддерживанию целостности буровой скважины 16.
Буровая коронка 14 представляет собой только одну часть узла для КВБ в необсаженной части ствола скважины, содержащей одну или большее количество утяжеленных бурильных труб 26 и каротажный инструмент 28. Утяжеленные бурильные трубы 26 представляют собой толстостенные стальные трубные секции, которые обеспечивают вес и жесткость, необходимые для процесса бурения. Каротажный инструмент 28 (который может быть встроен в одну из утяжеленных бурильных труб), собирает результаты измерений различных параметров бурения или пласта. Каротажный инструмент 28 может быть встроен помимо прочего в компоновку 25 низа буровой колонны рядом с коронкой 14 для сбора результатов измерений. Собранные результаты измерений могут быть отображены графически и использованы для регулирования бурильной колонны 8 и/или анализа свойств пласта. Согласно по меньшей мере некоторым вариантам реализации каротажный инструмент 28 представляет собой акустический каротажный инструмент с одним или большим количеством высокоточных акустических передатчиков, как описано ниже в настоящей заявке.
Результаты измерений от каротажного инструмента 28 могут быть получены телеметрическим переводником (например, интегрированным с каротажным инструментом 28) для сохранения во внутреннем запоминающем устройстве и/или передачи на поверхность посредством линия связи. Гидроимпульсная телеметрическая связь представляет собой один общий способ организации канала связи для передачи результатов каротажа к расположенному на поверхности приемнику 30 и для приема команд с поверхности, но также могут быть использованы другие телеметрические способы. Согласно по меньшей мере некоторым вариантам реализации результаты измерений, полученные от каротажного инструмента28, обрабатывают с использованием компьютерной системы для составления одной или более каротажных диаграмм для анализа пользователем. Рассмотренные диаграммы содержат результаты акустического каротажа, такие как скорости распространения продольных и поперечных волн, принятые волны и извлекаемые значения, такие как акустическое сопротивление.
Неоднократно во время процесса бурения бурильная колонна 8 может быть удалена из буровой скважины 16, как показано на фиг. 2. После удаления бурильной колонны могут быть выполнены каротажные операции с использованием кабельного каротажного зонда 34, подвешенного на кабеле 42, содержащего проводники, подающие питание для каротажного зонда 34 и телеметрической связи каротажного зонда 34 с земной поверхностью. Согласно некоторым вариантам реализации каротажный зонд 34 может иметь прижимные башмаки и/или центрирующие элементы для удерживания инструмента рядом с осью буровой скважины при его подъеме вверх по стволу скважины.
Следует отметить, что в кабельную каротажную колонну 34 могут быть включены датчики свойств пласта различных типов. Как показано на чертеже, иллюстративная кабельная каротажная колонна 34 содержит каротажный инструмент28, который может собирать данные акустического каротажа, как описано в настоящей заявке. Каротажный инструмент 28 может быть связан с другими блоками кабельной каротажной колонны 34 посредством одного или большего количества адаптеров 33. Каротажная регистрирующая станция 44 принимает результаты измерений от каротажного зонда 34 и содержит компьютерную систему 45 для обработки и хранения результатов измерений, собранных датчиками. Помимо прочего, компьютерная система 45 может содержать энергонезависимый машиночитаемый носитель (например, дисковод для жестких дисков и/или запоминающее устройство), выполненный с возможностью исполнения инструкций для выполнения таких задач. В дополнение к сбору и обработке результатов измерений, компьютерная система 45 может быть выполнена с возможностью управления каротажной колонной 34 и каротажным инструментом 28. Каротажная регистрирующая станция 44 дополнительно может содержать пользовательский интерфейс (не показан), который отображает результаты измерений, например отслеживающее устройство или печатающее устройство.
На фиг. 3 показана иллюстративная генерация акустической волны и измерительный инструмент 300 (далее "инструмент 300"), содержащий одиночный акустический преобразователь 302. Инструмент 300 может быть подобно каротажному инструменту 28, показанному на фиг. 1 и 2, и, таким образом, представляет собой часть бурильной колонны 8 (или каротажной колонны 34), спускаемой в буровую скважину 16. Акустический преобразователь 302 передает и принимает акустические волны для обеспечения результатов кавернометрических измерений. Например, акустический преобразователь 302 может состоять из пьезоэлектрического преобразователя. После спуска в скважину акустический преобразователь 302 передает первую акустическую волну или опросную волну 304 в направлении к стенке буровой скважины 16. После взаимодействия со стенкой буровой скважины 16 вторая акустическая волна или возвратная волна 306 генерируется обратно в направлении инструмента 300 из-за акустических рассогласований между скважинной текучей средой в затрубном пространстве 9 и стенкой буровой скважины 16.
Механическое перемещение акустического преобразователя 302 не прекращается немедленно с прекращением ведущего сигнала, и, таким образом, акустический преобразователь 302 может измерить остатки опросной волны 304, генерируемые несмотря на то, что в то же самое время происходит регистрация отраженной возвратной волны 306, также известной как явление "псевдоэхо-сигналов". Это явление может быть учтено различными способами, описанными в настоящей заявке.
На фиг. 4А и 4В показана другая иллюстративная генерация акустической волны и измерительный инструмент 400 (далее "инструмент 400"). Как показано на фиг. 4А, инструмент 400 по существу может быть подобно инструменту 300 и, таким образом, может быть более понятно со ссылкой на него, где подобные позиционные номера обозначают подобные элементы, которые повторно не описаны подробно. Однако по сравнению с инструментом 300, который содержит одиночный акустический преобразователь 302, инструмент 400 содержит два акустических преобразователя (на чертеже показаны как первый и второй акустические преобразователи 302а и 302b) внутри самого инструмент 400.
Первый акустический преобразователь 302а передает опросную волну 304 в направлении к стенке буровой скважины 16, которая отражает волну как возвратную волну 306 в направлении к второму или принимающему акустическому преобразователю 302b. По меньшей мере из-за части опросного сигнала, также передаваемого инструментом 400 (на чертеже показанного как третья акустическая волна 402), возникает нежелательная детерминированная волна, когда второй (принимающий) акустический преобразователь 302b принимает возвратную отраженную волну 306. Опять же, это явления может быть учтено путем реализации различных способов, описанных в настоящей заявке.
Согласно некоторым вариантам реализации, таким как показанные на фиг. 4А, первый и второй акустические преобразователи 302а и 302b могут быть вертикально выровнены с инструментом 400. Однако, понятно, что акустические преобразователи 302а, 302b согласно другому варианту реализации могут быть азимутально смещены друг от друга относительно центра устройства 400, как показано на виде сверху на фиг. 4В.
На фиг. 5 показана блок-схема способа удаления иллюстративной детерминированной шумовой волны (в дальнейшем "детерминированная волна"). Детерминированная волна представляет собой шумовую или нежелательную волну взаимных помех, которую предпочтительно удаляют с оставлением только истинной волны отраженного сигнала, как описано в настоящей заявке. На этапе 502 каротажная бригада разворачивает инструмент в скважине. Инструмент может быть развернут в варианте для КВБ или в кабельном варианте. На этапе 504 инструмент передает первую акустическую волну посредством передающего акустического преобразователя инструмента. Первая акустическая волна направлена к стенке ствола буровой скважины, причем часть волны отражается обратно к инструменту в качестве второй акустической волны. На этапе 506 инструмент принимает вторую акустическую волну посредством принимающего акустического преобразователя. Согласно некоторым вариантам реализации одиночный акустический преобразователь может быть реализован как передающий и принимающий преобразователь.
На этапе 508 идентифицируют детерминированную шумовую волну и удаляют ее из второй акустической волны для получения отраженной волны. Эта операция может быть выполнена с использованием процессора, расположенного в скважине (например, в инструменте), или согласно другому варианту реализации процессором, расположенным на поверхности (например, в компьютерной системе 45 в каротажной регистрирующей станции 44 (как показано на фиг. 1)) во время постобработки данных.
Детерминированная волна может быть идентифицирована по ее детерминистической природе путем сравнения с фактической отраженной волной. Детерминизм может присутствовать как "псевдоэхо-сигнал", если одиночный акустический преобразователь реализован как передающий и принимающий преобразователь. Согласно другому варианту реализации детерминированный шум может быть вызван волной, переданной между преобразователями через корпус инструмента.
Согласно некоторым вариантам реализации, как подробно показано на фиг. 6 и 7, идентификация детерминированной волны может быть осуществлена путем выполнения статистического анализа других волн, полученных во временном окне, охватывающем время получения второй акустической волны. После идентификации детерминированную волну вычитают из второй акустической волны с оставлением только истинной "отраженной" волны.
Согласно другим вариантам реализации детерминированная волна может быть удалена путем вычитания ранее записанных волн, сохраненных в запоминающем устройстве инструмента, из полученной в данный момент времени волны. Согласно другому варианту реализации могут быть использованы моделирование или лабораторное экспериментирование для генерирования прогнозирующей детерминированной волны, которая должна быть удалена из полученной в данный момент времени волны.
Согласно другим вариантам реализации детерминированная волна может быть идентифицирована с использованием статистического анализа вторых акустических волн, собранных во временном окне. Такой анализ может включать, например, использование статистического фильтра нижних частот, такого как срединный или медианный фильтр, который применяют к общему области образца для нахождения общей характеристики детерминированной волны. Детерминированная волна после ее нахождения может быть удалена из второй полученной волны, и, таким образом, остается только истинная отраженная волна.
Согласно другому варианту реализации к полученной волне может быть применено частотное преобразование или преобразование другого типа для идентификации детерминированной волны. Допускается, что детерминированная волна остается постоянной, несмотря на то, что истинная отраженная волна изменяется во времени и по характеру между полученными волнами. Таким образом, детерминированная волна может быть идентифицирована путем преобразования полученной волны в некоторую область помимо временной области (например, частотную область) для определения детерминированную волну. После выполнения такого определения полученная волна может быть преобразована обратно во временную область и удалена из полученной волны.
На этапе 510 в завершении способа 500 может быть извлечен результат измерения из отраженной волны. Примеры необходимых результатов измерений включают результат измерения расстояния (например, расстояние от инструмента до стенки ствола буровой скважины), результат измерения акустического сопротивления (например, определения плотности пласта или литографии пласта, выведенной из плотности пласта), или результат измерения качества цементирующего сцепления (например, качества цементирующего сцепления с наружной стенкой обсадной колонны). Такие результаты измерений могут быть получены процессором, который может быть расположен в скважине вместе с колонной инструментов или непосредственно в инструменте.
На фиг. 6 показана диаграмма 600 выполнения операций с некоторыми иллюстративными волнами. Диаграмма выполнения операций включает три полученные волны 602а-602с (на чертеже показаны как первая, вторая и третья полученные волны 602а, 602b и 602с соответственно), которые получены в пределах узкого временного интервала относительно друг друга. Полученные волны 602а-602с могут быть типичными для волны, измеренной акустическим преобразователем 302, показанным на фиг. 3. На чертеже заметен детерминированный (т.е. регулярно наблюдающийся) пик, присутствующий в начале каждой полученной волны 602а-602с. Этот пик представляет собой результат взаимных помех псевдоэхо-сигналов, причем он доминирует над результатами измерений отраженного сигнала.
К полученным волнам 602а-602с был применен статистический анализ с использованием взвешенного усреднения для идентификации детерминированной волны 604, которая в настоящей заявке представляет собой волну псевдоэхо-сигналов. Как описано в настоящей заявке, детерминированная волна 604 может быть идентифицирована на основе относительно постоянных по амплитуде и фазе частей всех полученных волн 602а-602с. Таким образом, в результате удаления детерминированной волны 604 из полученных волн 602а-602с генерируется отраженная волна 606. Как показано на чертеже, детерминированная волна 604 удалена из второй полученной волны 602b, что приводит к соответствующей отраженной волне 606, которая больше не содержит исходную увеличенную амплитудную часть волн 602а-602с. Специалистам понятно, что несмотря на то, что на чертеже показаны только три полученные волны 602а-602с, в настоящей заявке допускается применение большего или меньшего количества помимо трех полученных волн 602а-602с для использования в определении волны псевдоэхо-сигналов.
На фиг. 7 показана другая диаграмма 700 выполнения операций с некоторыми иллюстративными волнами. Как показано на фиг. 7, полученная волна 702 (т.е., представляющая возвратную волну 306, показанную на фиг. 3) принимается акустическим преобразователем. Детерминированная волна 704 записана ранее на основании модели или предсказания на основании статистического анализа. Таким образом, результат удаления детерминированной волны 704 из полученной волны 702 представляет собой отраженную волну 706.
На фиг. 8 показаны иллюстративные диаграммы акустического каротажа с использованием описанных способов и без них. В частности, на диаграмме 801 акустического каротажа показана необработанная полученная акустическая волна, такая как возвратная волна 306, показанная на фиг. 3, в то время как на диаграмме 802 акустического каротажа показана та же самая полученная акустическая волна после удаления детерминированной волны, т.е. истинная отраженная волна. Ось Y отображает глубину буровой скважины, и ось X отображает время. Следует отметить, что обсадная колонна завершается на глубине 20350, в результате чего ниже этой точки регистрировалась необсаженная часть ствола скважины. Штриховка отображает амплитуду сигнала полученной волны в пределах от темного тона (низкая амплитуда) до светлого тона (высокая амплитуда) в произвольных единицах.
Во время работы, как указано выше, детерминированная волна часто имеет увеличенную амплитуду и "принимается" акустическим преобразователем в первую очередь из-за присущей остаточной вибрации после прекращения ведущего сигнала. Таким образом, как можно видеть на диаграмме 801 акустического каротажа, детерминированные волны с увеличенной амплитудой в первую очередь измеряются в исходном временном интервале (т.е. в интервале приблизительно от 25 до 75 мкс), после чего принимаются отраженные волны с уменьшенной амплитудой (т.е. в интервале приблизительно от 75 до 225 мкс). Однако после удаления детерминированной волны на диаграмме 802 акустического каротажа показана волна, в которой исходный сигнал (т.е. в интервале приблизительно от 25 до 75 мкс) отсутствует, пока акустический преобразователь не начнет принимать фактический эхо-сигнал.
Подобным образом, после удаления признаков псевдоэхо-сигналов амплитудная шкала 806 сигнала на диаграмме 802 акустического каротажа имеет уменьшенный диапазон (от -50 до 50), в результате чего по существу улучшается контраст эхо-сигнала и, таким образом, облегчается его анализ как в обсаженной, так и в необсаженной частях ствола скважины.
Многочисленные другие модификации, эквиваленты и альтернативы станут очевидными для специалистов после полного ознакомления с описанным выше настоящим изобретением. Предполагается, что следующие пункты приложенной формулы должны быть истолкованы как охватывающие все такие модификации, эквиваленты и альтернативы в случае необходимости.
Описанные в настоящей заявке варианты реализации включают:
А: Способ определения акустического диапазона, согласно которому: развертывают инструмент в скважине, передают первую акустическую волну с использованием передающего акустического преобразователя, входящего в состав инструмента, принимают вторую акустическую волну с использованием принимающего акустического преобразователя, входящего в состав инструмента, удаляют детерминированную волну из второй акустической волны для получения отраженной волны и получают результат измерения из отраженной волны.
В: Система для определения акустического диапазона, содержащая скважину, инструмент, расположенный в скважине и содержащий передающий акустический преобразователь, который передает первую акустическую волну, и принимающий акустический преобразователь, который принимает вторую акустическую волну, и процессор, который удаляет детерминированную волну из второй акустической волны с получением отраженной волны.
С: Энергонезависимый машиночитаемый носитель, содержащий исполняемые компьютером инструкции, которые при их исполнении процессом реализуют способ, включающий передачу первой акустической волны посредством передающего акустического преобразователя скважинного инструмента, прием второй акустической волны посредством принимающего акустического преобразователя указанного инструмента, удаление детерминированной волны из второй акустической волны для получения отраженной волны и получение результата измерения из указанной отраженной волны.
Каждый из вариантов реализации А, В и С может иметь один или большее количество следующих дополнительных элементов в любой комбинации:
Элемент 1: дополнительно содержащий предоставление пользователю результата измерения.
Элемент 2: в котором результат измерения представляет собой расстояние, акустическое сопротивление или качество цементирующего сцепления.
Элемент 3: в котором передающий акустический преобразователь также представляет собой принимающий акустический преобразователь, причем детерминированная волна представляет собой волну псевдоэхо-сигналов.
Элемент 4: дополнительно включающий оценивание детерминированной волны путем выполнения статистического анализа других волн, полученных во временном окне, охватывающем время определения второй акустической волны.
Элемент 5: дополнительно включающий оценивание детерминированной волны путем фильтрования второй акустической волны с использованием статистического фильтра нижних частот.
Элемент 6: в котором статистический фильтр нижних частот представляет собой срединный или медианный фильтр.
Элемент 7: дополнительно включающий оценивание детерминированной волны путем преобразования второй акустической волны из временной области, применения статистического анализа к преобразованной второй акустической волне и преобразования второй акустической волны обратно во временную область.
Элемент 8: в котором детерминированная волна содержит записанную заранее волну или расчетную волну.
Элемент 9: дополнительно включающий обработку методом окна второй акустической волны внутри предварительно заданного временного окна.
Элемент 10: в котором получение результата измерения выполняют внутрискважинным процессором.
Элемент 11: в котором получение результата измерения выполняют процессором на поверхности.
Элемент 12: дополнительно содержащий пользовательский интерфейс, который отображает результат измерения, соответствующий отраженной волне.
Элемент 13: в котором детерминированная волна представляет собой волну псевдоэхо-сигналов.
Элемент 14: в котором передающий и принимающий акустические преобразователи представляют собой тот же самый преобразователь.
Элемент 15: в котором процессор расположен в скважине.
Элемент 16: в котором инструмент развернут в скважине на бурильной колонне.
Элемент 17: в котором инструмент развернут на кабеле.

Claims (30)

1. Способ акустического каротажа, согласно которому:
развертывают каротажный инструмент в скважине,
передают первую акустическую волну с использованием передающего акустического преобразователя каротажного инструмента,
принимают вторую акустическую волну с использованием принимающего акустического преобразователя каротажного инструмента,
причем передающий акустический преобразователь каротажного инструмента представляет собой принимающий акустический преобразователь каротажного инструмента, и причем детерминированная волна представляет собой волну псевдоэхо-сигналов, удаляют детерминированную волну из второй акустической волны для получения отраженной волны; и
извлекают результат измерения из отраженной волны.
2. Способ по п. 1, согласно которому результат измерения представляет собой одно из расстояния, акустического сопротивления или качества цементирующего сцепления.
3. Способ по п. 1, согласно которому дополнительно оценивают детерминированную волну путем выполнения статистического анализа других волн, полученных во временном окне, охватывающем время получения второй акустической волны.
4. Способ по п. 1, согласно которому дополнительно оценивают детерминированную волну путем фильтрования второй акустической волны статистическим фильтром нижних частот, причем статистический фильтр нижних частот представляет собой срединный или медианный фильтр.
5. Способ по п. 1, согласно которому дополнительно оценивают детерминированную волну путем:
преобразования второй акустической волны из временной области,
выполнения статистического анализа по отношению к преобразованной второй акустической волне и
преобразования второй акустической волны обратно во временную область.
6. Способ по п. 1, согласно которому детерминированная волна содержит предварительно зарегистрированную волну или оцененную волну.
7. Способ по п. 1, согласно которому дополнительно проводят обработку методом окна второй акустической волны в предварительно заданном временном окне.
8. Способ по п. 1, согласно которому извлечение результата измерения выполняют с использованием внутрискважинного процессора.
9. Система акустического каротажа, содержащая:
скважину,
каротажный инструмент, расположенный внутри скважины и имеющий передающий акустический преобразователь, который передает первую акустическую волну, и принимающий акустический преобразователь, который принимает вторую акустическую волну, и причем передающий акустический преобразователь каротажного инструмента представляет собой принимающий акустический преобразователь каротажного инструмента, и
процессор, который удаляет детерминированную волну из второй акустической волны с получением отраженной волны, причем детерминированная волна представляет собой волну псевдоэхо-сигналов.
10. Система по п. 9, в которой детерминированная волна представляет собой волну псевдоэхо-сигналов.
11. Система по п. 9, в которой передающий и принимающий акустические преобразователи представляют собой тот же самый преобразователь.
12. Система по п. 9, в которой процессор расположен в скважине.
13. Система по п. 13, в которой каротажный инструмент развернут в скважине на бурильной колонне или каротажный инструмент развернут на кабеле.
14. Энергонезависимый машиночитаемый носитель, содержащий исполняемые компьютером инструкции, которые, при их исполнении процессом, реализуют способ, согласно которому:
передают первую акустическую волну с использованием передающего акустического преобразователя каротажного инструмента,
принимают вторую акустическую волну с использованием принимающего акустического преобразователя каротажного инструмента,
причем передающий акустический преобразователь каротажного инструмента представляет собой принимающий акустический преобразователь каротажного инструмента, и
удаляют детерминированную волну из второй акустической волны для получения отраженной волны и
извлекают результат измерения из отраженной волны.
RU2015134848A 2013-03-08 2014-02-28 Удаление псевдоэхо- сигналов из акустических волн RU2630005C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201361774700P 2013-03-08 2013-03-08
US61/774,700 2013-03-08
PCT/US2014/019696 WO2014137844A1 (en) 2013-03-08 2014-02-28 Removing ring down effects from sonic waveforms

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2015134848A RU2015134848A (ru) 2017-04-11
RU2630005C2 true RU2630005C2 (ru) 2017-09-05

Family

ID=51491811

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015134848A RU2630005C2 (ru) 2013-03-08 2014-02-28 Удаление псевдоэхо- сигналов из акустических волн

Country Status (9)

Country Link
US (1) US9927542B2 (ru)
EP (1) EP2946072A4 (ru)
CN (1) CN105074127B (ru)
AU (1) AU2014226248B2 (ru)
BR (1) BR112015017763A2 (ru)
CA (1) CA2900248C (ru)
MX (1) MX363794B (ru)
RU (1) RU2630005C2 (ru)
WO (1) WO2014137844A1 (ru)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014137844A1 (en) 2013-03-08 2014-09-12 Halliburton Energy Services, Inc. Removing ring down effects from sonic waveforms
US20150176389A1 (en) * 2013-12-20 2015-06-25 Schlumberger Technology Corporation Detection And Identification Of Fluid Pumping Anomalies
EP3035083B1 (en) * 2014-12-17 2021-09-29 Services Pétroliers Schlumberger System and method for removing noise from acoustic impedance logs
US10222501B2 (en) * 2016-01-25 2019-03-05 Baker Hughes, A Ge Company, Llc Televiewer image wood-grain reduction techniques
US11073630B2 (en) * 2017-05-30 2021-07-27 Schlumberger Technology Corporation Attenuating tool borne noise acquired in a downhole sonic tool measurement
GB2577215B (en) * 2017-07-17 2022-01-12 Halliburton Energy Services Inc Acoustic method and apparatus for cement bond evaluation through tubing
US10927669B2 (en) * 2018-10-17 2021-02-23 Halliburton Energy Services, Inc. Transducer ringing
WO2020139354A1 (en) * 2018-12-27 2020-07-02 Halliburton Energy Services, Inc. Removal of signal ringdown noise
US11946364B2 (en) 2019-10-10 2024-04-02 Halliburton Energy Services, Inc. Removing guided wave noise from recorded acoustic signals
US11970931B2 (en) * 2021-06-01 2024-04-30 Halliburton Energy Services, Inc. Through tubing cement evaluation using borehole resonance mode

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4210967A (en) * 1975-05-27 1980-07-01 Schlumberger Technology Corp. Method and apparatus for determining acoustic wave parameters in well logging
US6538958B1 (en) * 1998-08-28 2003-03-25 Computalog Research, Inc. Method and apparatus for acoustics logging of fluid density and wet cement plugs in boreholes
EA008529B1 (ru) * 2003-05-20 2007-06-29 ШЕВРОН Ю. Эс. Эй. ИНК. Способ для повышения отношения сигнала к шуму сейсмических данных путём использования частотно-зависимого ослабления шума истинных относительных амплитуд
RU2334252C2 (ru) * 2002-12-23 2008-09-20 Шлюмбергер Текнолоджи Б.В. Способ и устройство для обработки акустических сигналов, принимаемых в скважине
RU2347905C2 (ru) * 2003-08-08 2009-02-27 Шлюмбергер Текнолоджи Б.В. Многорежимное акустическое построение изображения в обсаженных скважинах
RU2421757C2 (ru) * 2003-12-10 2011-06-20 Шлюмбергер Текнолоджи Б.В. Способы и системы для обнаружения вступлений, представляющих интерес
US20120069705A1 (en) * 2008-11-10 2012-03-22 Baker Hughes Incorporated EMAT Acoustic Signal Measurement Using Modulated Gaussian Wavelet and Hilbert Demodulation

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3369626A (en) * 1965-10-23 1968-02-20 Mobil Oil Corp Methods of and apparatus for producing a visual record of physical conditions of materials traversed by a borehole
US5168471A (en) 1991-08-14 1992-12-01 Parra Jorge M Integrated passive acoustic and active ultrasonic marine aquatic finder system
CA2133286C (en) * 1993-09-30 2005-08-09 Gordon Moake Apparatus and method for measuring a borehole
US8634272B2 (en) * 2009-04-21 2014-01-21 Baker Hughes Incorporated Televiewer image wood-grain reduction techniques
US9115568B2 (en) * 2009-09-29 2015-08-25 Schlumberger Technology Corporation Reduction of tool mode and drilling noise in acoustic LWD
WO2014137844A1 (en) 2013-03-08 2014-09-12 Halliburton Energy Services, Inc. Removing ring down effects from sonic waveforms

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4210967A (en) * 1975-05-27 1980-07-01 Schlumberger Technology Corp. Method and apparatus for determining acoustic wave parameters in well logging
US6538958B1 (en) * 1998-08-28 2003-03-25 Computalog Research, Inc. Method and apparatus for acoustics logging of fluid density and wet cement plugs in boreholes
RU2334252C2 (ru) * 2002-12-23 2008-09-20 Шлюмбергер Текнолоджи Б.В. Способ и устройство для обработки акустических сигналов, принимаемых в скважине
EA008529B1 (ru) * 2003-05-20 2007-06-29 ШЕВРОН Ю. Эс. Эй. ИНК. Способ для повышения отношения сигнала к шуму сейсмических данных путём использования частотно-зависимого ослабления шума истинных относительных амплитуд
RU2347905C2 (ru) * 2003-08-08 2009-02-27 Шлюмбергер Текнолоджи Б.В. Многорежимное акустическое построение изображения в обсаженных скважинах
RU2421757C2 (ru) * 2003-12-10 2011-06-20 Шлюмбергер Текнолоджи Б.В. Способы и системы для обнаружения вступлений, представляющих интерес
US20120069705A1 (en) * 2008-11-10 2012-03-22 Baker Hughes Incorporated EMAT Acoustic Signal Measurement Using Modulated Gaussian Wavelet and Hilbert Demodulation

Also Published As

Publication number Publication date
EP2946072A1 (en) 2015-11-25
CN105074127B (zh) 2019-03-26
MX2015010237A (es) 2016-04-04
US20160018549A1 (en) 2016-01-21
EP2946072A4 (en) 2016-08-31
RU2015134848A (ru) 2017-04-11
AU2014226248B2 (en) 2016-10-27
MX363794B (es) 2019-04-03
WO2014137844A1 (en) 2014-09-12
CA2900248A1 (en) 2014-09-12
AU2014226248A1 (en) 2015-08-13
CA2900248C (en) 2017-08-01
BR112015017763A2 (pt) 2017-07-11
US9927542B2 (en) 2018-03-27
CN105074127A (zh) 2015-11-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2630005C2 (ru) Удаление псевдоэхо- сигналов из акустических волн
US9322807B2 (en) Ultrasonic signal time-frequency decomposition for borehole evaluation or pipeline inspection
JP2013545980A (ja) 掘削機と表面装置との間でデータを通信するシステムおよび方法
US20150177404A1 (en) Vibration control for a cement evaluation tool
RU2608636C1 (ru) Устройство для определения плотности без источника, способы и системы
EP2836859B1 (en) Compressional velocity correction apparatus, methods, and systems
WO2020139354A1 (en) Removal of signal ringdown noise
US9562985B2 (en) Acoustic sensor apparatus, systems, and methods
AU2016396055A1 (en) Casing thickness estimation by frequency correlation
US11566510B2 (en) Ultrasonic echo locating in a wellbore using time gain compensation
AU2013409458B2 (en) Encoded driving pulses for a range finder
CN116241239B (zh) 基于远近单极的固井评价的方法、装置、设备及存储介质

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20210301