SU1223177A1 - Method of seismic analyzing in wells - Google Patents

Method of seismic analyzing in wells Download PDF

Info

Publication number
SU1223177A1
SU1223177A1 SU843733474A SU3733474A SU1223177A1 SU 1223177 A1 SU1223177 A1 SU 1223177A1 SU 843733474 A SU843733474 A SU 843733474A SU 3733474 A SU3733474 A SU 3733474A SU 1223177 A1 SU1223177 A1 SU 1223177A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
waves
wave
frequency
seismic
well
Prior art date
Application number
SU843733474A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Аркадий Васильевич Калинин
Виктор Васильевич Калинин
Борис Львович Пивоваров
Original Assignee
МГУ им.М.В.Ломоносова
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 МГУ им.М.В.Ломоносова filed Critical МГУ им.М.В.Ломоносова
Priority to SU843733474A priority Critical patent/SU1223177A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1223177A1 publication Critical patent/SU1223177A1/en

Links

Landscapes

  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)

Description

фиг. 1FIG. one

1one

Изобретение относитс  к геофизическим исследовани м в скважинах, в частности к сейсмическим исследовани м с целью определени  физических характеристик пород околоскважинног пространства. .The invention relates to geophysical surveys in wells, in particular to seismic surveys in order to determine the physical characteristics of the rocks in the near-wellbore space. .

Цель изобретени  - повышение точности и эффективности исследований.The purpose of the invention is to improve the accuracy and efficiency of research.

На фиг. 1 показана импульсна  характеристика скважины как фильтра формирующего волновое поле5 на фиг. частотна  характеристика скважины.FIG. 1 shows the impulse response of a well as a filter forming a wave field 5 in FIG. well frequency response.

Способ осуществл етс  следующим образом.The method is carried out as follows.

В скважину радиусом R, заполненную жидкостью со скоростью акустичеких волн в ней а, и плотностью J, , помещают источник .и приемник упруги волн, рассто ние между которыми по вертикальной оси скважины составл ет Z. Плотность окружающих скважину пород равна J,. , а скорости продольных и поперечных волн в них - соответственно а и Ъ. Если разместить источник на вертикальной оси и совместить с ним начало координат, то давление внутри скважины в точке с координатами z, г, (г R) определ етс  соотнощениемA source and a receiver of elastic waves, the distance between which along the vertical axis of the well is Z, is placed into a well of radius R filled with fluid with the speed of acoustic waves a in it, and the density is J. The density of the surrounding rocks is J ,. , and the velocities of longitudinal and transverse waves in them are, respectively, a and b. If you place the source on the vertical axis and combine the origin with it, then the pressure inside the well at the point with coordinates z, g, (r) is determined by the ratio

PTur.22).%ilJlj$PoUc,(mo).PTur.22).% IlJlj $ PoUc, (mo).

-«о-"about

-Лао(т,г)еАр(}кг)а1с, (-1}-Lao (t, d) eAp (} kg) a1c, (-1}

где cJ - кругова  частота; РО - функци  источника; k - переменна  интегрировани , имеюща  смысл пространст- венной частоты; Шо q - k, q. ь)/а, ; lo и HO - функции Бессел  и Хан- кел ;where cJ is the circular frequency; PO is a source function; k is the integration variable that has the meaning of the spatial frequency; Sho q - k, q. b) / a, lo and HO are the functions of Bessel and Hankel;

jxiRijxiRi

7Г 3,14159...;7G 3.14159 ...;

А - функци , определ ема  изA is a function defined by

граничных условий. Если рассматривать скважину как некоторый фильтр, формирующий волновое поле, то Р (J, Г:, z) - частотна  характеристика этого фильтра, оредел юща  давление внутри скважины Обратное преобразование Фурье от Р (о), г, z) - импульсна  характеристика фильтра, т.е. сейсмотрасса вол давлени  в скважине при возбуждении в ней -импульса. При возбуждении в источнике импульсов произвольной фо мы сейсмотрасса может быть получена как их свертка с импульсной характеристикой .boundary conditions. If we consider a well as some filter that forms a wave field, then P (J, G :, z) is the frequency characteristic of this filter, which determines the pressure inside the well. The inverse Fourier transform of P (o), g, z) is the filter characteristic of the filter, those. seismic trace pressure in the well when excited in it is a pulse. When a source of pulses of arbitrary shape is excited, the seismic trace can be obtained as their convolution with impulse response.

oo

5five

00

5five

55 55

30thirty

5five

00

5five

5050

77 2 ;77 2;

На фиг. 1 и 2 приведены рассчитанные по формуле (1) импульсные и частотные характеристики дл  случа , когда скорость поперечных волн Ц в окружающих породах меньше скорости а волн в жидкости, заполн ющей скважину . Така  модель среды  вл етс  основной дл  инженерно-геологических и инженерно-геофизических изысканий , так как она характерна дл  верхней части разреза осадочных и рыхлых отложений. В расчетной модели прин ты Следующие параметры: а, 1500 м/с; Р 1 а 1700 .м/с; Ъ 650 м/с; ft 2 г/см, R О.,05 м; г. 0,01 м; z Юм. Эти параметры соответствуют разрезу глинистых отложений.FIG. Figures 1 and 2 show the pulse and frequency characteristics calculated by formula (1) for the case when the velocity of the transverse waves C in the surrounding rocks is less than the velocity a of the waves in the fluid filling the well. Such a model of the medium is fundamental to engineering-geological and engineering-geophysical surveys, since it is characteristic of the upper part of the section of sedimentary and loose sediments. In the calculation model, the following parameters are accepted: a, 1500 m / s; P 1 and 1700. M / s; B 650 m / s; ft 2 g / cm, R O., 05 m; d. 0.01 m; z Yum. These parameters correspond to the section of clay deposits.

На сейсмотрассе (фиг. 1) вьщел - ютс  три типа волн. Волна 1 - продольна , т.е. волна,- распростран ю- ща с  в породах со скоростью продольных волн, а внутри скважины регистрируема  как головна  волна. Эта волна высокочастотна : ее видимый период при R 0,05 м соответствует частоте 2 кГц и уменьщаетс  как 1/R.Three types of waves appear on the seismic trace (Fig. 1). Wave 1 is longitudinal, i.e. wave, propagating in rocks with the velocity of longitudinal waves, and inside the well recorded as the head wave. This wave is high frequency: its visible period at R 0.05 m corresponds to a frequency of 2 kHz and decreases as 1 / R.

Волна 2  вл етс  гидроволной, т.е. волной поверхностного типа, ско- рость которой при U) равна скорости трубиой волны ЛзмбаWave 2 is a hydraulic wave, i.e. surface wave, whose velocity at U) is equal to the velocity of the Lzmba tube

v.-tafi,/P.C(,/a.),i |(|t)T .v.-tafi, / P.C (, / a.), i | (| t) T.

Эта волна  вл етс  существенно низкочастотной. Центральна  частота ее спектр-а не превыщает дл  всех типов разреза и всех практически используемых радиусов скважин 500 Гц.This wave is substantially low frequency. The central frequency of its spectrum does not exceed for all types of the section and all practically used radii of wells 500 Hz.

Волна 3 имеет скорость распространени , равну19 скорости поперечных волн. Поскольку головна  поперечна  волна при заданном соотношении скоростей (bj а ) образоватьс  не может , то она  вл етс  поверхностной неоднородной волной. Она образуетс  за счет неоднородных волн, вход щих в разложение сферической волны. При прохождении через границу (стенку скважины) зти волны трансформируютс  в обычные однородные, распростран ющиес  в окружающей среде со скоростью поперечных волн.Wave 3 has a propagation velocity equal to 19 transverse wave velocities. Since the head shear wave cannot form at a given velocity ratio (bj a), it is a surface non-uniform wave. It is formed due to inhomogeneous waves entering the decomposition of a spherical wave. When passing through the boundary (the borehole wall), these waves are transformed into ordinary uniform waves propagating in the environment at a speed of transverse waves.

При наблюдени х на малых базах, т.е. когда рассто ние между приемником и источником неважно, оба типа поверхностных волн (2 и 3) интерферируют , тем самым не удаетс  определить вступление поверхностной волны 3 и, следовательно, скорость поперечных волн. Применение больших баз или наблюдение на нескольких базах св зано с трудност ми: при использовании больших баз падает детальность исследований, наблюдение на нескольких базах снижа ет не только детальность, но и производительность исследований.When observed on small bases, i.e. when the distance between the receiver and the source is unimportant, both types of surface waves (2 and 3) interfere, thus it is not possible to determine the entrance of surface wave 3 and, therefore, the velocity of the transverse waves. The use of large bases or observation at several bases is difficult: when using large bases, the detail of studies decreases, the observation at several bases reduces not only detail, but also the productivity of research.

Указанные трудности можно избежать , воспользовавшись различием в спектральном составе поверхностных волн 2 и 3. Специфической особенностью этих .волн  вл етс  их полна  разрешенность в частотной области. На фиг. 2 приведен амплитудный спект ( модуль частотной характеристики) волн регистрируемых в скважине; об- ласть 4 амплитудного спектра соответствует гидроволне 2 на фиг. 1; область 5 амплитудного спектра соответствует продольной волне 1 и поверхностной волне 3 на фиг. 1. Таким образом, осуществл   регистрацию в двух различных частотных диапазонах , можно исключить интерференционные эффекты и в чистом виде регистрировать все три типа волнJ возникающих при сейсмическом каротаже скважины . Разделение продольной 1 и поверхностной 3 волн при этом происходит на сейсмотрассе в силу разницы в скорост х продольной и поперечной волн. ,These difficulties can be avoided by taking advantage of the difference in the spectral composition of surface waves 2 and 3. A specific feature of these waves is their resolution in the frequency domain. FIG. 2 shows the amplitude spectrum (frequency response module) of the waves recorded in the well; region 4 of the amplitude spectrum corresponds to hydro wave 2 in FIG. one; the amplitude spectrum region 5 corresponds to the longitudinal wave 1 and the surface wave 3 in FIG. 1. Thus, by recording in two different frequency ranges, interference effects can be eliminated and all three types of waves occurring during a seismic well logging can be recorded in pure form. The separation of the longitudinal 1 and surface 3 waves in this case occurs on the seismic track due to the difference in the velocities of the longitudinal and transverse waves. ,

Расчеты, проведенные дл  модели скважины, удовлетвор ющей соотношению bj а, показали, что при любых практически примен емых диаметра скважин и дл  любых скоростей поперечных волн в околоскважинном пространстве нижн   и верхн   границы частотного диапазона гидроволны не превышают соответственно 20 и 500 Гц, а границы частотного диапазона по- верхностной поперечной волны не превышают: нижн   граница 1 кГц, верхн   4 кГц. В св зи с этим дл  разде231774Calculations carried out for a well model that satisfies the ratio bj а showed that for any practically used borehole diameter and for any transverse wave velocities in the near-wellbore space, the lower and upper bounds of the frequency range of the hydraulic wave do not exceed 20 and 500 Hz, respectively, and The range of the surface transverse wave does not exceed: the lower limit of 1 kHz, the upper 4 kHz. In this regard, for section 231774

лени  волн при сейсмическом каротаже можно использовать два частотных диапазона регистрации: первый от 20 до 500 Гц, второй от 1 до 4 кГц. При этом ширина спектра возбуждаемых ко- лебдний должна составл ть не менее 4 кГц. Под шириной спектра при этом понимаетс  полоса частот, в которой содержитс  не менее 90% энергии возбуждаемых колебаний.For laziness of waves during seismic logging, two frequency ranges of recording can be used: the first from 20 to 500 Hz, the second from 1 to 4 kHz. In this case, the width of the spectrum of the excited vibrations should be at least 4 kHz. In this case, the width of the spectrum is understood to be the frequency band in which at least 90% of the energy of the excited oscillations is contained.

При регистрации в диапазоне 1- 4 кГц вьщел етс  поверхностла  поперечна  и продольна  волны, по временам вступлени  которых определ ют- с  скорости bj и аа пород около- скважинного пространства. При регистрации во втором частотном диапазоне вьщел етс  гидроволна и определ ет10Upon registration, in the range of 1–4 kHz, the surface of a transverse and longitudinal wave is selected, the arrival times of which determine, from the velocity bj and aa, the rocks of the near-well space. When registering in the second frequency range, the hydrofiber is selected and determines e10

1515

с  ее скорость V, . Зна  V , Ъ и aj, можно определить и плотность пород р I поскольку скорость а и плотность жвдкости, заполн ющей скважину , обычно хорошо известны.with its velocity v,. By knowing V, b, and aj, one can determine the density of the rocks, p I, since the velocity a and the density of fluid filling the well are usually well known.

Таким образом, предлагаемый спо- соб позвол ет определить не только скорости поперечных и продольных волн в породахj но также и их плотность . Тем самым полностью решаетс  задача определени  упругих модулей пород при сейсмических исследовани х в скважинах.Thus, the proposed method allows one to determine not only the velocities of transverse and longitudinal waves in rocks, but also their density. Thus, the problem of determining the elastic moduli of rocks during seismic surveys in wells is completely solved.

Использование предлагаемого способа в сравнении с известным обеспечивает повьш1ение точности и эффективности исследований, что достигаетс  за счет того, что скорость поперечных волн определ етс  не расчетным путем с использованием величин, по- лагаемьк априори известными а непосредственно из измерений времени прихода поверхностной волны,распростран ющейс  со скоростью поперечной волны. Кроме того, способ позвол ет определить плотность пород и тем самым дает возможность по -данным сейсмических исследований определ ть упругие константы этих пород.The use of the proposed method in comparison with the known one provides an increase in the accuracy and efficiency of research, which is achieved due to the fact that the velocity of the transverse waves is determined not by calculation using values that are known a priori directly from measurements of the arrival time of the surface wave propagating with shear wave speed. In addition, the method makes it possible to determine the density of rocks, and thus makes it possible, according to seismic data, to determine the elastic constants of these rocks.

a.a.

Составитель H. Журавлева Редактор С, Саенко Техред Н.Бонкапй Корректоре. Compiled by H. Zhuravleva Editor S, Saenko Techred N. Bonkapi Corrector.

Заказ 1709/49 Тираж 728 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССРOrder 1709/49 Circulation 728 Subscription VNIIPI USSR State Committee

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5for inventions and discoveries 113035, Moscow, Zh-35, Raushsk nab., 4/5

Филиал ШШ Патент, г. Ужгород, ул. Проектна , 4Branch ShSh Patent, Uzhgorod, st. Project, 4

Claims (1)

СПОСОБ СЕЙСМИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ В СКВАЖИНАХ, состоящий в измерений времени пробега поверхностных скважинных волн от источника к приемнику, расположенных на фиксированном расстоянии один от другого, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и эффективности исследований, возбуждают волны с частотным составом в диапазоне от 20 Гц до 4 кГц, а регистрацию проводят в двух частотных диапазонах, при этом границы первого частотного диапазона выбирают равными 20 и 500 Гц, а второго - 1 и 4 кГц.METHOD OF SEISMIC RESEARCHES IN WELLS, consisting of measuring the travel time of surface borehole waves from a source to a receiver located at a fixed distance from one another, characterized in that, in order to increase the accuracy and efficiency of studies, waves with a frequency composition in the range from 20 Hz are excited up to 4 kHz, and registration is carried out in two frequency ranges, while the boundaries of the first frequency range are chosen equal to 20 and 500 Hz, and the second - 1 and 4 kHz. фиг. 1FIG. 1
SU843733474A 1984-04-25 1984-04-25 Method of seismic analyzing in wells SU1223177A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU843733474A SU1223177A1 (en) 1984-04-25 1984-04-25 Method of seismic analyzing in wells

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU843733474A SU1223177A1 (en) 1984-04-25 1984-04-25 Method of seismic analyzing in wells

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1223177A1 true SU1223177A1 (en) 1986-04-07

Family

ID=21116204

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU843733474A SU1223177A1 (en) 1984-04-25 1984-04-25 Method of seismic analyzing in wells

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1223177A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009067041A1 (en) * 2007-11-19 2009-05-28 Steklov Mathematical Institute Ras Method and system for evaluating the characteristic properties of two contacting media and of the interface between them based on mixed surface waves propagating along the interface

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Дь ков Д.И., Леонтьев Е.Й., Кузнецов Г.С. Общий курс геофизических исследований скважин. - М.: Недра, 1977, с. 266-281. Крауклис П.В., Перельман А.Л., Рабинович Г.Я. Об одном способе определени скоростей поперечных волн при акустическом каротаже. - Вопросы динамической теории распространени сейсмических волн, вып. XI. - Л., 1971, с. 63-71. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009067041A1 (en) * 2007-11-19 2009-05-28 Steklov Mathematical Institute Ras Method and system for evaluating the characteristic properties of two contacting media and of the interface between them based on mixed surface waves propagating along the interface

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Lang et al. Estimating slowness dispersion from arrays of sonic logging waveforms
US7032707B2 (en) Acoustic isolator downhole applications
CN100349008C (en) Method for carrying out inversion for wave impedance of earthquake wave
GB2111206A (en) Compressional and shear velocity logging method and apparatus
Jensen et al. Shear properties of ocean sediments determined from numerical modelling of Scholte wave data
Tindle et al. Improved ray calculations in shallow water
CA1106957A (en) Seismic delineation of oil and gas reservoirs using borehole geophones
SU1223177A1 (en) Method of seismic analyzing in wells
US5377161A (en) Method of determining travel time in drill string
US4799200A (en) Method of acoustically detecting fractures in a borehole
GB1569582A (en) Seismic delineation of oil and gas reservoirs using borehole geophones
Nilsen et al. Inversion of reflection data
JPH0820438B2 (en) Nondestructive measurement method of physical properties of formation using acoustic wave
RU2093860C1 (en) Method of seismic test of change of capacitive properties and position of productivity contour of oil and gas pool process of its development
SU817627A1 (en) Seismic survey method
CA1114937A (en) Seismic delineation of oil and gas reservoirs using borehole geophones
Brienzo Velocity and attenuation profiles in the Monterey Deep‐Sea Fan
RU2029318C1 (en) Method of seismic prospecting
SU1089530A1 (en) Method of well seismoacoustic location of non-uniformities
SU1330595A2 (en) Method of acoustic measurement of rock elastic constant
SU1104449A1 (en) Method of seismic prospecting
RU1347740C (en) Method of borehole seismic surveying
SU868664A1 (en) Method of determining elastic wave propagation velovity
Mari et al. Tying surface seismic data6
CN102890289B (en) High-precise interval velocity inversion method for earthquake waves