SU1385114A1

SU1385114A1 - Способ геоакустического исследовани скважин в процессе бурени

Info

Publication number: SU1385114A1
Application number: SU843723541A
Authority: SU
Inventors: Борис Борисович Шатров; Олег Серафимович Андреев; Нина Петровна Рудакова; Дмитрий Михайлович Стрыгин
Original assignee: Всесоюзный Научно-Исследовательский Институт Методики И Техники Разведки
Priority date: 1984-04-05
Filing date: 1984-04-05
Publication date: 1988-03-30

Abstract

Изобретение относитс к области геологоразведочных работ и пред- , назначено дл расчленени геологического разреза в процессе бурени Скважин по физико-механическим свойствам горных пород. Целью изобрете- i НИН вл етс повьшение достоверности способа. Дп этого акустические колебани в диапазоне частот от 0,5 до 20 кГц регистрируютс датчиком, расположенным у забо скважины, и подаютс на двухканапьный спектроа- налИзатор, на второй вход которого поступают сигналы с датчика, расположенного в верхней части колонны буро- йых-труб. Сравнение двух спектров обнаруживает акустические колебани , частота которых зависит от физико- механических свойств горных пород, по которым расчлен етс геологический разрез. 3 ил. &amp; (Л

Description

113

Изобретение относитс к геологоразведочным работам и предназначено дл расчленени геологического разреза в процессе бурени скважин по физико-механическим свойствам горных пород.

ЦеЛьго изобретени вл етс повышение достоверности способа.

На фиг. 1 представлено устройство дл реализации способа регистрации частотного спектра в соседней скважине; на фиг,2- то же, в буримой скважине;на фиг.З - спектрограммы акустического пол при бурении уртит-политовь1х по- род,На чертеже обозначены буровой станок 1, породоразрушающий инструмент 2, забойный датчик 3,двухканал-л- ный aiianH3aTop 4 спектора, регистратор 5, наземный датчик 6, усилитель 7, кодирующее устройство 8, забойный передатчик 9, приемное устройство 10, радиопередатчик 11, приемник 12, спектры 13 и 14 колебаний, зарегистрированные забойным и наземным датчиками.

Способ осуществл ют в двух вариантах .,

В первом варианте способ осуществл етс с помощью устройства,пред- ставленного на фиг.1..-При работе бурового станка 1 акустический сигнал, возникающи 1 при взаимодействии поро- доразрушающего инструмента 2 с породой , и помехи от работы буровой сие- темы распростран ютс в межскважин- ном пространстве и принимаютс забойным датчиком, опущенным в ранее пробуренную скважину и перемещаемым синхронно с углублением по1зодораз- рушающего инструмента 2, преобразуютс в электрические сигналы и по кабелю .поступают на двухканаЛьный анализатор 4 спектра. На другой вход анализатора 4 подаетс сигнал акустичес- ких помех, создаваемых буровым станком , бурильной колонной и. другими механизмами, расположенными на поверхности , прим тых и преобразованных в электрические сигналы наземным датчиком 6, установленным на раме бурового станка 1, Разностный спектр фиксируетс регистратором 5.

Во втором варианте способ осуществл етс с помощью устройства, представленного на фиг,2, При работе бурового станка 1 акустический сигнал, возникающий при взаимодействии поро- доразрушающего инструмента 2 с поро-

g s 0 25

30 с 0 г

0

5

142

дои и помехи от работы буровой системы распростран ютс в межскважин- ном пространстве, принимаютс и преобразуютс в электрические сигналы забойным датчиком 3, расположенным в специальном контейнере в бурильных трубах непосредственно над породо- разрушающим инструментом или колонковой трубой. В этом же контейнере размещаютс усилитель 7, кодирующее устройство 8 и забойный передатчик 9, с помощью которых частотный спектр передаетс по бурильной колонне на поверхность. На ведущей трубе,на noBepxHocTfi, устанавливаетс приемное устройство 10, принимающее сигналы , поступающие с забо , и ретранслирующее их с помощью радиопередатчика II на приемник 12, где осуществл етс восстановление исходного сигнала, который подаетс на двух- канальный анализатор 4 спектра. На другой вход анализатора 4 подаетс сигнал акустических.помех, создаваемых буровым станком, бурильной колонной и другими механизмами, расположенными на поверхности, прин тых и преобразованных в электрические сигналы наземным датчиком 6, установленным на раме бурового станка 1. Разностный спектр фиксируетс регистратором .5,

Характеристика разностного частотного спектра упругих колебаний, возникающих при разрушении го.рных пород и руд, зависит от их физико-механических свойств (твердость,упругость, крупность зерен, скорость распространени колебаний и т.п.), минерального состава и не содержит помех, создаваемых буровым станком, бурильной колонной и другими механизмами,расположенными на поверхности. Таким образом, разностный частотный спектр вл етс в.основном функцией минерального состава, а след,овательно, литологии разбуриваемых пород.

Основные типы горных пород при их разбуривании алмазными коронками со скорост ми вращени колонны около 700 об/мин и давлении в 1 т характеризуютс своими информативными частотами (комплексами частот),которые выдел ютс на основании сравнени и сопоставлени спектров от забойного (скважинного) и наземного датчиков.

Дл гнейсов характерны частоты в интервале 8,5 - 9,5 кГц, пегматитовые тела выдел ютс частотами 5 и 10 кГц, уртит-иолитовые пороцы 1 3,0- 14,5 кГц, более в зкие и слабые титовые руда - равномерным спектром с небольшой амплитудой с максимумом на 11 кГц.

Из спектрограмм, приведенных на фиг.З, где представлены спектры колебаний , зарегистрированные скважин- ным и наземным датчиками и характерные дл участков разбуривани рудов- мещающих уртитиолитовых пород, вид- но, что в интервале частот 0,5 - 12 кГц, спектры от обоих датчиков мало отличаютс один от другой, а в интервале 13-15 кГц на спектрограмме от скважинного датчика (спектр 14) фиксируетс четкий максимум. Их разностный спектр характерен дл тех интервалов измерений, где по геологическим данным прослеживаютс разрушенные уртиты и иолиты.

На геологических участках работ . сначала провод т исследовани при бурении 2-3 скважин по одной из представленных на фиг.1 - 2 схем измерений в зависимости от имеющегос оборудовани и аппаратуры,

Затем получают разностные спектры дл каждой точки наблюдений, отбира ют идентичные по интервалам глубин бур щихс скважин ,которые сопоставл ют с геологическими данными по подн тому керну и выдел ют информативные частоте дл каждого типа пород I участка, месторождени . Посце этого

переход т на упрощенную технологию бурени , предусматривающую увеличению объемов бескерновой проходки.Все полученные данные могут быть заложены в пам ть вычислительной машины и накапливатьс там по мере получени нового материала дл сравнени и анализа вновь получаемых экспериментальных данных.

Способ геоакустического исследовани скважин геологического разреза в процессе бурени на рудных место-

рождени х обеспечивает значительную геологическую эффективность за счет более однозначного диагностировани горных пород и руд по сравнению с имеющимис аналогами. Это достигаетс в св зи с сшализом упругих колебаний в широком спектре частот 0,5 - 20 кГц, учетом .и устранением акустических помех, создаваемых буровым станком, .колонной и другими конструкци ми .

Claims

Формула изобретени

Способ геоакустического исследова- ни скважин в процессе бурени , основанный , на регистрации датчиками упругих колебаний, возникающих в горных породах и верхней части колонны буровых труб, и обработке полученных дан ных, о тл ич ающий с тем, что, с целью повышени достоверности исследований, регистрируют упругие колебани датчиком, установленным у забо скважины в диапазоне частот от 0,5 до 20 кГц, производ т спектральный .анализ зарегистрированных колебаний , сопоставл ют спектры колебаний, зарегистрированных у забо и в верхней части колонны буровых труб,вы- дел ют характеристические частоты

горных пород, по распределению которых по глубине скважины определ ют строение геологического разреза.

6

1

гЗ

-4

Фие.

/

i

Фие.г

10 20

W 50 60

W

15

20 F.Kfti

Фиг.З