SU361277A1 - Устройство акустического каротажа - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к области промысловой и разведочной геофизики и может быть использовано дл  акустического исследовани  скважин с целью выделени  трещинных коллекторов .

Известно устройство дл  обнаружени  трещин в стволе, осуществл ющее наблюдение и фиксирование дифракции акустических волн на неоднородности, которую представл ет собой трещина. В результате дифракции возникает сложна  интерференци  волн, котора  искажает форму, измен ет амплитуду и частоту принимаемого сигнала. Это аномальные изменени  формы и частоты сигнала свидетельствуют о наличии трещин в стволе скважины .

Устройство, предназначенное дл  обнаружени  трещин, настраиваетс  на регистрацию аномалий амплитуды или частоты сигнала. Такое устройство содержит на входе усилитель сигналов, подключенный к его выходу селектор, каскады дл  измерени  частоты сигнала (преобразующие изменени  частоты сигнала в изменение посто нной составл ющей ), и регистратор с диаграммной лентой. З.аписанна  диаграмма представл ет собой непрерывную кривую, величина отклонени  которой пропорциональна частоте прин того сигнала. Поскольку известные устройства фиксируют абсолютные значени  частоты

прин того сигнала, на подобной диаграмме трудно выделить аномальные отклонени , вызванные только трещинами, из аиомалий, обусловленных изменением литологического

состава пород, пересекаемых скважиной.

Дл  однозначного выделени  местоположени  трещины приходитс  примен ть другие виды каротажа, что увеличивает стоимость геофизических работ. Таким образом, известные устройства не позвол ют уверенно выдел ть трещины.

Предлагаемое устройство позвол ет автоматически и однозначно выдел ть трещины в стволе скваасины благодар  тому, что к выходу каналов измерени  частоты подключено сравнивающее устройство, соединенное через фазовый селектор и линию задержки со схемой совпадений.

На чертеже приведена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит генератор 1, излучатель 2, глубинный прибор 5, приемник 4 первого канала, приемник 5 второго канала, усилитель 6 первого канала, временной селектор

7 первого канала, измеритель частоты 8 первого канала, сравнивающее устройство 9, фазовый селектор 10, усилитель / второго канала , временной селектор 12 второго канала , измеритель частоты 13 второго канала,

мультивибратор 14 положени  стробирующего импульса, мультивибратор 15 ширины стробирующего импульса, линию задержки 16, схему совпадений 17, регистратор 18.

Предлагаемое устройство состоит из глубинного прибора и наземного устройства.

Глубинный прибор 3 имеетдва приемника 5 и 4, разнесенных на равные рассто ни  по обе стороны излучател  2.

Наземное устройство состоит из двух идентичных каналов измерени  частоты, каждый из которых содержит усилитель, селектор и измеритель частоты. Оба канала подключены к сравнивающему устройству 9, выход которого соединен с фазовым селектором 10. Кроме того, наземное устройство содержит генератор синхронизирующих импульсов /, мультивибраторы 14, 15, линию задержки 16, схему совпадени  17 и регистратор 18.

Генератор синхроимпульсов / управл ет схемой возбуждени  излучател  2, генерирующей ультразвуковые импульсы, распростран ющиес  через буровой раствор и породу в противоположные стороны. Ультразвуковые импульсы достигают приемников и 5, которые преобразуют их в электрические колебани , передаваемые на поверхность к усилител м 6, и. Усиленные колебани  поступают одновременно на селекторные каскады (с усилител  6 на селектор 7, с усилител  11 - на селектор 12. Селекторные каскады открываютс  стробирующим импульсом, врем  фор.мировани  и длительность которого онредел ютс  мультивибраторами 14 и 15, срабатывающими от генератора синхроимпульсов /. Мультивибратор 14 определ ет момент отпирани  селекторов, а мультивибратор 15 - продолжительность их открытого состо ни , что позвол ет пропускать к измерител м частоты 8 и 13 интересующий вид колебаний.

С выхода измерителей частоты сигнал подаетс  на сравнивающее устройство 9 (например , дифференциальный усилитель). Напр жение на выходе сравнивающего устройства 9 отлично от нул  только в том случае, если сигнал, поступивщий на приемник 4, отличаетс  по частоте от сигнала, поступающего на приемник 5. В случае равенства частоты сигналов, принимаемых обоими приемниками , напр жение на выходе сравнивающего устройства равно нулю.

С выхода сравнивающего устройства разнопол рные сигналы поступают на фазовый селектор 10, раздел ютс  по двум каналам, в цепь одного из которых включена лини  задержки 16.

Указанные сигналы поступают на схему совпадений 17, на выходе которой сигнал по вл етс  только в случае совпадени  во времени сигналов на ее входе. Сигнал с выхода схемы совпадений проходит на регистра тор 18.

Положение трещины в скважине опреде; л етс  следующим образом.

Когда прибор находитс  над трещиной, то из-за однородности пласта частоты сигналов, поступающих на оба приемника, равны, и, следовательно, сигнал на выходе сравнивающего устройства 9 равен нулю.

При перемещении прибора трещина попадает сначала в пространство между приемником 4 и излучателем 2. Из-за  влени  интерференции частота сигнала, нрин того приемником 4, станет меньще, а частота сигнала, прин того приемником 5, не изменитс . В результате напр жение на выходе сравнивающего каскада 9 будет отличным от нул . При последующем перемещении прибора

трещина попадает в пространство между приемником 5 и излучателем 2. В этом случае так же частоты сигналов, прин тых приемниками , будут различатьс : частота сигнала приемника 5 уменьшитс , а частота сигнала приемника 4 не изменитс . Сигнал на выходе сравнивающего устройства 9 будет отличным от нул , но другой пол рности.

Таким образом, при прохол дении прибора мимо трещины ее присутствие регистрируетс  отклонением, точка перегиба которого соответствует местоположению трещины в скважине. Указанный сигнал трудно использовать дл  автоматического выделени  положени  трещины, так как он тер етс  на фоне

разнопол рных сигналов, характеризующих границы пластов, поэтому он пригоден только дл  визуального контрол . Чтобы автоматизировать процесс выделени  трещин, полученный сигнал обрабатывают с помощью фазового селектора 10, линии задержки 16 и схемы совпадений 17, получа  на записи однопол рные отклонени , относ щиес  только к трещинам.

Фазовый селектор W обеспечивает поканальное разделение сигналов, поступающих со сравнивающего устройства 9. Так как эти сигналы сдвинуты на некоторую величину 4, то, выбрав дл  линии задержки гзад i, можно обеспечить их совпадение во времени.

Совпавшие во времени сигналы дадут на выходе схемы совпадений такой сигнал, который свидетельствует о наличии трещины в стволе скважины. Во всех остальных случа х на выходе схемы совпадени  сигнал отсутствует . Сигнал на выходе схемы совпадений можно использовать дл  визуального контрол  положени  трещин в скважине и дл  автоматического контрол , так как он может управл ть отметчиком глубин, затвором фотоаппарата и другими регистрирующими и сигнальны .ми устройствами.

Предмет изобретени 

Устройство акустического каротажа дл  обнаружени  трещин в скважинах, содержащее глубинный зонд с излучателем и приемниками , наземный пульт, включающий каналы измерени  частоты, отличающеес  тем,

что, с целью повышени  надежности выделени  трещин в скважине, к выходу каналов измерени  частоты подключено сравнивающее

устройство, соединенное через фазовый селектор и линию задержки со схемой совпадений.