SU960697A1 - Method and device for acoustic well-logging - Google Patents

Method and device for acoustic well-logging Download PDF

Info

Publication number
SU960697A1
SU960697A1 SU813289698A SU3289698A SU960697A1 SU 960697 A1 SU960697 A1 SU 960697A1 SU 813289698 A SU813289698 A SU 813289698A SU 3289698 A SU3289698 A SU 3289698A SU 960697 A1 SU960697 A1 SU 960697A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
well
acoustic
wave
frequency
membrane
Prior art date
Application number
SU813289698A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Лев Залманович Цлав
Михаил Борисович Соферштейн
Юрий Григорьевич Пецев
Original Assignee
Волжское отделение института геологии и разработки горючих ископаемых
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 Волжское отделение института геологии и разработки горючих ископаемых filed Critical Волжское отделение института геологии и разработки горючих ископаемых
Priority to SU813289698A priority Critical patent/SU960697A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU960697A1 publication Critical patent/SU960697A1/en

Links

Landscapes

  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)

Description

Изобретение относится к геофизическим исследованиям скважин акустическими методами.The invention relates to geophysical studies of wells by acoustic methods.

Известны способы акустического каротажа на поперечных волнах, при реализации которых для преимущественного возбуждения поперечных волн используют направленное фокусированное излучение ультразвука. 10Known methods for acoustic logging on transverse waves, the implementation of which for the predominant excitation of transverse waves using directional focused radiation of ultrasound. 10

Известен способ акустического каротажа скважин, согласно которому осуществляют одновременно излучение и последующий прием акустических сигналов в нескольких точках, расположенных на равном расстоянии одна от дру- 15 гой по периферии скважины, причем датчики излучения и приема прижимают к стенке скважины и ориентируют вектор смещения по азимуту скважины [1]. „A known method of acoustic logging of wells, according to which simultaneously emit and subsequently receive acoustic signals at several points located at an equal distance from the other along the periphery of the well, the radiation and reception sensors are pressed against the well wall and orient the displacement vector in the azimuth of the well [1]. „

Такой способ позволяет измерить скорость поперечной волны с высокой эффективностью, однако обладает низкой технологичностью ввиду затруднений с непрерывной записью каротажной кривой и поэтому годится лишь для ис- 25 следования отдельных наиболее важных интервалов.This method allows you to measure the shear wave velocity with high efficiency, but it has low adaptability due to difficulties with continuous logging and is therefore suitable only for the study of some of the most important intervals.

Известны также непрерывно управляемые датчики ддя акустического каротажа, реализующие способ каротажа 30 на продольных и поперечных волнах, основанный на том, что наиболее эффективное возбуждение конкретного вида волны происходит при вводе энергии в породу под соответствующим критическим углом, а при падении амплитуды волны подстраивают угол ввода энергии £2).Continuously controlled sensors for acoustic logging are also known that implement the longitudinal and transverse waves logging method 30, based on the fact that the most effective excitation of a particular type of wave occurs when energy is introduced into the rock at an appropriate critical angle, and when the wave amplitude decreases, the angle of energy input is adjusted £ 2).

Известен также способ акустического каротажа’, в котором повышают точность регистрации поперечных волн путем подстройки угла ввода акустических колебаний за счет использования информации, полученной в предыдущем цикле измерений [3].There is also known a method of acoustic logging ’, in which they increase the accuracy of registration of transverse waves by adjusting the angle of input of acoustic vibrations by using the information obtained in the previous measurement cycle [3].

Недостатком известных способов акустического каротажа является техническая трудность создания достаточно сфокусированного пучка акустической энергии в условиях скважины. Поскольку поперечный размер скважины допускает максимальный диаметр излучателя порядка 100 мм, то при таком размере достаточную фокусировку излучения можно осуществить лишь на рабочих частотах порядка сотен килогерц. Однако такие частоты в акустическом каротаже не используются, во-первых, из-за очень большого затухания энергии, во-вторых, из-за крайне низкой глубинности исследования. В . то же время на практически используемых частотах (5-30 кГц) фокусировка энергии встречает большие технические трудности и эффект ее применения невелик. .A disadvantage of the known methods of acoustic logging is the technical difficulty of creating a sufficiently focused beam of acoustic energy in a well. Since the transverse size of the well allows a maximum emitter diameter of about 100 mm, with this size, sufficient focusing of radiation can be achieved only at operating frequencies of the order of hundreds of kilohertz. However, such frequencies are not used in acoustic logging, firstly, because of the very large attenuation of energy, and secondly, because of the extremely low depth of the study. IN . At the same time, at practically used frequencies (5-30 kHz), energy focusing encounters great technical difficulties and the effect of its application is small. .

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности является способ акустического каротажа скважин, основанный на направленном возбуждении в скважине акусти-10 ческих волн и регистрации параметров поперечных волн.Closest to the proposed invention by technical essence is a method of acoustic logging of wells based on the directional excitation of acoustic waves in the well of 10 and recording the parameters of the transverse waves.

В этом способе' реализуется не пространственная, а частотная избирательность при возбуждении конкретного ти-15 па волны по породе. Способ использует тот факт, что наилучшие условия распространения вдо'ль скважины в виде поперечной волны имеет так называемая частота среза (или критическая частота).Для первой мода колебаний эта частота примерно опре. Ч- ’ 1 деляется по формуле £к=—2L , JT R .. где R - радиус скважины, Vg - скорость распространения поперечной волны по породе [4].In this method, frequency spatial selectivity is not realized, but frequency selectivity upon excitation of a specific Ti-15 pa wave over the rock. The method uses the fact that the so-called cutoff frequency (or critical frequency) has the best propagation conditions along the well in the form of a transverse wave. For the first mode of oscillation, this frequency is approximately determined. -- 1 is divided by the formula к k = –2L, JT R .. where R is the radius of the well, Vg is the shear wave propagation velocity over the rock [4].

Недостатком этого способа является ограниченность диаметра скважины^Для практически встречающихся пород кри тическая частота 5-10 кГц. В то же время цилиндрический излучатель с максимальным диаметром 100 мм имеет собственную частоту порядка 15-20 кГц. Для снижения этой частоту применяют- ,_ ся трудоемкие способы демпфирования из- Э лучения, при этом получение частот ниже' 10 кГц (то есть исследование низкоскоростных пород) мало эффективно, а излучаемая мощность за счет демпфирования падает. Кроме того, способ не устраняет продольные волны, а лишь уменьшает амплитуду относительно амплитуд поперечных волн.The disadvantage of this method is the limited diameter of the borehole ^ For practically encountered rocks, the critical frequency is 5-10 kHz. At the same time, a cylindrical emitter with a maximum diameter of 100 mm has a natural frequency of the order of 15-20 kHz. To reduce this primenyayut- frequency _ Xia labor-intensive methods of damping due E radiation, while for frequencies below '10 kHz (ie the study of low-speed rock) not very effective, and the radiated power due to damping down. In addition, the method does not eliminate longitudinal waves, but only reduces the amplitude relative to the amplitudes of the transverse waves.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности является преобразователь акустических сигналов, представляющий собой излучатель электродинамического типа с подвижной мембраной из проводящего материала [5 ].·Closest to the proposed invention in technical essence is an acoustic signal transducer, which is an electrodynamic emitter with a movable membrane of conductive material [5]. ·

Недостатком данного преобразователя является невозможность воэбужде. ния плоских гидроволй.The disadvantage of this converter is the impossibility of self-driving. niya flat hydrowires.

Цель изобретения - повышение точности регистрации динамических и кинематических параметров поперечных волн.The purpose of the invention is to increase the accuracy of registration of dynamic and kinematic parameters of shear waves.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу акустического каротажа, основанному на направлен- 60 ном возбуждении в скважине акустических волн и регистрации параметров поперечных волн, возбуждают в направлении оси скважины плоскую гидроволну с основной частотой, соответствующей 65 резонансной частоте столба жидкбсти йг определяемой выражением .This goal is achieved by the fact that according to the method of acoustic logging based on the directed 60-way excitation of acoustic waves in the well and registration of the parameters of the transverse waves, a plane hydraulic wave is excited in the direction of the axis of the well with a fundamental frequency corresponding to the resonant frequency of the liquid column η defined by the expression.

----- — 1Л R где V* - скорость распространения волн в жидкости, R - радиус скважины при этом способ, осуществляется с помощью устройства, содержащего излучатель электродинамического типа с подвижной мембраной из проводящего материала, систему возбуждения излу-, чателя в виде катушки возбуждения и разрядного конденсатора и приемную систему, причем подвижная мембрана излучателя выполнена в виде круглого 'поршня максимально допустимого для каждой скважины диаметра и расположена перпендикулярно к оси скважины, а разрядный конденсатор имеет ёмкость,^ определяемую выражением | С =——\ где L - индуктивность катушки'возбуждения .----- - 1L R where V * is the velocity of wave propagation in the fluid, R is the well radius in this case, the method is carried out using a device containing an electrodynamic type emitter with a movable membrane of conductive material, an emitter excitation system in the form excitation coils and a discharge capacitor and a receiving system, moreover, the movable radiator membrane is made in the form of a round piston of the maximum diameter for each well and is perpendicular to the axis of the well, and the discharge capacitor has a capacitive st, ^ defined by the expression | C = —— \ where L is the inductance of the excitation coil.

Известно, что гйдроволна распространяется в основном по столбу скважинной жидкости со скоростью несколько меньше скорости звука в жидкости. При частоте близкой к нулю скорость гидроволны соответствует скорости волны Лэмба, а при частоте, стремящейся к бесконечности, скорость гидроволны близка к скорости волны Стоунли на плоской границе жидкого и твердого полупространств. На промежуточных частотах скорость гидроволны диспергирует, причем вид дисперсии определяется в основном скоростью поперечных волн в породе. На этом эффекте основан способ определения скорости поперечной волны по скорости гидроволны. Обычно гидроволна рассматривается как волна-помеха, имеющая по сравнению с полезными волнами очень большую амплитуду.It is known that a hydraulic wave propagates mainly along a column of a well fluid at a speed slightly lower than the speed of sound in the fluid. At a frequency close to zero, the speed of the hydraulic wave corresponds to the speed of the Lamb wave, and at a frequency tending to infinity, the speed of the hydraulic wave is close to the speed of the Stoneley wave on the flat boundary of the liquid and solid half-spaces. At intermediate frequencies, the speed of the hydraulic disperses, and the type of dispersion is determined mainly by the velocity of the transverse waves in the rock. Based on this effect, a method for determining the velocity of a shear wave from the speed of a wave is based. Typically, a hydraulic wave is considered as an interference wave, which has a very large amplitude compared to useful waves.

Данный способ заключается в возбуждении гидроволны с плоским фронтом с целью получения поперечной в'олны по породе. Известно, что плоская волна по столбу жидкости внутри оболочки имеет наинизшую резонансную частоту, определяемую по. формуле VP = ОТ' где v х.- скорость звука в жидкости. ,На этой частоте столб жидкости в наибольшей степени возбуждает колебания оболочки. Из формулы видно, что fp совпадает с fK для Vj * 20, т.е. для примерно средней частоты V5 по разрезу скважины,Таким образом, возбуждая гидроволну с плоским фронтом на частоте fp (которая близка к £ц), получаем наибольший эффект возбуждения поперечной волны по породе.This method consists in the excitation of a wave with a flat front in order to obtain a transverse wave in the rock. It is known that a plane wave along a liquid column inside a shell has the lowest resonance frequency, determined by. formula V P = OT ' where v x is the speed of sound in a liquid. , At this frequency, the liquid column most excites shell vibrations. It can be seen from the formula that f p coincides with f K for Vj * 20, i.e. for an approximately average frequency V5 over the section of the well, thus, exciting a hydro wave with a flat front at a frequency fp (which is close to £ c), we obtain the greatest effect of the excitation of a transverse wave over the rock.

Способ реализуется с. помощью устройства, в котором излучатель акустических сигналов выполнен в виде подвижной мембраны, расположенной в горизонтальной плоскости и перекрываю5 щей поперечное сечение скважины. Для идеального возбуждения плоской гидроволны необходимо, чтобы диаметр мембраны был равен диаметру скважины, фактически же диаметр мембраны ограничен техническими условиями на скважинную аппаратуру, но он должен быть максимально возможным.The method is implemented with. using a device in which the emitter of acoustic signals is made in the form of a movable membrane located in the horizontal plane and overlapping the cross section of the well. For an ideal excitation of a planar hydraulic wave, it is necessary that the diameter of the membrane be equal to the diameter of the well, in fact, the diameter of the membrane is limited by the technical conditions for the downhole equipment, but it should be as possible as possible.

Для обеспечения необходимой основной частоты излучения возбуждение мембраны производят от разряднфго с емкостью С----.To ensure the necessary fundamental radiation frequency, the membrane is excited from a discharge with a capacitance C ----.

показана схема (заботы to 'конденсатораcircuit shown (care to 'capacitor

Claims (5)

Изобретение относитс  к геофй ,зическим исследовани м скважин акустическими методами. Известны способы акустического каротажа на поперечных волнах. При реализации которых дл  преимуществен ного возбуждени  поперечных волн используют направленное фокусированное излучение ультразвука. Известен способ акустического кар тажа сКважин, согласно которому осуществл ют одновременно излучение и последующий прием акустических сигна лов в нескольких точках, расположенных на равном рассто нии одна от дру гой по периферии скважины, причем да чики излучени  и .приема прижимают к стенке скважины и ориентируют вектор смещени  по азимуту скважины 1. Такой способ позвол ет измерить скорость .поперечной волны с высокой эффективностью, однако обладает низкой технологичностью ввиДу затруднений с- непрерывной записью каротажной кривой и поэтому годитс  лишь дл  ис следовани  отдельных наиболее важных интервалов. Известны также непрерывно управл  емые датчики дд  акустического каротажа , реализующие способ каротажа на продольных и поперечных волнах, основанный на том, что наиболее эффективное возбуждение конкретного вида волны происходит при вводе энергии в породу под соответствующим критическим углом, а при падении амплитуды волны подстраивают угол ввода энергии 2. Известен также способ -акустического каротажа , в котором повышают точность регистрации поперечных волн путем подстройки угла ввода акустических колебаний за счет использовани  информации, полученной в предыдущем Ц11кле измерений З. Недостатком известных способов акустического каротажа  вл етй  техническа  трудность создани  достаточно сфокусированного пучка акустической энергии в УСЛОВИЯХ скважины. Поскольку поперечный размер скважины допускает максимальный диаметр излучател  пор дка 100 .мм, то при таком размере достаточную фокусировку излучени  можно осуществить лишь на рабочих частотах пор дка сотен килогерц. Однако такие частоты в акустическом каротаже не используютс , во-первых, из-за очень большого затухани  энергии, во-вторых, из-за крайне низкой глубинности исследовани . В . то же врем  на практически используе мых частотах (5-30 кГц) фокусировка энергии встречает большие технические трудности и эффект ее применени  невелик.. Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности  вл етс  способ акустического каротажа скважин, основанный на направленном возбуждении в скважине акусти ческих волн и регистрации параметров поперечных волн, В этом способе реализуетс  не про странственна , а частотна  избирател ность при возбуждении конкретного ти па волны по породе. Способ использует тот факт, что наилучшие услови  распространени  скважины в виде поперечной волны имеет так называема  частота среза (или критическа  частота).Дл  первой моды колебаний эта частота примерно определ етс  по формуле f,. г-Li, JTR где R - радиус скважины, Vg скорость распространени  поперечной волны по породе 4. Недостатком этого способа  вл етс ограниченность диаметра скважины.Дл  практически встречающихс  пород критическа  частота 5-10 кГц. В то же врем  цилиндрический излучатель с максимальным диаметром 100 мм имеет собственную частоту пор дка 15-20 кГц Дл  снижени  этой частоть примен ютс  трудоемкие способы демпфировани  из лучени , при этом получение частот ниже 10 кГц (то есть исследование низкоскоростных пород) мало эффектив но, а излучаема  мощность за счет демпфировани  падает. JCpoMe того, способ не устран ет продольные волны , а лишь уменьшает амплитуду относительно амплитуд поперечных волн. Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности  вл етс  преобразователь акустических сигналов, представл ющий собой излучатель электродинамического типа с подвижной мембраной из провод щего материала Сз . Недостатком данного преобразовател   вл етс  невозможность возбужде ни  плоских гидроволй. Цель изобретени  - повышение точности регистрации динамических и кинематических параметров поперечных волн. Поставленна  цель достигаетс  тем что согласно способу акустического каротажа, основанному на направленном возбуждении в скважине акустичес ких волн и регистрации параметров по перечных волн, возбуждают в направлении оси скважины плоскзпо гидроволн с основйой частотой, соответствующей резонансной частоте столба жидкбсти йг определ емой выражением fp а , где V,|c - скорость распространени  волн в жидкости, R - радиус скважины при этом способ, осуществл етс  с помс дью устройства, содержащего излучатель электродинамического типа с подвижной мембраной из провод щего материала , систему возбуждени  излу-. чател  в виде катушки возбуждени  и разр дного конденсатора и приемную систему,-причем подвижна  мембрана излучател  выполнена в виде круглого поршн  максимально допустимого дл  каждой скважины диаметра и расположена перпендикул рно к оси сква5:сины, а разр дный конденсатор имеет емкость, определ емую выражением С , где L - индуктивность кaтsmIЙи возбуждени . Известно, что гйдроволна распррстран етс  в основном по столбу скважинной жидкости со скоростью Несколько меньше скорости звука в жидкости. При частоте близкой к нулю скорость гидроволны соответствует скорости волны Лэмба, а при частоте, стрем щейс  к бесконечности, скорость гидроволны близка к скорости волны Стоунли на плоской границе жидкого и твердого полупространств. На промежуточных частотах скорость гидроволны диспергирует, причем вид дисперсии определ етс  в основном скоростью попе речных волн в породе. На этом эффекте основан способ определени  скорости поперечной волны по скорости гидроволны. Обычно гидроволна рассматриваетс  как волна-помеха, имеюща  по сравнению с полезными волнами очень большую амплитуду. Данный способ заключаетс  в возбуждении гидроволны с плоским фронтом с целью получени  поперечной волны по породе. Известно, что плоска  волна по столбу жидкости внутри оболочки имеет наинизшую резонансную частоту, определ емую по, формуле VP гдeVy - скорость звука в жидкости..На этой частоте столб жидкости в наибольшей степени возбуждает колебани  оболочки. Из формулы видно, что fp совпадает с у, дл  Vj 20, т.е.. дл  примерно средней частоты Vs по разрезу сквакины,Таким образом, возбужда  гидроволну с плоским фронтом на частоте fp (котора  близка .к f f;), получаем наибольший эффект возбу щени  поперечной волны по породе. Способ реализуетс  с.помощью уст;ройства , в котором излучатель акустических сигналов выполнен в виде подвижной мембраны, расположенной в горизонтальной плоскости и перекрывающей поперечное .сечение скважины. Дл идеального возбуждени  плоской гидроволны необходимо, чтобы диаметр мембраны был равен диаметру скважин фактически се диаметр мембраны огра ничен техническими услови лли на скв жинную аппаратуру, но он должен быт максимально возможным. Дл  обеспечени  необходимой осно ной частоты излучени  возбуждение мембраны производ т от разр дн9го . конденсатора с емкостью С г . На чертеже показана схема работы устройства. Устройство размещено в двух контейнерах (контейнер излучени  и контейнер приема), соединенных-базовым шланговым.кабелем 1 , и расположено в буровом растворе 2, заполн ющем скважину 3, на каротажном кабеле 4. Фиксаци положени  устройства относительно стенок скважины 3 производи с  с помощью резиновых центрирующих стержней 5. В корпусе излучател  6 помещаетс  излучающа  мембрана 7 с отверстием в середине дл  пропуска базового шлангового кабел  1. Внешний диаметр мембраны 7 выбран максимально допустимым дл  данного диамет ра скважины. Между корпусом излучател  6 и мембраной 7 расположены резиновые уплотн ющие кольца 8,предназначенные дл  обеспечени  герметичности устройства. Нижн   излучающа  поверхность мембраны контактирует с буррвьм растворе, а сверху над мембраной расположена кольцева  катушка 9 возбуждени . В приемном контейнере расположен приемни 10 акустического сигнала, выпблнен.ный в виде сферы из пьезокерамики, и приемный .усилитель 11, а в контей нере излучени  расположен генератор 12. Устройство работает следующим об разом. . Генератор 12 акустического сигна ла разр жает накопительный конденсатор с емкостью С на катушку 9 воз буждени  и создаваемое ею электриче кое поле отбрасывает мембрану 7,что приводит к излучению акустического сигнала в буровой раствор 2. Акусти . ческий сигнал, прошедший по стволу скважины, принимаетс  приемником 10 расположенным на рассто нии от излу чаюцей мембраны, зафиксированном с помощью базового шлангового кабел  Затем прин тый сигнал усиливаетс  усилителем 11 и по каротажному кабе лю 4 подаетс  на повёрхность . Предлагаемый способ акустического каротажа и устройство дл  его осуществлени  дают преимущественное возбуждение поперечной волны по породе по сравнению с продольной, за счет чего увеличиваетс  точность измерени  кинематических и динамических параметров поперечных волн. Формула изобретени  1.Способ акустического каротажа, основанный на направленном возбуждении в скважине акустических волн и регистрации параметров поперечных волн, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности регистрации динамических и кинематических параметров поперечных волн, возбужда{рт в направлении оси скважины плоскую гидроволну с основной частотой, соответствующей резонансной частоте столба жидкости и определ емой выражением f - . где : . Р 21FR . V. - скорость распространени  волн в жидкости, R - радиус скважины. 2.Устройство дл  ос тцествлени  способа по П.1, содержащее излучатель электродинамического типа с подвижной мембраной из провод щего материала , систему возбуждени  излучател}| в виде катушки возбуждени  и разр д- ного конденсатора и приемную систему,. отл и ч а ю ще ее   тем, что, подвижна  мембрана излучател  выполнена в виде, круглого порин  максимально допустимого дл  каждой скважины диаметра и расположена перпендикул рно к оси скважины, а разр дный конденсатор имеет емкость,определ емую по.формуле f р 4ТП1 где L - индуктивность катушки возбуждени . Источники информации, рин тые, во: внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 721791, кл. G 01 V 1/40,. 1977. The invention relates to geophysical, well surveying by acoustic methods. Known methods of acoustic logging on the transverse waves. If they are realized, for the preferential excitation of transverse waves, directional focused radiation of ultrasound is used. There is a known method of acoustic well logging, according to which radiation and subsequent reception of acoustic signals at several points at an equal distance from one another on the periphery of the well are carried out simultaneously, and the sensors of radiation and reception are pressed to the well wall and orient the vector azimuth displacement of the well 1. This method allows to measure the speed of the transverse wave with high efficiency, however, it has low adaptability due to difficulties with the continuous recording of the logging curve This is why it is only suitable for studying individual, most important intervals. Continuously controlled acoustic logging dd sensors are also known, which implement the longitudinal and transverse wave logging methods, based on the fact that the most effective excitation of a particular wave type occurs when energy is introduced into the rock at an appropriate critical angle, and when the wave amplitude decreases, the angle of energy input is adjusted 2. Also known is the method of acoustic acoustic logging, in which the accuracy of recording transverse waves is improved by adjusting the angle of input of acoustic oscillations by using the information obtained in the previous measurement measurements of Z. A disadvantage of the known methods of acoustic logging is the technical difficulty of creating a sufficiently focused beam of acoustic energy in the well CONDITIONS. Since the transverse size of the well allows the maximum diameter of the radiator to be about 100 mm, then with such a size sufficient radiation focusing can be accomplished only at operating frequencies of the order of hundreds of kilohertz. However, such frequencies in acoustic logging are not used, firstly, because of the very high energy attenuation, and secondly, because of the extremely low depth of exploration. AT . At the same time, at practically used frequencies (5–30 kHz), the focusing of energy encounters great technical difficulties and the effect of its application is small. The closest to the proposed invention in technical essence is the method of acoustic well logging, based on directional excitation in the borehole waves and registration of parameters of transverse waves. In this method, not spatial is realized, but the frequency selectivity when a specific type of rock is excited over a rock. The method uses the fact that the so-called cut-off frequency (or critical frequency) has the best conditions for the propagation of a borehole in the form of a transverse wave. For the first mode of oscillation, this frequency is approximately determined by the formula f ,. r-Li, JTR where R is the well radius, Vg shear wave propagation velocity 4. The disadvantage of this method is the limited well diameter. For practically encountered rocks, the critical frequency is 5-10 kHz. At the same time, a cylindrical emitter with a maximum diameter of 100 mm has its own frequency on the order of 15-20 kHz. To reduce this frequency, laborious radiation damping methods are used, while obtaining frequencies below 10 kHz (i.e., studying low-velocity rocks) is not very effective and the radiated power due to damping drops. JCpoMe additionally, the method does not eliminate longitudinal waves, but only reduces the amplitude relative to the amplitudes of the transverse waves. The closest to the proposed invention in its technical essence is an acoustic signal transducer, which is an electrodynamic-type radiator with a movable membrane of conductive material C3. The disadvantage of this converter is the impossibility of initiating either flat hydrofoils. The purpose of the invention is to improve the accuracy of recording dynamic and kinematic parameters of transverse waves. The goal is achieved according to the method of acoustic logging based on directional excitation of acoustic waves in the borehole and recording of parameters by transverse waves, in the direction of the borehole axis, the plane is driven by hydraulic waves with a base frequency corresponding to the resonant frequency of the liquid column defined by the expression fp a, where V, | c is the velocity of wave propagation in a fluid, R is the well radius, in this case, the method is carried out with the device containing an electrodynamic type radiator with a sub conductive material membrane, the radiation excitation system. The driver is in the form of an excitation coil and a discharge capacitor and a receiving system, whereby the movable membrane of the radiator is made in the form of a circular piston with the maximum diameter allowed for each well and is located perpendicular to the well axis 5: it is blue and the discharge capacitor has a capacitance C where L is the inductance of excitation and excitation. It is known that a microwave is distributed mainly along a column of well fluid at a speed slightly lower than the speed of sound in a fluid. At a frequency close to zero, the speed of a hydrowave corresponds to the speed of a Lamb wave, and at a frequency that tends to infinity, the speed of a hydrown is close to the speed of a Stoneley wave on the flat boundary between liquid and solid half-spaces. At intermediate frequencies, the speed of the hydraulic wave disperses, and the type of dispersion is determined mainly by the speed of transverse waves in the rock. This effect is based on the method of determining the velocity of a transverse wave from the velocity of a hydraulic wave. Usually, a hydrowave is considered as a wave-disturbance, which has a very large amplitude compared to useful waves. This method consists in exciting a plane-front hydrowa in order to produce a shear wave over the rock. It is known that a plane wave along the liquid column inside the shell has the lowest resonant frequency, determined by the formula VP where eVy is the speed of sound in the liquid. At this frequency, the liquid column most excites oscillations of the shell. It can be seen from the formula that fp coincides with y, for Vj 20, i.e. for approximately the average frequency Vs along the squash section. Thus, exciting a wave with a flat front at a frequency fp (which is close to ff;), we get the largest transverse wave excitation effect on the rock. The method is implemented by means of a device, in which the emitter of acoustic signals is made in the form of a movable membrane located in the horizontal plane and overlapping the cross section of the well. In order to ideally excite a flat hydrowave, it is necessary that the diameter of the membrane be equal to the diameter of the wells. In fact, all the diameter of the membrane is limited by technical conditions on the well equipment, but it should be as much as possible. In order to provide the necessary fundamental radiation frequency, the excitation of the membrane is effected from the discharge of the membrane. a capacitor with a capacity of C g. The drawing shows the scheme of operation of the device. The device is housed in two containers (a radiation container and a reception container) connected by a base hose cable 1 and located in the drilling mud 2 filling the well 3 on the wireline 4. The position of the device relative to the walls of the well 3 is fixed using rubber centering rods 5. The radiator membrane 7 is placed in the housing of the radiator 6 with a hole in the middle for the passage of the base hose cable 1. The outer diameter of the membrane 7 is selected as the maximum allowable for the diameter of the well bore. Between the housing of the radiator 6 and the membrane 7 are located rubber sealing rings 8, designed to ensure the tightness of the device. The lower radiating surface of the membrane is in contact with the burr solution, and the ring excitation coil 9 is located above the membrane. In the receiving container, there is a receiver 10 of the acoustic signal, which is discharged in the form of a piezo-ceramic sphere, and a receiving amplifier 11, and a generator 12 is located in the radiation container. The device works as follows. . The acoustic signal generator 12 discharges a storage capacitor with capacitance C onto the excitation coil 9 and the electric field created by it rejects the membrane 7, which leads to the emission of an acoustic signal into the drilling mud 2. Acoustic. The signal passed through the wellbore is received by receiver 10 located at a distance from the membrane radiation fixed by means of a basic hose cable. Then the received signal is amplified by amplifier 11 and is fed to the surface using a logging cable 4. The proposed acoustic logging method and device for its implementation give preferential excitation of a transverse wave over rock compared to a longitudinal one, thereby increasing the accuracy of measuring the kinematic and dynamic parameters of transverse waves. 1. An acoustic logging method based on directional excitation of acoustic waves in a well and recording of transverse wave parameters, characterized in that, in order to increase the accuracy of recording dynamic and kinematic parameters of transverse waves, excite {rt in the direction of the well axis) frequency corresponding to the resonant frequency of the liquid column and defined by the expression f -. where: P 21FR. V. is the wave propagation velocity in the fluid, R is the well radius. 2. A device for the realization of the method according to Claim 1, comprising an electrodynamic type radiator with a movable membrane of a conductive material, an excitation system of the radiator} | in the form of an excitation coil and a discharge capacitor and a receiving system ,. It is excellent in that the movable membrane of the radiator is made in the form of a round porin of the maximum diameter allowed for each well and is perpendicular to the axis of the well, and the discharge capacitor has a capacity determined by the formula f p 4TP1 where L is the inductance of the excitation coil. Sources of information, rintye, in: attention in the examination 1. The author's certificate of the USSR 721791, cl. G 01 V 1/40 ,. 1977. 2.Патент США 3614725, л. 181-5, 1977. 2. US patent 3,614,725, l. 181-5, 1977. 3.(Авторское сввдетельство СССР 656011, кл. G 01 V 1/40, 1976. 3. (Copyright svdededelstvu USSR 656011, CL. G 01 V 1/40, 1976. 4.Авторское свидетельство СССР 553560, кл. G 01 V 1/40, 1975 (прототип). 4. Author's certificate of the USSR 553560, cl. G 01 V 1/40, 1975 (prototype). 5.Авторское свидетельство СССР 438962, кл. С 01 V 1/40, 1973 (прототип).5. USSR author's certificate 438962, cl. From 01 V 1/40, 1973 (prototype).
SU813289698A 1981-03-18 1981-03-18 Method and device for acoustic well-logging SU960697A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU813289698A SU960697A1 (en) 1981-03-18 1981-03-18 Method and device for acoustic well-logging

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU813289698A SU960697A1 (en) 1981-03-18 1981-03-18 Method and device for acoustic well-logging

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU960697A1 true SU960697A1 (en) 1982-09-23

Family

ID=20958590

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU813289698A SU960697A1 (en) 1981-03-18 1981-03-18 Method and device for acoustic well-logging

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU960697A1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5077697A (en) Discrete-frequency multipole sonic logging methods and apparatus
US8446798B2 (en) Marine acoustic vibrator having enhanced low-frequency amplitude
US4649525A (en) Shear wave acoustic logging system
US4774693A (en) Shear wave logging using guided waves
US10364670B1 (en) Azimuthally acoustic imaging logging while drilling (LWD) apparatus
US4953137A (en) Method for determining earth stresses in formations surrounding a cased well
AU2017352106B2 (en) Time-reversed nonlinear acoustic downhole pore pressure measurements
EP0031989A1 (en) Shear wave acoustic well logging tool
US6795373B1 (en) Permanent downhole resonant source
US4834210A (en) Apparatus for generating seismic waves
JP2013508737A (en) Equipment for recording sound measurement during drilling
CA2014502C (en) Borehole acoustic transmitter
SU913303A1 (en) Method and device for acoustic well-logging
US4869349A (en) Flexcompressional acoustic transducer
CN208110059U (en) A kind of stable state exciting s-wave logging system
WO2000055651A1 (en) Method for downhole logging
US4706228A (en) Asymmetrical lateral-force seismic source transducer
SU960697A1 (en) Method and device for acoustic well-logging
US5268537A (en) Broadband resonant wave downhole seismic source
JP2862171B2 (en) Nondestructive method for measuring physical properties of formation using acoustic waves
GB2308190A (en) Acoustic reflection borehole logging apparatus
JP4230110B2 (en) High resolution seismic data collector
US4742495A (en) Acoustic energy transmitter for borehole logging
QIAO et al. Feasibility of Application of Linear Phased Array Acoustic Transmitters to Acoustic Well‐logging
JP4110227B2 (en) Body for measuring wave propagation velocity in borehole and measuring method