авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ  БИБЛИОТЕКА

АВТОРЕФЕРАТЫ КАНДИДАТСКИХ, ДОКТОРСКИХ ДИССЕРТАЦИЙ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:   || 2 |
-- [ Страница 1 ] --

ООО «Нефтегазгеофизика»

МЕТОДИЧЕСКОЕ РУКОВОДСТВО

по применению аппаратуры волнового акустического каротажа

АВАК-11

г. Тверь 2011

МИ 41-17-1404-2011

Предисловие

1 РАЗРАБОТАНО ООО «Нефтегазгеофизика»

Исполнители: Смирнов Н. А., Пивоварова Н. Е.

2 УТВЕРЖДЕНО Генеральным директором ООО «Нефтегазгеофизика»

Хаматдиновым Р. Т.

3 РАЗРАБОТАНО ВПЕРВЫЕ Методическое руководство по применению аппаратуры волнового акустического каротажа АВАК-11. – Тверь, ООО «Нефтегазгеофизика», 2011 г.

Приведено краткое изложение устройства аппаратуры АВАК-11, методики работ на скважине и обработки данных, а также сведения, достаточные для проведения всего цикла измерений: от подготовки скважинного прибора до получения физических характеристик пород.

Руководство рассчитано на инженерный персонал производственных организаций, владеющий знанием основ акустического каротажа.

МИ 41-17-1404- Содержание Введение 1. Общие положения 2. Технические характеристики аппаратуры АВАК-11 3. Базовая проверка аппаратуры (калибровка) 4. Проведение работы на скважине 5. Обработка данных 6. Применение параметров волн для решения геолого-технических задач Заключение Список литературы Приложение 1. Список мнемоник регистрируемых данных (ВК) и измеряемых параметров в открытом стволе Приложение 2. Список мнемоник регистрируемых данных (ВК) и измеряемых параметров в обсаженной скважине МИ 41-17-1404- СОКРАЩЕНИЯ ОСНОВНЫХ ТЕРМИНОВ, ПРИНЯТЫХ В МЕТОДИЧЕСКОМ РУКОВОДСТВЕ АК Акустический каротаж ВК Волновая картина ИМ Излучатель монопольный ИД Излучатель дипольный ВАК Волновой акустический каротаж АВАК Аппаратура волнового акустического каротажа АКЦ Акустическая цементометрия ФКД Фазо-корреляционная диаграмма АЧХ Амплитудно-частотная характеристика АЦП Аналого-цифровой преобразователь КИП Контрольно-интерпретационная партия МИ 41-17-1404- УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ ВЕЛИЧИН, ИСПОЛЬЗОВАННЫЕ В МЕТОДИЧЕСКОМ РУКОВОДСТВЕ Амплитуда упругой волны A Верхняя частота фильтра f Видимая частота полезного сигнала f Волновое число k Время t Время вступления волны tw Групповая скорость упругой волны vгр Декремент затухания Длина волны tsб Интервальное время быстрой поперечной волны tst Интервальное время волны Стоунли tж Интервальное время жидкости (флюида) tsм Интервальное время медленной поперечной волны ts Интервальное время поперечной волны tsрасч Интервальное время поперечной волны расчётное tp Интервальное время продольной волны Интервальное время распространения волны t tск Интервальное время скелета породы Коэффициент затухания упругой волны Коэффициент пористости пород kп Коэффициент Пуассона Коэффициент сдвиговой анизотропии aсд Круговая частота колебаний Модуль объёмного сжатия (модуль объёмной упругости) К Модуль сдвига G Начальная фаза колебаний Нижняя частота фильтра f Объёмная плотность пород Период колебательного процесса T ж Плотность промывочной жидкости Плотность энергии упругой волны E Расстояние между приёмниками упругих колебаний S Скорость волны Рэлея vR Скорость поперечной волны vs Скорость поперечной волны в пласте vsп Скорость продольной волны в пласте vsп Скорость распространения волны, фазовая скорость v Скорость упругой волны в скважинной жидкости vж Угол преломления поперечной головной волны iжs Угол преломления продольной головной волны iжp Фазовая скорость продольной волны Лэмба в пластине vпл МИ 41-17-1404- Фазовая скорость продольной волны Лэмба в стержне vст Частота колебаний f МИ 41-17-1404- Введение Общей тенденцией развития геофизических методов исследования скважин является определение изменчивости (анизотропии) физических свойств горных пород в азимутальном и радиальном направлениях. Для этой цели в последние два десятилетия разработаны методики, основанные на применении аппаратуры сканирования стенки скважины микро- и секционированными зондами.

В акустическом каротаже (АК) одним из вариантов исследования анизотропии прискважинной зоны является волновой акустический каротаж (ВАК) с применением многочастотных измерений параметров упругих волн различного типа. Возбуждение и приём упругих колебаний осуществляется как традиционными монопольными, так и многополюсными преобразователями.

Аппаратура АВАК-11 реализует метод волнового АК и позволяет в полном объёме получить все необходимые характеристики для оценки анизотропии горных пород. В данном методическом руководстве даётся краткое изложение устройства аппаратуры АВАК-11, методики работ на скважине и обработки данных, т. е. содержатся сведения, достаточные для проведения всего цикла измерений: от подготовки скважинного прибора к измерениям до получения физических характеристик пород. Руководство рассчитано на инженерный персонал производственных организаций, владеющий знанием основ акустического каротажа.

Ниже приведены определения некоторых понятий, используемых в настоящем методическом руководстве:

Анизотропия горных пород – различие значений свойств горных пород (например, деформационных) по разным направлениям.

Волновая картина (ВК) – вид регистрации в акустическом каротаже, представляющий собой зависимость амплитуды сигнала от времени.

Регистрируется колебательный процесс, вызванный импульсным источником упругих колебаний (излучателем) в скважине, преобразованный приёмником в электрический сигнал и зарегистрированный аппаратурой АК в форме массива цифровых данных. Волновая картина состоит из набора волновых пакетов.



Длительность ВК – это время от момента излучения до окончания оцифровки.

Волновое число (k) – число волн на отрезке 2: k=2/.

Волновой акустический каротаж (ВАК) – акустический каротаж, основанный на измерении полного акустического сигнала.

Гармоническая волна – бесконечная синусоидальная волна, в которой изменения состояния среды происходят по закону синуса и косинуса и описываются в каждой точке формулой: x=Asin2t/T, где x - изменения колеблющейся величины, A - амплитуда, t - время, T – период.

Гидропроводность – комплексный параметр, характеризующий фильтрационные свойства и продуктивность пласта в скважине.

Групповая скорость упругой волны (vгр) – скорость распространения негармонических волн (акустического импульса, одиночной волны). При МИ 41-17-1404- отсутствии дисперсии скорости групповая скорость равна фазовой. С групповой скоростью происходит перенос энергии волны.

Динамические параметры акустических волн – параметры, зависящие от энергии акустических волн, амплитуд, коэффициента поглощения и т.д.

Длина волны () – расстояние между двумя максимумами или минимумами возмущения (между двумя соседними одинаковыми фазами).

Затухание упругой волны – уменьшение амплитуды и интенсивности упругой волны вследствие ее поглощения, расхождения и рассеяния на неоднородностях среды.

Пакет волны – колебательный процесс, обусловленный определённым типом упругих деформаций среды, окружающей скважинный прибор. В первом приближении пакет волны описывается функцией времени:

F t A e sin, t t w, где t – время от момента излучения;

– декремент затухания – показатель уменьшения амплитуды колебаний за один период;

– круговая частота колебаний;

tw – время вступления волны – время от момента излучения до появления пакета волны в волновой картине;

A – константа, величина которой определяется мощностью волны.

Период колебаний – время, за которое совершается один полный цикл колебания: Т=/v, где - длина волны, v – скорость волны.

Поглощение упругой волны – явление необратимого перехода энергии упругой волны в другие виды энергии, в частности, в тепло, вследствие неидеальности упругой среды.

Полупериод – длительность одной фазы колебания.

Поперечная (сдвиговая) волна – упругая волна, в которой движение частиц перпендикулярно направлению распространения волны, а деформация является чистым сдвигом.

Поперечная головная волна – поперечная волна, распространяющаяся (скользящая) в породе вдоль стенки скважины. Угол преломления iжs этой волны на границе жидкость-порода равен второму критическому углу:

vж sin i жs v sп, где vж – скорость упругой волны в скважинной жидкости;

vsп – скорость поперечной волны в пласте Продольная волна – упругая волна, в которой движение частиц параллельно направлению распространения волны, а деформация представляет собой комбинацию всестороннего сжатия (растяжения) и чистого сдвига.

Продольная головная волна – продольная волна, распространяющаяся (скользящая) в породе вдоль стенки скважины. Угол преломления iжp этой волны на границе жидкость-порода равен первому критическому углу:

МИ 41-17-1404- vж sin i жp v pп, где vsп – скорость продольной волны в пласте.

Скорость волны (v)– скорость перемещения в среде упругой волны при условии, что форма ее профиля (фронта) остается неизменной.

Фаза волны – величина, функцией которой является состояние колебательного процесса в каждый момент времени. В уравнении гармонической волны x=A·sin(t+) величина (t+) является фазой, а постоянная начальной фазой. В зарегистрированной волновой картине фазы волн соответствуют положительным или отрицательным значениям массива данных (сжатие или разрежение среды).

Фазо-корреляционная диаграмма (ФКД) – вид регистрации в акустическом каротаже, основанный на корреляции равных фаз (осей синфазности) блока волновых картин.

Фазовая скорость упругой волны (v) – скорость распространения определенной фазы гармонической волны.

Формула зонда – представление в виде формулы схемы взаимного расположения источников и приемных преобразователей физических полей в каротажном зонде.

Фронт волны – поверхность, в любой точке которой в данный момент времени фазы волны одинаковые. Эта поверхность перпендикулярна направлению распространения волны. Для одиночной волны фронтом является передний край, непосредственно граничащий с невозмущенной средой.

Частота колебаний – число периодов в единицу времени: f=1/T.

Энергия упругой волны (E) – средняя кинетическая и потенциальная энергия колебаний частиц среды во времени (добавочная энергия среды, обусловленная распространением упругой волны).

1. Общие положения В отличие от обычного акустического каротажа, волновой акустический каротаж – это метод, оперирующий с параметрами не только продольной волны, но и других упругих волн, распространяющихся в скважине. К этим волнам, прежде всего, относится поперечная волна, в которой колебания среды, окружающей скважину, происходят перпендикулярно направлению распространения волны – так называемые колебания сдвига. Кроме того, вдоль стенки скважины (границы раздела жидкой и твёрдой сред) распространяются поверхностные волны типа волны Рэлея и называющиеся псевдо-рэлеевскими или отраженно-коническими волнами, которые имеют скорость ниже, чем скорость поперечной волны. Их скорость в значительной степени зависит от частоты колебаний (явление частотной дисперсии скорости). Эти волны составляют основную часть волновой картины, регистрируемой при МИ 41-17-1404- акустическом каротаже с использованием монопольных зондов при частоте излучения 10-20 кГц. Среди пакетов псевдо-рэлеевских волн обычно регистрируется пакет низкочастотных, высокоамплитудных колебаний, связанных с волной Стоунли (или Лэмба в российской терминологии). Эта волна в низкочастотном диапазоне (менее 3 кГц) часто называется трубной волной. Её скорость ниже, чем скорость распространения упругих колебаний в скважинной жидкости и зависит от свойств этой жидкости и сдвиговой упругости стенки скважины. Основная доля энергии этой волны распространяется в скважинной жидкости, но поскольку колебаниями захвачен также небольшой слой прискважинной зоны (1-4 см), то эта волна по своим свойствам близка к поверхностным волнам. Её скорость зависит от частоты, но значительно меньше, чем скорость псевдо-рэлеевских волн, а амплитуда зависит от упругих свойств жидкости и породы в прискважинной зоне.

Скорость волны Стоунли в низкочастотном диапазоне имеет функциональную связь со скоростью поперечной волны, поэтому может использоваться для определения последней. Однако, учитывая небольшую глубинность этой волны, рассчитанная скорость поперечной волны будет соответствовать скорости поперечной волны вблизи стенки скважины. Соотношение расчётного и измеренного значений скоростей поперечной волны определяет радиальную анизотропию прискважинной зоны. Обычно радиальная анизотропия прискважинной зоны связана с фильтрационными свойствами пород. Во многих публикациях параметры волны Стоунли связываются с гидропроводностью стенки скважины [1] - [4].

В настоящее время в практике волнового каротажа информативными волнами, т.е. нашедшими практическое применение при решении геолого технических задач, являются три волны:

- продольная волна (Р);

- поперечная волна (S);

- волна Стоунли (St).

Скорости (интервальные времена) этих волн при наличии данных об объёмной плотности пород однозначно определяют все динамические модули упругости породы, т. е. позволяют описать породу как твёрдое упругое тело.

Из-за высокой частотной дисперсии параметры псевдо-рэлеевских волн пока не нашли применение в производственных геофизических исследованиях.

Наиболее часто используемыми модулями являются:

- модуль объёмного сжатия (К) – показатель сопротивляемости породы всестороннему сжатию, измеряется в паскалях (Па), и обычно имеет значение от 10 до 100 ГПа. Величина, обратная К, называется сжимаемостью;

- модуль сдвига (G) – показатель сопротивляемости породы поперечному сдвигу, также измеряется в паскалях и имеет значения, примерно в 2 раза меньше, чем К;

- коэффициент Пуассона (). Величина – показатель пластичности породы, характеризующий изменения поперечных размеров элементарного объёма относительно продольной деформации при возникновении продольного сжатия. Его величина в горных породах изменяется от 0 до 0,5 (практический МИ 41-17-1404- диапазон от 0,1 до 0,4) и зависит от минералогического состава пород.

Наименьшие значения связаны с жёсткими породами, сложенными кварцем или минералами, близкими по упругим свойствам. Наибольшие значения имеют глины или химические осадки типа неметаморфизованных известняков.

Диапазоны изменения коэффициента Пуассона для основных типов осадочных пород приведены в таблице 1.

Таблица Тип породы Диапазон Кварцевый песчаник 0,1 – 0, Доломит 0,23 – 0, Известняк 0,25 – 0, Аргилит, глины 0,3 – 0, До середины 70-х годов ХХ века акустический каротаж основывался на возбуждении и приёме осесимметричных (монопольных) преломленных волн.

Преломленные под углом полного внутреннего отражения головные волны распространяются по породе со скоростями продольной и поперечной волны.

Измерение параметров волн производилось путём выделения их пакетов из общей волновой картины, регистрируемой зондом, содержащим монопольный излучатель и антенну монопольных приёмников. Частота излучения выбиралась от 20 до 10 кГц – компромисс, учитывающий частотную характеристику скважины и частотный спектр волн. Однако обеспечить достаточное разделение волн не удавалось. Точность измерений параметров поперечной волны так же была низкая из-за наличия высокого уровня интерференции в той части волновой картины, где эта волна регистрируется.

Кроме того, в низкоскоростных разрезах, когда скорость поперечной волны vs ниже, чем скорость колебаний в скважинной жидкости (vж), т. е. vsvж, измерение поперечной волны было принципиально невозможно, т. к. она отсутствует в волновой картине. В конце 60-х годов [5] было предложено для измерения параметров распространения поперечной волны использовать зонды с несимметричными (дипольными и квадрупольными) электроакустическими преобразователями, позволяющими производить прямое возбуждение и приём поперечных колебаний в породах, включая низкоскоростные. Принцип работы дипольного излучателя схематично показан на рисунке 1, где также для сравнения изображён принцип работы обычного монопольного излучателя.

Начиная с середины 80-х годов, в практику волнового АК стали прочно входить приборы с зондами, содержащими дипольные преобразователи [6].

Одновременно для возбуждения волны Стоунли начали применяться специальные низкочастотные излучатели.

Таким образом, современные скважинные приборы акустического волнового каротажа содержат набор измерительных зондов, включающий монопольные зонды с разными рабочими частотами и дипольные зонды, как МИ 41-17-1404- правило, с двумя ортогонально ориентированными системами поляризации диполей (кросс-диполи).

Рисунок 1 – Схематичное изображение акустического воздействия на стенку скважины монопольного а) и дипольного б) преобразователя.

С помощью таких приборов удаётся определять не только параметры основных волн, но и распределение упругих свойств пород вокруг скважины (радиальную и азимутальную акустическую анизотропию). Азимутальная анизотропия вызвана особенностями текстуры породы (слоистостью и трещиноватостью) и наличием напряжений под действием горного давления и тектонических подвижек. Значение азимутальной анизотропии, называемая коэффициентом анизотропии, вычисляется по измеренным значениям интервальных времён поляризованной поперечной волны по двум ортогональным направлениям (быстрая и медленная волны).

Одним из типов аппаратуры, в которой применены многочастотные монопольные и кросс-дипольные зонды, является АВАК-11 [7].

2. Технические характеристики аппаратуры АВАК- Аппаратура АВАК-11 предназначена для исследования акустическим методом нефтяных и газовых скважин, с открытым стволом и обсаженных, с целью определения модулей упругости и акустической анизотропии пород.

Аппаратура АВАК-11 обеспечивает регистрацию волновых картин (данных) четырнадцати двухэлементных зондов, попарно составляющих пять измерительных зондов (излучатель-приёмник-приёмник) и два МИ 41-17-1404- вспомогательные зонда (кросс-дипольные), обработку зарегистрированных данных, вычисление параметров волн (интервальных времён, коэффициентов затухания, амплитуд), расчёт модулей упругости и коэффициента анизотропии.

Таким образом, под словом аппаратура подразумевается измерительный комплекс, включающий в себя программно управляемый скважинный прибор, регистратор с программой регистрации данных и программу обработки данных.

Измерение параметров продольной волны осуществляется на двух частотах (20 и 8 кГц), что позволяет, с одной стороны, получить два независимых измерения одних и тех же параметров, но с разной глубинностью, а с другой – выполнить работы методом акустической цементометрии и акустического каротажа через обсадную колонну за одну спуско-подъёмную операцию.

Измерение параметров поперечной волны осуществляется четырежды в высокоскоростных разрезах и дважды в низкоскоростных. Два измерения выполняются с применением монопольных зондов и два измерения с применением дипольных зондов. Все четыре измерения независимые и имеют разную глубинность (обратно пропорциональную частоте колебаний в пакетах волн). Кроме того, дипольные измерения производятся по взаимно перпендикулярным направлениям, позволяя синтезировать волновые картины волн, распространяющихся по направлениям наибольшей и наименьшей скоростей (быстрая и медленная волны), и по их скоростям оценить азимутальную анизотропию пород.

Глубинность исследований с применением продольных и поперечных волн зависит от скоростного строения прискважинной зоны и длин возбуждаемых волн. В случае однородной скоростной среды в прискважинной зоне, глубинность примерно равна половине длины волны = v/f, где v – скорость волны, f – частота колебаний в пакете волны.

Волна Стоунли возбуждается специальным излучателем на низкой частоте (2,5 кГц), что обеспечивает высокое разрешение пакета этой волны в волновой картине и позволяет измеренные параметры напрямую, без поправок за частотную дисперсию, использовать для оценки радиальной акустической анизотропии пород.





В целом аппаратура позволяет выполнить работы методом волнового АК в любых типах разреза, за исключением зон малых скоростей, где интервальные времена продольной волны больше 500 мкс/м, а поперечной волны – больше 800 мкс/м.

Программно-управляемый скважинный прибор в модульном исполнении способен работать в связках с модулями других методов каротажа.

Скважинный прибор АВАК-11 является цифровым, т. е. волновые картины от приёмников зонда оцифровываются в скважинном приборе и передаются на поверхность кодами. Приём команд от наземного оборудования производится в кодировке Манчестер-2 (скорость передачи 22 кбод). Передача данных производится также в кодировке Манчестер-2 со скоростью 100 кбод. Прибор снабжён акселерометрами, данные которых позволяют определить положение осей диполей относительно вектора ускорения свободного падения и совместно МИ 41-17-1404- с данными инклинометрии – пространственное направление анизотропии пород.

Программа регистрации позволяет произвести настройку прибора и записать волновые картины на жёсткий диск регистратора.

Программа обработки данных построена таким образом, чтобы в автоматическом режиме в любых геолого-технических условиях, включая наличие кавернозного ствола скважины, были найдены пакеты волн в волновой картине и определены их параметры.

2.1. Технические характеристики скважинного прибора Скважинный прибор содержит пять измерительных зондов и два вспомогательных (кросс-дипольных) зонда с формулой П20,5П1LИ, где L длина короткого зонда. Три зонда снабжены монопольными приёмниками, общими для всех зондов: ПМ1 и ПМ2, и собственными излучателями: ИМ1 – высокочастотный (ВЧ), ИМ2 – среднечастотный (СЧ), ИМ3 – низкочастотный (НЧ). Четвёртый и пятый зонды содержат идентичные дипольные излучатели ИД1(Х) и ИД2(Y) и две пары дипольных приёмников: ПД1(Х) и ПД2(Х), ПД1(Y) и ПД2(Y), смещённых относительно монопольных вдоль продольной оси прибора на 0,05 м. Дипольные преобразователи (излучатели и приёмники) Х и Y расположены в одном поперечном сечении, а их оси поляризации ортогональны друг другу.

Длины коротких зондов L:

ИМ1ПМ1 - 1,5 м;

ИМ2ПМ1 - 2,0 м;

ИМ3ПМ1 - 2,0 м;

ИД1ПД1 (Х) - 1,7 м;

ИД2ПД1 (Y) - 1,7 м.

Спектр излучаемых частот на уровне 0,5 для излучателей:

ИМ1 (ВЧ) - 10 30 кГц, основная частота 20 кГц;

ИМ2 (СЧ) - 5 12 кГц, основная частота 8 кГц;

ИМ3 (НЧ) - 2 5 кГц, основная частота 2,5 кГц;

ИД4-ИД5 (ДП) - 3 6 кГц, основная частота 4 кГц.

Диапазон рабочих температур - от минус 10 С до 150 С.

Максимальное гидростатическое давление - 100 МПа.

Максимальный диаметр без центраторов - 92 мм.

Масса - не более 135 кг.

Скважинный прибор работает с программно-управляемой каротажной лабораторией, снабжённой регистратором типа КАРАТ, обеспечивающим приём и передачу информации в коде Манчестер-2, трехжильным геофизическим кабелем длиной до 7000 м.

2.2. Состав аппаратуры и её программное обеспечение В состав аппаратуры входят:

- скважинный прибор;

МИ 41-17-1404- - комплект запасных частей и инструмента;

- программное обеспечение регистрации данных для регистратора КАРАТ;

- программное обеспечение обработки данных в составе пакета LogPWin;

- технические описания и инструкции по эксплуатации скважинных приборов и программных средств.

Подробные сведения об аппаратуре и программных средствах приведены в технических описаниях [7], [8].

2.3. Конструкция скважинного прибора Скважинный прибор АВАК-11 (рисунок 2) содержит:

- электронные блоки 1 и 2;

- измерительный зонд;

- верхний и нижний центраторы, закреплённые на охранных кожухах электронных блоков;

- верхний и нижний стыковочные узлы.

Электронные блоки соединены с зондом и стыковочными узлами.

Электронный блок 1 содержит схемы приёмно-передающего тракта, датчик температуры и акселерометры, а электронный блок 2 - схему возбуждения излучателей. Измерительный зонд включает в себя: блок излучателей ИМ1, ИМ2, ИМ3, ИД1, ИД2 и два блока приёмников ПМ1-ПД1, ПМ2-ПД2, разделённые акустическими изоляторами. Монопольные излучатели магнитострикционные, причём ИМ1 выполнен в форме цилиндра, а ИМ2 и ИМ3 – поршневого типа с общей механической частью. Излучающий поршень расположен симметрично вдоль продольной оси зонда и направлен в сторону блоков приёмников.

Дипольные излучатели и все приёмники изготовлены из термостойкой пьезокерамики. Узлы скважинного прибора соединены разрезными гайками.

Стыковочные узлы предназначены для подсоединения модульных приборов других методов каротажа.

2.4. Регистрируемые сигналы и измеряемые параметры В процессе каротажа на жёсткий диск регистратора записываются оцифрованные волновые картины, синхронизированные с моментом излучения.

В файле регистрации они обозначены латинскими буквами WF с индексами. Соответствие двухэлементных зондов и волновых картин приведено в таблице 2.

Параметры волн вычисляются программами обработки данных.

Основными параметрами являются интервальные времена распространения и коэффициенты затухания волн, регистрируемых в первых вступлениях волновых пакетов соответствующих зондов. Это – продольная волна в волновых картинах монопольных зондов (20 и 8 кГц), волна Стоунли в волновых картинах монопольного зонда (2,5 кГц) и поперечная волна в волновых картинах дипольных зондов.

МИ 41-17-1404- В процессе обработки производится вычисление и запись в файл ряда дополнительных параметров, используемых для контроля измерений – времена вступлений и амплитуды волн.

Расчётные параметры – это значения модулей упругости пород, коэффициента анизотропии и др.

МИ 41-17-1404- Стыковочный узел верхний М 55х Электронный блок ПД2 (кросс-диполь) ПМ ПД1 (кросс-диполь) ПМ Зонд ИМ1, 20 кГц ИД1, ИД2 (кросс-диполь), 4 кГц ИМ2, 8 кГц ИМ3, 2.5 кГц Электронный блок М 55х Стыковочный узел нижний Рисунок 2 – Схематичный чертёж общего вида скважинного прибора АВАК- МИ 41-17-1404- Таблица 2 – Соответствие регистрируемых волновых картин зондам прибора и номерам каналов передачи данных Номер канала Зонд Мнемоника волновой картины 1 ИМ1ПМ1 WF 2 ИМ1ПМ2 WF 3 ИМ2ПМ1 WF 4 ИМ2ПМ2 WF 5 ИМ3ПМ1 WF 6 ИМ3ПМ2 WF 7 ИД1(Х)ПД1(Х) WF 8 ИД1(Х)ПД2(Х) WF 9 ИД2(Y)ПД1(Y) WF 10 ИД2(Y)ПД2(Y) WFA 11 ИД1(Х)ПД1(Y) WFB 12 ИД1(Х)ПД2(Y) WFC 13 ИД2(Y)ПД1(Х) WFD 14 ИД2(Y)ПД2(Х) WFE Интервальное время распространения поперечной волны по данным монопольных зондов определяется автоматически при вычислении интервального времени продольной волны, но надо иметь в виду, что этот параметр может определяться с существенными погрешностями в интервалах, где имеет место высокое затухание поперечных колебаний. Коэффициент затухания поперечной волны монопольных зондов является индикационным параметром.

Список регистрируемых данных волновых картин и измеренных параметров в открытом стволе приведен в приложении 1, в обсаженном стволе – в приложении 2.

2.5. Cхема функционирования скважинного прибора Работа прибора основана на раздельном возбуждении информативных продольных (P-волна), поперечных (S-волна) волн и волн Стоунли (St-волна) с обеспечением преимущества их образования в условиях скважины. Зонды последовательно опрашиваются по командам регистратора (производится возбуждение акустического импульса излучателем и приём вызванных им волновых пакетов приёмником) на каждом кванте глубины. Команда, содержащая в закодированном виде номер канала (тип зонда), а также коэффициент усиления приёмно-передающего тракта поступает от наземного регистратора. Коэффициент усиления выбирается из списка при настройке прибора. В списке находится всего восемь коэффициентов усиления, условно обозначенных от «1» до «8». Максимальный коэффициент усиления (условное обозначение – «8») равен 252, остальные уменьшаются в два раза на каждой градации.

МИ 41-17-1404- Программа регистрации содержит описания пяти режимов работы скважинного прибора – по количеству измерительных зондов. В соответствии с этими описаниями формируются команды для управления скважинным прибором и переключаются приёмные каналы регистратора. Для удобства обозначения каждый режим и связанные с ним зонды прибора, каналы передачи волновых картин и цифровые образы волновых картин (данные) имеют общее краткое и наглядное название. Это название определено тембром звука, издаваемого излучателем, а режимы в программе соответственно обозначены следующим образом:

- Зонд «Тенор». Колебания возбуждаются кольцевым излучателем ИМ на основной частоте 20 кГц. Акустические колебания принимаются приёмниками ПМ1 и ПМ2. Этот режим используется для целей акустической цементометрии и измерения параметров продольной волны в условиях открытого ствола.

- Зонд «Баритон». Колебания возбуждаются поршневым излучателем ИМ2 на частоте 8 кГц, приёмники – монопольные. Режим предназначен для измерения параметров продольной волны по породе в обсаженных скважинах и поперечной волны в высокоскоростных разрезах (скорость поперечной волны vs2000 м/с).

- Зонд «Бас». Колебания возбуждаются поршневым излучателем ИМ3 на частоте 2,5 кГц, приёмники – монопольные. Режим предназначен для регистрации волны Стоунли.

- «Диполь (Х)» – диполь ХY;

«Диполь (Y) – диполь YХ». Колебания возбуждаются дипольными излучателями ИД1 или ИД2, соответственно, на частоте 4 кГц - приёмники дипольные ПД(Х) и ПД(Y). Режим предназначен для регистрации поляризованной поперечной волны.

В режиме общего опроса прибора (при проведении каротажа) производится автоматическое последовательное включение всех вышеперечисленных режимов.

Сигналы волновых картин, оцифрованные с дискретностью 5 мкс и закодированные, от скважинного прибора через геофизический кабель поступают на вход регистратора. Пройдя декодирование, волновые картины записываются на жёсткий диск и становятся данными для дальнейшей обработки. На жёсткий диск записывается 512 точек на каждую волновую картину, кроме волновых картин зондов «Бас», сигналы которых регистрируются 768 точками. Отдельной командой опрашиваются датчик температуры и акселерометры. Показания датчика температуры, соответствующие температуре внутри термостата электронного блока 1, отображаются на мониторе регистратора, позволяя избежать перегрева электронной схемы при длительном нахождении прибора в зоне высоких температур. Показания акселерометров соответствуют углу поворота оси поляризации диполей Х относительно вектора ускорения свободного падения.

Они заносятся в файл регистрации как параметр «ROTA» и используются при обработке данных для определения пространственной ориентации азимутальной анизотропии.

МИ 41-17-1404- Программа обработки восстанавливает волновые поля как функцию глубины скважины и производит вычисление параметров волн.

3. Базовая проверка аппаратуры (калибровка) Измерения параметров распространения волн (интервальных времён и коэффициентов затухания) производятся путём вычислений, совершаемых с волновыми картинами, следовательно, параметры зарегистрированных волновых пакетов волновой картины должны соответствовать параметрам самих волн. Это означает, что начало волновой картины совпадает с моментом излучения, оцифровка произведена с достаточной точностью, а пакеты волн однотипных двухэлементных зондов идентичны. Идентичными считаются волновые пакеты, которые отличаются только временем вступления и амплитудами фаз, причём эти отличия обусловлены естественной временной задержкой и затуханием в результате прохождения волны по среде. Основная погрешность измерения интервальных времён и коэффициентов затухания связана с неидентичностью пакетов волн в однотипных каналах. Нарушение идентичности может приводить к искажению результатов измерений. Чтобы обеспечить идентичность волновых пакетов, излучатель измерительного трёхэлементного зонда и связанные с ним каналы приёма-передачи должны иметь стабильные и соответствующие назначению этого зонда амплитудно частотные характеристики (АЧХ). АЧХ излучателя зависит от формы электрического импульса возбуждения, который в свою очередь зависит от величины заряда накопительной ёмкости, т. е. при стабильном напряжении питания скважинного прибора – временем заряда. АЧХ каналов приёма передачи волновых картин определяются АЧХ приёмников и усилителей.

Таким образом, для точного измерения параметров волн необходимо соблюдение следующих условий:

1) отличие АЧХ однотипных каналов от преобразования акустических колебаний в электрические сигналы до оцифровки должно быть не более ±5 % (приёмники должны иметь одинаковые амплитудно-частотные характеристики – отличие не должно превышать ±2 %, а коэффициенты усиления в парах каналов не должны отличаться более чем на ±1 %);

2) программа регистрации в наземном оборудовании должна производить равномерный опрос прибора, при этом излучатели 8 и 2,5 кГц, собранные на одном магнитострикционном сердечнике, перед рабочими запусками должны подвергаться дополнительным («ложным», т.е. без регистрации данных) запускам для перемагничивания магнитостриктора;

3) скважинный прибор не должен отклоняться от оси скважины более чем на 0,125 длины волны (1,0-2,0 см).

При поставке аппаратуры осуществляются все необходимые настройки, а также подбор пар приёмников. После ремонта прибора или регистратора, а также в случае получения некачественной записи на скважине, необходимо проверить скважинный прибор и регистратор. Скважинный прибор и МИ 41-17-1404- регистратор являются неразделимыми составными частями аппаратуры АК, поэтому все проверки должны производиться совместно, т. к. любые отклонения от нормальной работы могут быть вызваны неполадками и в скважинном приборе, и в регистраторе. В регистраторе может быть нарушено описание прибора в программе регистрации или отсутствовать привязка к фазе питающего напряжения. При соблюдении технологии каротажа и исправном регистраторе наиболее вероятной причиной некачественных измерений является нарушение идентичности волновых пакетов в результате разрушения приёмников или нарушений в электронной схеме скважинного прибора.

Проверка готовности аппаратуры к каротажу выполняется путём проведения измерений в среде с известными акустическими характеристиками, в качестве которой может быть либо опорный пласт в эталонной скважине, либо стальная труба камеры высокого давления. Опорным пластом может служить пласт мощностью более трёх метров, представленный песчаником или известняком.

Монопольные зонды могут проверяться в барокамере с толщиной стенки не менее 8 мм. Для проверки дипольных зондов необходимо иметь трубу с толщиной стенки не менее 50 мм, т. к. в тонкостенной трубе сдвиговые колебания практически не возбуждаются. Во избежание ошибок, связанных с согласованием электроакустических преобразователей зонда и окружающей жидкости, все измерения должны производиться при давлении не менее 5 МПа.

3.1. Методика проверки прибора в барокамере Скважинный прибор поместить в барокамеру, имеющую толщину стенки не менее 50 мм и герметичный узел стыковки с приборным окончанием.

Прибор должен быть зацентрирован.

Выбрать коэффициенты усиления для зондов в соответствии с таблицами 5 и 6. При достижении давления в барокамере 20 МПа перейти в режим «РЕГИСТРАЦИЯ» и зарегистрировать данные в интервале 50 м (интервал имитируется имитатором глубин).

Обработать зарегистрированный файл программой LogPWin и вывести твёрдые копии экранов с волновыми картинами и значениями интервального времени и коэффициента затухания для всех пяти зондов, как показано на рисунках 3а-3д. Значения интервального времени и коэффициента затухания показаны в двух первых колонках, соответственно, в колонках 3 и изображены фазокорреляционные диаграммы волновых картин, а сами волновые картины - в двух окнах в правой части рисунка. Первые три фазы сигналов в обоих каналах каждого зонда должны быть идентичны, а значения параметров первых волновых пакетов находиться в пределах, указанных в таблице 3.

После замены приёмников и в случае, если коэффициенты затухания не соответствуют указанным в таблице 3, но отличаются не более чем на 5 дБ/м, необходимо произвести подстройку коэффициентов усиления предварительных усилителей вторых каналов монопольных или дипольных зондов в МИ 41-17-1404- соответствии с [7]. При больших отличиях следует произвести ремонт скважинного прибора.

Таблица 3 – Значения параметров первых трёх фаз сигналов зондов АВАК- Тип зонда Интервальное время, мкс/м Коэффициент затухания, дБ/м «Тенор» 183±3 3± «Баритон» 183±3 4± «Бас» 700±40 2±1, Диполи X, Y 450±30 4± Для точной настройки идентичности приёмных каналов скважинного прибора используются регулировочные резисторы на плате предварительных усилителей. В случае большой наводки от запуска излучателя необходимо произвести симметрирование входов предварительных усилителей подбором нагрузочных резисторов в соответствии с [7].

Рисунок 3а – Представление результатов проверки аппаратуры АВАК-11 в барокамере. Данные зонда «Тенор»

МИ 41-17-1404- Рисунок 3б – Представление результатов проверки аппаратуры АВАК-11 в барокамере. Данные зонда «Баритон»

Рисунок 3в – Представление результатов проверки аппаратуры АВАК-11 в барокамере. Данные зонда «Бас»

МИ 41-17-1404- Рисунок 3г – Представление результатов проверки аппаратуры АВАК-11 в барокамере. Данные зонда «Диполь X»

Рисунок 3д – Представление результатов проверки аппаратуры АВАК-11 в барокамере. Данные зонда «Диполь Y»

МИ 41-17-1404- 4. Проведение работы на скважине Достоверные измерения параметров волн могут быть обеспечены только при использовании регистрирующего оборудования и программного обеспечения, поставляемых вместе со скважинными приборами АВАК-11. При подключении прибора скважинного прибора АВАК-11 к регистраторам других производителей качество измерений не гарантируется.

4.1. Дискретность регистрации данных по глубине, скорость каротажа Дискретность регистрации данных по глубине определяется масштабом исследований, а скорость каротажа – временем полного опроса прибора между двумя соседними квантами глубины. Время полного опроса прибора зависит от скорости передачи данных на поверхность. При использовании основной телеметрии «Манчестер-2» скорость передачи – 100 кбод, время опроса равно примерно 2 с, поэтому при масштабе каротажа 1:200 дискретность регистрации данных - 0,2 м и предельно допустимая скорость каротажа 360 м/ч. Скорость каротажа снижается пропорционально повышению детальности исследований.

При превышении предельно допустимой скорости каротажа возникают пропуски и повторные волновые картины в файле зарегистрированных данных.

Предельно допустимые скорости каротажа в зависимости от шага опроса приведены в таблице 4. Для обеспечения надёжной регистрации данных, без пропусков волновых картин, скорость каротажа должна быть ниже предельно допустимой.

Таблица 4 – Предельно допустимые скорости каротажа в зависимости от шага опроса прибора по глубине Шаг опроса, см Предельная скорость каротажа, м/ч 20 10 5 4.2. Характеристика программного обеспечения регистрации данных Программное обеспечение регистрации данных аппаратуры АВАК-11, функционирующее в составе регистратора КАРАТ, предназначено для выполнения следующих операций:

- обеспечения электропитания прибора;

питание прибора осуществляется переменным напряжением 220 В, частотой 50 Гц от изолированной от промышленной сети обмотки трансформатора. Подключение потребителей с переменной нагрузкой (сварочных аппаратов или устройств с тиристорными приводами) к рабочей фазе сети не допускается;

МИ 41-17-1404- - проверки оператором работоспособности прибора путём переключения зондов и коэффициентов усиления приёмно-передающего тракта;

- выбора коэффициентов усиления приёмно-передающего тракта для каждого измерительного зонда в режиме «НАСТРОЙКА» и последующего их автоматического применения в режиме «РЕГИСТРАЦИЯ». Выбор производит оператор из списка в сплывающем меню;

- автоматического последовательного опроса скважинного прибора по меткам глубины в процессе регистрации данных. Опрос осуществляется командами в коде Манчестер-2;

- просмотра принимаемых волновых картин в форме фазо корреляционных диаграмм (ФКД) и волновых картин (ВК) для контроля процессов спуска прибора в скважину и регистрации данных;

- записи цифровых образов волновых картин (данных) на жёсткий диск регистратора с целью их хранения, переноса на другие компьютеры и обработки.

Описание программного обеспечения (DOS-версия и Windows-версия) поставляется с технической документацией на регистратор.

4.3. Порядок работы Качество зарегистрированных данных в значительной мере зависит от состояния линии связи скважинного прибора с регистратором (геофизического кабеля и коллектора лебёдки подъёмника). Коллектор при вращении не должен создавать шумов переменного контакта. Рабочие жилы кабеля (1 и 2) должны иметь одинаковое омическое сопротивление (разница не более 0,2 Ом) и не иметь утечек (сопротивление изоляции не менее 20 МОм).

Работа скважинного прибора должна осуществляться в следующей последовательности:

1. Соединить прибор с каротажным кабелем, а последний с регистратором, соблюдая соответствие первой и второй жил (сопротивление каждой жилы по отношению к корпусу прибора 500-700 Ом, не считая сопротивления жилы кабеля). В случае нарушения соответствия жил кабеля с номерами клемм регистратора, прибор не будет отвечать на команды, проявляется это отсутствием сигналов и неизменности потребляемого тока. Ток потребления без опроса прибора должен быть 10-20 мА в зависимости от длины кабеля.

2. Включить регистратор, открыть программу регистрации данных АВАК-11», войти в режим «НАСТРОЙКА». При этом должно открыться окно тестирования прибора (рисунок 4).

3. Подать напряжение на скважинный прибор.

4. Настроить канал обмена данными в соответствии с инструкцией по эксплуатации регистратора. Этой процедурой устанавливается приём данных.

МИ 41-17-1404- Рисунок 4 – Вид экрана дисплея в режиме «НАСТРОЙКА». Тест прибора АВАК- 5. Проверить работоспособность генераторной части прибора. Проверка заключается в установлении факта реакции прибора на команды регистратора, а именно: при переключении зондов должны переключаться излучатели, ток потребления при этом возрастает на 50 мА и должны быть слышны щелчки излучателей с характерным тембром, соответствующим названию зонда.

6. Вызвать меню управления коэффициентами усиления каналов скважинного прибора. Установить коэффициенты усиления для зондов в соответствии с таблицей 5.

Таблица 5 – Коэффициенты усиления для зондов прибора АВАК- Тип зонда Коэффициенты усиления скважинного прибора «Тенор» «Баритон» «Бас» Диполи X, Y 7. Убедиться в исправности центраторов. Проверить состояние пульта контроля каротажа ПКК-Э1 и установить начальную глубину при остановке прибора на устье скважины.

МИ 41-17-1404- 8. Спустить прибор в скважину примерно на 200 м ниже уровня промывочной жидкости (до появления устойчивых сигналов от всех зондов) и произвести проверку работоспособности каналов приёма-передачи волновых картин. Проверить переключение коэффициентов усиления приёмо передающего тракта скважинного прибора по изменению величины сигналов волновых картин в пропорции, соответствующей обозначению коэффициента усиления. Вернуть значения коэффициентов усиления в соответствии с таблицей 5. Проверка переключения коэффициентов усиления проводится для того, чтобы убедиться в правильности чтения команд регистратора процессором скважинного прибора. Если все вышеперечисленные проверки пройдены успешно, прибор полностью готов к работе. В противном случае необходим ремонт прибора.

9. Доставить прибор в интервал записи, контролируя движение прибора по изменениям волновых картин зонда «Тенор». Произвести при необходимости подбор коэффициентов усиления в соответствии с конкретными геолого-техническими условиями так, чтобы максимальное значение амплитуд информативных волн (первый пакет) в каждом канале было не менее единиц для 14-ти разрядного аналого-цифрового преобразователя (АЦП), но не выходило за верхний предел АЦП. Эту процедуру рекомендуется выполнять в интервале с номинальным диаметром скважины, представленным плотными породами (песчаники, известняки, плотные эффузивы). Рекомендуемые значения амплитуд сигналов волн для зондов АВАК-11 в указанных породах в единицах АЦП приведены в таблице 6. Измерение амплитуд выполняется по шкале осциллографа на экране дисплея (рисунок 4). Шкала изображена клетками, а цена одной клетки в единицах АЦП указана над экраном. Если сигналы зарегистрированы с более низкими амплитудами, то кроме трудностей, которые могут возникнуть при обработке, будет снижена точность измерения динамических параметров волн. При завышенных значениях амплитуд, достигающих верхнего предела АЦП, динамические параметры будут утеряны.

Таблица 6 – Рекомендуемые значения амплитуд сигналов волн для разных типов зондов АВАК-11 в единицах 14-разрядного АЦП (максимальное значение 8192) Амплитуды сигналов волн в единицах АЦП Тип зонда P S St «Тенор» 1000-2000 х х «Баритон» 300-1000 х х «Бас» х х 2000- Диполи X, Y х 500-2000 х 10. Перейти в режим «РЕГИСТРАЦИЯ». Переход из режима «НАСТРОЙКА» в режим «РЕГИСТРАЦИЯ» производится через основное меню «Регистрация–Основная запись», при этом все параметры настройки МИ 41-17-1404- (коэффициенты усиления каналов) автоматически используются в процессе регистрации.

11. Произвести основную запись, не превышая предельную скорость каротажа. В режиме «РЕГИСТРАЦИЯ» на экране дисплея отображаются фазокорреляционные диаграммы сигналов всех зондов, а на осциллографе – волновые картины одного из зондов по выбору. На экране также отображаются параметры всех настроек (рисунок 5). Вычисление параметров волн в реальном времени не производится, поэтому во время записи контролируется только наличие сигналов и стабильность синхронизации. На ФКД не должно быть пропусков и сбоев в виде скачкообразных смещений фазовых линий.

12. Провести контрольную запись с перекрытием основного замера в интервале не менее 50 м. Контрольную запись можно производить в любом интервале с диаметром ствола скважины, близким к номинальному.

13. Снизив скорость подъёма до минимума, открыть программу LogPWin и конвертировать файл зарегистрированных данных в формат LIS.

14. Запустить программу «Обработка данных АВАК-11», выбрать полученный файл в формате LIS и просмотреть каротажные данные в форме ФКД и ВК с целью предварительной оценки качества и принятия решения о завершении работ с прибором. На ФКД не должно быть пропусков, связанных с отсутствием данных. Допускаются отдельные единичные пропуски, но не более одного на 20 м каротажа.

15. Выйти из режима «РЕГИСТРАЦИЯ», отключить питание скважинного прибора и приступить к подъёму прибора.

16. Поднять скважинный прибор до устья, промыть водой, уложить на мостки.

17. Выполнить обработку зарегистрированных данных. При необходимости передачи материалов Заказчику вывести твёрдую копию обработанных данных.

Примечание. Установка коэффициентов усиления каналов регистратора является единственной операцией настройки, требующей специальных знаний в области волнового АК. Для обеспечения надёжного измерения динамических параметров волн необходимо, чтобы амплитуды их сигналов не были ограничены и в то же время близки к максимальным значениям АЦП. Единственной ошибкой при настройке может быть неправильная идентификация пакетов в волновых картинах. Такую ошибку можно совершить в случае, когда соотношение между амплитудами поперечной и продольной волн достигает нескольких десятков раз, например в ВК зонда «Баритон» в карбонатном разрезе. Чтобы избежать ошибок в определении пакета волны на ВК, следует ориентироваться на времена вступления волн на разных зондах по отношению к их временам на зондах «Тенор», настройка усиления сигналов которого обычно не вызывает затруднений. На рисунке 6 приведены волновые картины зондов «Диполь», «Тенор» и «Баритон». Пакеты продольной (P) и поперечной (S) волн показаны индексами и выделены зелёным и жёлтым цветом соответственно. Время вступления продольной волны зонда «Баритон 1» примерно совпадает со МИ 41-17-1404- временем вступления этой волны на зонде «Тенор 2», а время вступления поперечной волны на зонде «Диполь 1» находится между временами вступления поперечной волны на зондах «Тенор». Амплитуды выделенных пакетов приведены в таблице 6.

Рисунок 5 – Вид экрана дисплея в режиме регистрации данных АВАК-11.

Полный опрос прибора 4.4. Оформление результатов и контроль качества каротажа Результаты каротажа представляются в контрольно-интерпретационную партию КИП в форме файлов зарегистрированных данных.

Предварительная оценка качества измерений проводится непосредственно после каротажа (на скважине) в программе «Обработка данных АВАК-11» пакета LogPWin. Оценка качества измерений проводится по двум критериям: форме зарегистрированных волновых картин и вычисленным значениям параметров волн. Просмотром ВК и ФКД проверяется наличие самой записи по всем каналам и количество сбоев. Сбоев не должно быть более одного на 20 м глубины и допускаются лишь единичные сбои (один сбой на одном кванте глубины). Просмотром волновых картин оцениваются значения МИ 41-17-1404- амплитуд зарегистрированных волн. Амплитуды волн в открытом некавернозном стволе должны быть в пределах, указанных в таблице 6. Если данные зондов «Тенор» регистрируются для оценки качества цементирования, амплитуда второго полупериода сигнала в свободной колонне должна быть порядка 6000-7000 единиц АЦП. Для оценки качества измерений необходимо провести обработку данных всех пяти зондов. Критериями качественного каротажа являются:

- совпадение с погрешностью ±10 мкс/м интервальных времён однотипных зондов, измеренных в основной и повторной записях;

- совпадение интервальных времён продольной волны tp по зондам «Тенор» (DTP1) и «Баритон» (DTP2) с погрешностью ±20 мкс/м;

- интервальные времена поперечной волны ts зондов «Диполь Х»

(DTS4) и «Диполь Y» (DTS5) не должны отличаться друг от друга и от интервального времени ts зонда «Баритон» (DTS2) более чем на 50 мкс/м, если в породах нет аномально высокой анизотропии.

Если выполняются все вышеуказанные условия, то остальные параметры волн автоматически будут вычислены правильно.

5. Обработка данных Вычисление параметров волн производится программами обработки, входящими в программный пакет LogPWin [8]. Программа «Обработка данных АВАК-11» имеет две модификации, предназначенные для обработки данных открытого ствола и обсаженной скважины. Это разделение обусловлено принципом построения LogPWin и небольшими, но существенными различиями в алгоритмах обработки данных АВАК-11, зарегистрированных в вышеназванных скважинных условиях, о чём речь пойдёт ниже. Как составная часть программного пакета программа «Обработка данных АВАК-11»

обеспечена следующими сервисными возможностями:

- конвертирование исходных данных в LIS-формат;

- импортирование данных и геофизических параметров из других файлов форматов LIS и LAS;

- конвертирование вычисленных параметров из LIS-формата в LAS формат;

- ввод и корректировка форматов визуализации данных;

- увязка параметров по глубине;

- устранение единичных сбоев измерений;

- фильтрация (усреднение) измеренных значений параметров;

- проведение расчётов и формирование таблиц заключения;

- вывод результатов обработки на печатающие устройства.

МИ 41-17-1404- Рисунок 6 – Взаимное положение пакетов продольной (P) и поперечной (S) волн зондов «Диполь», «Тенор» и «Баритон». Горизонтальная ось – время от момента излучения, вертикальная – единицы 14-разрядного АЦП.

МИ 41-17-1404- 5.1. Принципиальные особенности определения параметров волн Волна в упругой среде характеризуются частотным спектром, а также кинематическими и динамическими параметрами. Задачей обработки является определение этих параметров волн по зарегистрированным волновым картинам. Эта задача решается неоднозначно в силу наличия частотной дисперсии и влияния скважины на их значения, поэтому принимается ряд допущений, которые следует иметь в виду.

5.1.1. Кинематические параметры Кинематическими параметрами упругих волн являются интервальные времена распространения (скорости) и времена вступления их пакетов.

Интервальные времена объёмных волн (продольной и поперечной) определяются модулями упругости и плотностью пород, окружающих скважину. Они практически не подвержены влиянию упругих свойств промывочной жидкости, слабо зависят от положения прибора в скважине и не подвержены частотной дисперсии (значение параметра в однородной, изотропной среде не зависит от частоты). Интервальные времена P и S-волн, измеряемые монопольными зондами, могут быть скомпенсированы за влияние положения зонда относительно оси скважины и искажений на границах пластов. Интервальные времена S-волны дипольных зондов и St-волны монопольных зондов не компенсируются, т.к. для этого нет теоретической базы. Стабильность интервальных времён объёмных волн является предпосылкой для количественных оценок таких параметров горных пород, как коэффициент пористости, коэффициент Пуассона, коэффициент анизотропии, модули сдвига и объёмного сжатия.

Интервальное время распространения поверхностной волны Стоунли в значительной степени зависит от упругости промывочной жидкости, а также состояния стенки скважины. Наличие глинистой корки и зоны разрушения матрицы породы вблизи стенки скважины могут значительно изменить интервальное время St-волны. Кроме того, скорость волны Стоунли зависит от соотношения длины волны и диаметра скважины, а также жёсткости зонда прибора, поэтому интервальное время волны Стоунли не может служить параметром, однозначно характеризующим породу. Однако, приняв ряд допущений в интервале каротажа (неизменность свойств промывочной жидкости, неизменность частотного спектра пакета волны и стабильность упругих свойств зонда прибора), интервальное время волны Стоунли может быть использовано для оценки радиальной анизотропии пород в прискважинной зоне.

Измерение интервального времени волны производится на основании оценки её времён вступления в сигналах двухэлементных зондов. Важнейшим здесь является вопрос: что в пакете волн следует брать за отсчёт времени вступления? Существует два способа определения этого времени: время вступления характеристических точек в колебаниях (переходов через нуль, экстремумов, превышение заданного порога) и время, соответствующее появлению энергетического максимума. В первом случае производится МИ 41-17-1404- измерение фазовой скорости волны, а во втором – групповой. Соотношение между фазовой и групповой скоростями волны записывается следующим образом:

dv v гр, dk где vгр – групповая скорость волны;

v – фазовая скорость, v = /k;

k – волновое число, k = 2/, – длина волны.

Из этих соотношений следует, что для волн, у которых фазовая скорость не зависит от частоты (нет частотной дисперсии), значения фазовой и групповой скоростей совпадают. Поскольку прибор АВАК предназначен для измерения интервальных времён волн со слабой дисперсией, то в обработке использован фазовый способ измерения для всех волн. Однако надо иметь в виду, что волна Стоунли имеет небольшую дисперсию, приводящую к нарушению подобия фаз в её пакете колебаний, поэтому интервальное время может изменяться в зависимости от выбранной при обработке фазы. Обычно эти различия находятся в пределах 5 %. В волновых картинах дипольных зондов поперечные колебания представлены только тремя первыми фазами, далее вступают изгибные волны, имеющие высокую частотную дисперсию.

5.1.2. Динамические параметры Динамическими параметрами волны являются амплитуды фаз упругих колебаний. Амплитуды фаз по мере удаления от излучателя уменьшаются из-за геометрического расхождения фронта волны, упругого рассеяния на акустических неоднородностях и ослабления, связанного с поглощающими свойствами пород. Мерой поглощающих свойств пород является коэффициент затухания. Именно этот параметр представляет наибольший интерес, т. к. его значение зависит от таких характеристик пород, как литологический состав, тип пористости и характер насыщения. Однако определение значения коэффициента затухания связано с большими трудностями, т. к. он вычисляется через значения амплитуд и является частотнозависимым. Значения амплитуд в свою очередь зависят от функций возбуждения волны излучателем, чувствительности приёмников, диаметра скважины. Амплитуда сигнала на частоте, зарегистрированного на удалении z от излучателя, может быть представлена в следующем виде:

S z, T z A e z, где T(z) – фактор, учитывающий геометрическое расхождение фронта волны и взаимодействие колебаний на границе промывочной жидкости и стенки скважины, считается частотно независимым;

МИ 41-17-1404- A() – начальная амплитуда гармоники на частоте, т.е. параметр, учитывающий значение функции возбуждения волны и чувствительность приёмника;

– коэффициент затухания, = ·t/2Q, где t – интервальное время волны;

Q – частотно независимый параметр затухания.

С учётом допущений, что порода является гомогенной средой, скважина представляет собой идеальный цилиндр, прибор центрирован и приёмники имеют идентичные характеристики чувствительности, коэффициент затухания (в децибелах на метр) вычисляется по формуле:

S1 z, T z 20 lg S 2 z, T z, z 2 z где S1(z, ) и S2(z, ) - амплитуды, измеренные на расстоянии z1 и z2 от излучателя, соответственно.

Далее, принимая отношение T(z1)/T(z2)=const, как масштабный коэффициент, получаем коэффициент затухания, в котором не учитывается частота колебаний волны. Этот коэффициент вычисляется или по отношению амплитуд заранее оговорённых фаз колебаний на выбранной ведущей частоте (метод амплитудных отношений, который используется в акустической цементометрии) или по отношению амплитуды гармоники в спектральном разложении пакета волны (метод спектральных отношений). В программе обработки данных АВАК-11 для вычисления коэффициентов затухания используется отношение амплитуд фаз, предшествующих временам вступлений волн (мнемоники CAT и SAT) и отношение амплитуд максимумов спектральной плотности (SPA). Первый способ более наглядный и меньше подвержен влиянию интерференционных искажений, чем метод спектральных отношений, однако в нём не учитывается частотная зависимость ослабления амплитуд волн.

Поскольку аппаратура АВАК измеряет параметры волн на разных частотах, получаются различные коэффициенты затухания одних и тех же волн.

Чтобы проводить анализ динамических параметров волн, логично ввести поправку за частоту, т.е. в качестве показателя затухания волн рассматривать параметр 10000/Q [9] - [11]. Присвоив этому параметру мнемонику, состоящую из названия параметра, типа волны и типа зонда (например, для продольной волны зонда «Тенор» – QPT), можно получить характеристику затухания для каждой волны, не зависящую от типа зонда. Параметры затухания волн Q*** определяются по формуле:

МИ 41-17-1404- Q*** f t, (1) где Q*** – параметр затухания волны (продольной, поперечной, Стоунли);

t – интервальное время соответствующей волны в мкс/м;

A 20 lg A 1 – значение коэффициента затухания, определённое S традиционным способом отношения амплитуд или способом спектральных отношений в дБ/м;

A1 и A2 – значения амплитуды волны, соответственно по короткому и длинному зонду;

S – расстояние между приёмниками;

f – частота, соответствующая максимуму спектральной плотности, кГц.

Вычисленные таким образом показатели затухания позволяют производить сопоставление измерений поглощающих свойств пород независимо от типа зонда, а различие в их значениях для разных зондов относить к глубинности исследования и соотношению размеров литологических неоднородностей и длины волны. Вычисление показателей затухания волн производятся в калькуляторе программного пакета LogPWin, соответствующие формулы внесены в список записей калькулятора. Различие коэффициента и параметра затухания наглядно видно на рисунке 7, где приведены коэффициенты затухания продольной волны (САТ1 и САТ2), измеренные, соответственно, на частотах FPT и FPB и поэтому различающиеся в 1,5-2,0 раза. В тоже время значения параметров затухания QPT и QPB для тех же измерений в большей части разреза, представленного песчаниками и аргиллитами, практически не различаются, что позволяет в качестве характеристики затухания продольной волны использовать их среднее значение QP.

5.1.3. Коэффициент азимутальной анизотропии Определение азимутальной анизотропии основано на явлении «расщепления» поляризованной поперечной волны [26]. В акустическом каротаже принято рассматривать только два направления поляризации, соответствующие наиболее и наименее скоростному распространению волны вдоль скважины (быстрая и медленная волны). Считается, что медленная волна имеет большую амплитуду и более низкую частоту, чем быстрая волна. Для синтеза волновых картин этих волн из волновых картин дипольных зондов используется процедура вращения поля [27]. Угол между направлением поляризации быстрой волны и плоскостью поляризации диполей «Х» (MROT), определяемый в процедуре вращения, совместно с углом «ROTA» и азимутом скважины позволяет определить направление анизотропии в пространстве. Это направление в частном случае соответствует направлению трещиноватости МИ 41-17-1404- породы. Вычисление угла анизотропии вынесено в калькулятор программного пакета LogPWin.

Рисунок 7 – Различие между коэффициентом САТ и параметром затухания QP продольной волны. Параметр затухания независим от частоты колебаний FP и интервального времени DTP волны 5.2. Характеристика программного обеспечения обработки данных Программы обработки данных волнового акустического каротажа аппаратуры АВАК-11 обеспечивают выполнение следующих основных действий:

- определение интервальных времён и коэффициентов затухания продольной, поперечной и Стоунли волн;

- расчёт компенсированных значений интервальных времен и коэффициентов затухания продольной волны;

- определение интервального времени и коэффициента затухания волны по колонне;

- определение расчётных параметров (коэффициента пористости, коэффициента Пуассона, модулей упругости, коэффициента анизотропии и др.);

- документирование результатов обработки.

Результаты обработки являются конечным этапом всего процесса измерения, представленные в графическом и табличном видах они служат исходными данными для комплексной интерпретации.

МИ 41-17-1404- 5.3. Основные особенности программы обработки данных Программа обработки данных прибора АВАК-11 производит автоматическое определение параметров распространения всех информативных волн на основе свойств их пакетов в волновых картинах зондов. Обработка проводится раздельно для каждого из зондов по алгоритмам, включающим процедуры:

- частотную фильтрацию волновых картин для подавления шумов, наводок и устранения постоянной составляющей, вызванной смещением нуля АЦП;

- поиск пакета волны в волновой картине по признакам, заданным в таблице технических параметров;

- определение интервального времени распространения и коэффициента затухания волны.

Поиск пакета волны в волновой картине является главным принципиальным моментом алгоритма. Пакет волны в волновой картине характеризуются четырьмя признаками:

- величиной и формой амплитуд фаз (нарастание, а затем уменьшение амплитуд);

- периодичностью смены положительных и отрицательных фаз через интервалы времени, определяемые частотным спектром пакета волны;

- интервальным временем распространения фаз волны и соответствием времени вступления интервальному времени и длине зонда;

- идентичностью пакетов однотипных волн у однотипных зондов.

Анализом этих признаков достигается идентификация волновых пакетов.

Признаки задаются в таблице технических параметров обработки на основании анализа волновых картин. Программа позволяет производить повторную обработку выделенных интервалов после замены параметров обработки.

Интервальное время вычисляется как приведённая к одному метру разность времён переходов через нуль задних фронтов фазы на двух каналах однотипных зондов.

Значения времён, по которым вычислено интервальное время, показываются курсорами на волновых картинах и выводятся на планшет в колонках соответствующих ФКД, что позволяет оценивать качество измерений и проводить корректировку параметров обработки.

5.3.1. Проведение обработки данных (открытый ствол) 5.3.1.1. Выбор программы обработки и файла данных Выбор программы обработки производится в разделе основного меню по пути: «Открытый ствол – акустический каротаж – обработка данных АВАК11».

Вид меню выбора программы обработки данных показан на рисунке 8.

После подтверждения выбора программы на экране монитора появляется проводник Windows для поиска и выбора файла данных (рисунок 9).

МИ 41-17-1404- Рисунок 8 – Вид меню выбора программы обработки данных в открытом стволе Рисунок 9 – «Проводник» для поиска и выбора LIS-файла данных 5.3.1.2. Открытие LIS-файла Открытие LIS-файла сопровождается контролем его состава и дополнением расчётными параметрами (со всеми появляющимися предложениями надо соглашаться). После выбора файла открывается окно программы обработки (рисунок 10). Форма окна соответствует стандартному формату LogPWin с особенностями, присущими данной программе. Формат планшета с изображением фазокорреляционных диаграмм 4 и колонок с кривыми расчётных параметров 11 может формироваться пользователем или выбираться из заготовок в открывающемся списке 3, расположенном под панелью управления. В списке 3 содержатся планшеты для каждого трехэлементного зонда («Тенор», «Баритон», «Бас», «Диполь Х», «Диполь У», «Диполь ХУ», МИ 41-17-1404- «Диполь УХ», «Быстрая волна», «Медленная волна»). В остальных открывающихся списках выбираются: тип частотного фильтра 5, ВК зонда 6, тип алгоритма обработки 7.

Рисунок 10 – Вид окна программы обработки данных АВАК. 1 – главное меню, 2 – панель функциональных кнопок, 3 – выбор формата визуализации планшета, 4 – планшет, 5 – выбор фильтра волновой картины, 6 – выбор волновой картины, 7 – выбор алгоритма обработки, 8 – волновые картины, 9 – показание акселерометра, 10 – уровень дискриминации, 11 – колонка вычисленных параметров, 12 – таблица технических параметров обработки.

«ВК зонда 6» содержит список волновых картин всех зондов. Выбранные в списке ВК изображаются на правой стороне окна программы 8, если установлен признак «волновые картины». Волновые картины соответствуют положению прибора на глубине, отмеченной горизонтальным курсором на планшете. Горизонтальный и вертикальный масштабы изображения волновых картин регулируются в окне, появляющемся при двойном нажатии левой клавиши мышки в поле одной из волновых картин.

«Тип полосового частотного фильтра 5» (Гаусса или Баттерворта).

Полоса пропускания фильтра задаётся в таблице «Технические параметры обработки» индивидуально для каждого трехэлементного зонда.

МИ 41-17-1404- Отфильтрованные волновые картины изображаются красным цветом, а исходные синим.

«Тип алгоритма 7», используемого для обработки данных («пакет» или «фаза»).

Программа позволяет получить следующие параметры распространения волн.

1. Два значения интервального времени и коэффициента затухания продольной волны, определённого двумя способами, по данным зондов «Тенор» (DTP1 и CAT1, SPA1), и «Баритон» (DTP2 и CAT2, SPA2), соответственно. Компенсированные значения интервальных времён и коэффициентов затухания продольной волны зондов «Тенор» (DTTC и ATTC) и «Баритон» (DTBC и ATBC).

2. Шесть значений интервального времени и коэффициента затухания поперечной волны по данным зондов «Тенор» (DTS1 и SAT1), «Баритон»

(DTS2 и SAT2), «Диполь Х» (DTS4 и SAT4, SPA4), «Диполь Y» (DTS5 и SAT5, SPA5), «Быстрая волна» (DTS8 и SAT8, SPA8), «Медленная волна» (DTS9 и SAT9, SPA9). Параметры поперечной волны по данным монопольных зондов вычисляются только в интервалах её существования, т.е. когда интервальное время продольной волны tp 350 мкс/м или интервальное время поперечной волны ts 500 мкс/м.

3. Интервальное время (tst ) и коэффициент затухания волны Стоунли по данным зонда «Бас» (DTST и SAST, SPA3).

По измеренным значениям интервальных времён, а также объёмной плотности породы и промывочной жидкости ж вычисляются расчётные параметры:

1. Коэффициент Пуассона (NU). Вычисление коэффициента Пуассона производится по значениям интервальных времён продольной и поперечной волн в любом сочетании.

2. Коэффициент пористости пород kп (PALP). Вычисляется по интервальным временам продольной волны двумя способами с использованием уравнений среднего времени (Вилли) и Реймера-Ханта-Гарднера.

3. Модули объемного сжатия К и сдвига G. Вычисляются при наличии значений интервальных времен продольной, поперечной волны и объёмной плотности пород.

4. Коэффициент сдвиговой анизотропии aсд (ANI). Рассчитывается по значениям интервальных времён быстрой и медленной волн.

5. Расчётное значение интервального времени поперечной волны по значениям интервального времени волны Стоунли, плотности пород и плотности промывочной жидкости ж.

5.3.1.3. Ввод технических параметров обработки и выбор типа фильтра Выбрав волновую картину и соответствующий ей планшет с фазокорреляционной диаграммой (ФКД) и вычисляемыми параметрами, МИ 41-17-1404- прокруткой планшета нужно просмотреть данные и оценить минимальное время прихода волны по короткому зонду и форму волновой картины (ВК) в интервале обработки. Минимальное время оценивается по ФКД и ВК соответствующими курсорами. Форма ВК – это наличие нерегулярных шумов, наводок, интерференционных искажений пакета обрабатываемой волны, видимый период колебаний в пакете волны. Эти данные необходимы для заполнения таблицы технических параметров, а также выбора типа фильтра и алгоритма (способа) обработки. В таблицу «Технические параметры обработки» (рисунок 11) внесены константы, значения которых используются при решении систем неравенств в алгоритмах обработки.

Исходные значения параметров обработки (заданные по умолчанию) внесены в таблицу такими, чтобы они могли удовлетворить типично встречающимся формам ВК. Корректировка значений параметров обработки производится на основе оценок, сделанных при просмотре волновых картин, если указанные по умолчанию значения не подходят для данного файла.

Константы, задаваемые в таблице, относятся к типам волн, а не зондам, поэтому после выбора ВК зонда надо внимательно просмотреть таблицу, особенно это касается продольной и поперечной волн.

Этими константами являются:

- знак экстремума;

- уровень дискриминации;

- минимальное время прихода волны;

- минимальное и максимальное значения полупериода;

- минимально и максимально допустимые значения интервального времени волны;

- нижняя f1 и верхняя f2 частоты фильтра.

Знак экстремума должен соответствовать знаку второй (рабочей) фазы в выделяемом волновом пакете.

Уровень дискриминации задаётся таким, чтобы он в 2 раза превышал шум, но был ниже амплитуды фазы. Уровень дискриминации отмечается цветной горизонтальной полосой 10 (рисунок 10) в окне волновой картины и может оперативно меняться методом перетаскивания с помощью манипулятора «мышь». Обычно уровень дискриминации должен находиться в пределах 20-100 единиц АЦП. Необходимость в корректировке возникает при низких значениях зарегистрированных данных (десятки единиц АЦП) и высоком уровне шумов.

Минимальное и максимальное значения интервального времени волн задаются равными граничным значениям измерительного диапазона. Эти значения равны 140 и 550 мкс/м для головных волн и 250 и 800 мкс/м для поперечной волны дипольных зондов.

Минимальное интервальное время волны Стоунли задаётся не прямо, а параметром «интервальное время промывочной жидкости» и равно 550 мкс/м.

МИ 41-17-1404- Рисунок 11 – Таблица технических параметров обработки данных АВАК- МИ 41-17-1404- Минимальное время прихода волны задаётся на основе оценок времени вступления волны при просмотре данных. Эта константа выполняет функцию блокировки поиска пакета волны. Её значение должно быть меньше времени вступления волны на коротком зонде. При высокой амплитуде шума минимальное время прихода должно как можно меньше отличаться от времени вступления первой фазы ВК.

Минимальное и максимальное значения полупериода служат повышению помехозащищённости алгоритма. Минимальное и максимальное значения полупериода автоматически вычисляются по значениям граничных частот фильтра с двойным запасом, при необходимости могут быть исправлены вручную. Сужение допустимых значений полупериода сигнала производится в случае необходимости противостоять шумам с большими амплитудами, но отличающимся от полезного сигнала видимой частотой.

Нижняя f1 и верхняя f2 частоты фильтра соответствуют граничным частотам полосы пропускания фильтра на уровне 0,7. Они выбираются по видимой частоте полезного сигнала f0 с учётом частотного спектра помех:

f1 0,5f0 и f2 1,5f0. При низких значениях отношения сигнал/шум необходимо, чтобы сигнал был более тщательно отфильтрован, т.е. полосу пропускания фильтра следует сузить, вплоть до (f02) кГц. Частотная фильтрация данных производится в процессе обработки, если выбран фильтр в открывающемся списке «Фильтрация ВК», рисунок 9, позиция 7, при этом исходные данные, содержащиеся в файле, остаются в прежнем виде. Если фильтр не выбран, то обрабатываются исходные данные. Частотная фильтрация не влияет на форму ФКД.

В списке имеется два типа фильтров: фильтр Гаусса и фильтр Баттерворта. Тип фильтра выбирается на основе визуальной оценки соотношения сигнал/помеха в волновых картинах. Первый фильтр имеет меньшую крутизну амплитудно-частотной характеристики (АЧХ), поэтому его следует применять при фильтрации сигнала в узкой полосе, или когда нет больших помех. Крутизна АЧХ фильтра Баттерворта значительно больше и практически не зависит от ширины полосы пропускания – он используется при фильтрации в широком диапазоне частот или при больших амплитудах помех.

5.3.1.4. Выбор типа алгоритма и проведение обработки После заполнения таблицы технических параметров и выбора типа фильтра, выбирается тип алгоритма (способа) обработки и запускается процесс обработки.

Выделение волновых пакетов в волновых картинах и вычисление параметров волн производится по алгоритмам «Фаза» или «Пакет», выбираемым из открывающегося списка 7 (рисунок 10). Алгоритмы отличаются способами нахождения пакета волны. В интервалах с номинальным диаметром скважины и пластов большой мощности различия между устойчивостью работы обоих способов нет. Применение того или иного алгоритма обусловлено формой волновых картин, а также достоинствами и недостатками алгоритмов.

МИ 41-17-1404- Алгоритм «Фаза» реализует принцип автоматического прослеживания фаз волны. Прослеживаются одновременно три фазы, превосходящие по амплитуде уровень дискриминации и имеющие длительность, находящуюся в диапазоне от минимального до максимального значения полупериода.

Достоинством этого способа является устойчивость к интерференционным искажениям в первых вступлениях волновой картины. Недостаток заключается в необходимости поинтервального подбора уровня дискриминации при большом динамическом диапазоне сигнала и высоком уровне шумов.

Следовательно, областью применения этого алгоритма являются участки кавернозного ствола и тонкослоистого разреза с контрастными акустическими границами.

Алгоритм «Пакет» основан на анализе корреляционных полей данных трёхэлементных зондов, поэтому он устойчиво работает, когда формы сигналов на разных каналах подобны. Достоинство этого способа заключается в устойчивой работе в условиях высоких коэффициентов затухания волны и наличия высокого уровня нерегулярных шумов. Недостатком является неустойчивая работа в интервалах, где имеет место интерференция в первых фазах волновой картины, т.е. нарушение подобия сигналов в разных каналах.

Такая ситуация может возникать в кавернозных участках ствола скважины и на границах пластов.

Запуск обработки производится выбором соответствующего пункта «Обработка ВК тип зонда» в разделе «Режим» главного меню. Обработка выполняется автоматически, т. е. последовательно, на каждом кванте глубины производится частотная фильтрация ВК, поиск пакета волны в ВК и вычисление параметров волны.

5.3.1.5. Повторная обработка выделенных интервалов Имеющиеся в программе средства позволяют получить достоверные измерения параметров волн практически в любых геолого-технических условиях. Однако с одними и теми же техническими параметрами обработки или одним алгоритмом часто не удаётся получить качественные результаты по всему разрезу, поэтому в интервалах с большим количеством сбоев необходимо провести повторную обработку данных. Эти интервалы выделяются и повторно обрабатываются после замены или технических параметров, или типа фильтра, или алгоритма обработки. Замена параметров обработки производится на основе оценки причин сбоев, имея в виду вышеприведенные описания алгоритмов и констант таблицы технических параметров. На рисунках 12а и 12б приведён пример устранения сбоев в измерении интервального времени продольной волны в кавернозном стволе скважины путём замены алгоритма обработки данных. Для повышения устойчивости работы программы при наличии шумов и интерференции, т.е. в условиях неблагоприятных для обоих алгоритмов, следует диапазон измерения интервального времени (минимальное и максимальное значения интервального времени) ограничить до конкретных значений в данном интервале геологического разреза, ориентируясь по соседним интервалам.

МИ 41-17-1404- 5.3.1.6. Расчет компенсированных значений параметров продольной волны Пункт «Расчет компенсированных значений параметров продольной волны» раздела «Режим» позволяет рассчитать компенсированные параметры интервального времени и коэффициента затухания продольной волны для зондов «Тенор» (частота 20 кГц) и «Баритон» (частота 8 кГц). Данная процедура устраняет искажения интервального времени и коэффициента затухания продольной волны на резких акустических границах (в кавернах и на границах пластов). Схема компенсации показана на рисунке 13.

Компенсация производится вычислением средних значений параметров головных волн, определённых на базе между приёмниками и на базе между двумя положениями излучателей, соответствующих точкам расположения приёмников. Среднее значение по двум измерениям является компенсированным значением параметра, т. к. имеет место встречная система наблюдений.

Иллюстрация эффекта компенсации интервального времени продольной волны по зонду тенор показана на рисунке 14. Следует обратить внимание на то, что S-образные искажения кривой трёхэлементного зонда (DTP1) отсутствуют на кривой компенсированных значений (DTTC).



Pages:   || 2 |
 

Похожие работы:


 
2013 www.netess.ru - «Бесплатная библиотека авторефератов кандидатских и докторских диссертаций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.