Динамический акустический каротаж с использованием сигнала обратной связи
Номер патента: 11147
Опубликовано: 27.02.2009
Авторы: Джилкрист Аллен У., Паттерсон Дуглас, Трка Даррил Э., Энгельс Оле Г.
Формула / Реферат
1. Способ сбора акустических данных, отображающих характеристики толщи горных пород, в котором
в ствол скважины, пробуренной в толще горных пород, помещают каротажный прибор, включающий по меньшей мере один передатчик и группу приемников,
приводят в действие по меньшей мере один передатчик и генерируют акустические волны в монопольном режиме,
принимают группой приемников сигналы, генерированные в результате приведения в действие упомянутого передатчика,
анализируют принимаемые сигналы для определения отсутствия вступления поперечной волны и
осуществляют возбуждение дипольного режима по меньшей мере одного передатчика на основе определения отсутствия вступления поперечной волны.
2. Способ по п.1, в котором принимаемые сигналы включают по меньшей мере один сигнал из группы, включающей продольные волны, распространяющиеся через толщу пород, и поперечные волны, распространяющиеся через толщу пород.
3. Способ по п.1, в котором при приведении в действие по меньшей мере одного передатчика осуществляют его работу по меньшей мере в одном режиме из группы, включающей монопольный режим и дипольный режим.
4. Способ по п.1, в котором анализ сигналов дополнительно включает стадию определения меры когерентности упомянутых сигналов.
5. Способ по п.1, в котором при анализе сигналов дополнительно осуществляют преобразование в область t-r.
6. Способ по п.5, в котором при анализе сигналов дополнительно осуществляют определение меры когерентности упомянутых сигналов в области t-r.
7. Способ по п.1, в котором при анализе сигналов осуществляют определение обратной величины скорости продольных волн и при этом дополнительно осуществляют изменение шага квантования по времени принимаемых сигналов.
8. Способ по п.1, в котором при анализе сигналов осуществляют определение уровня шума у принимаемых сигналов и при регулировании работы по меньшей мере одного передатчика осуществляют изменение его рабочей частоты.
9. Способ по п.1, в котором после активирования дипольного режима анализируют полученные сигналы для определения скорости распространения поперечных волн и активируют монопольный режим по меньшей мере одного передатчика при определении, что скорость распространения поперечных волн превосходит заданную пороговую величину.
Текст
011147 Область техники, к которой относится изобретение Настоящее изобретение, в целом, относится к акустическому каротажу скважин с использованием акустического зонда, имеющего по меньшей мере один источник, генерирующий акустические сигналы,и по меньшей мере один акустический приемник для обнаружения акустических сигналов, измененных окружающей толщей горных пород, более точно, к устройству, способу и системе динамического регулирования параметров регистрации данных на основании анализа данных, поступающих в приемник. Предпосылки создания изобретения Акустический каротаж скважин является важным способом определения физических параметров подземных толщ горных пород, окружающих ствол скважины. Путем измерения характеристик, которые присущи акустическим сигналам в конкретных толщах горных пород, окружающих ствол скважины,можно определить физические параметры толщи горных пород, являющиеся показателем запасов нефти и газа и возможной производительности соответствующих формаций. В связи с этим, измерение скорости распространения акустических сигналов стало техническим стандартом при бурении всех новых скважин. Для измерения скорости акустических сигналов, распространяющихся через толщу горных пород,окружающую ствол скважины, традиционно используются приборы акустического каротажа. Стандартные приборы акустического каротажа включают источник акустических сигналов, направляющий акустические сигналы из ствола скважины в толщу горных пород, и один или несколько приемников акустических сигналов, которые обнаруживают акустические сигналы, отражающиеся от горных пород и возвращающиеся в ствол скважины. В качестве передатчиков в источнике акустических сигналов каротажных приборов используются преобразователи различных типов, такие как, например, магниторезистивные, пьезоэлектрические, механические плунжерные и т.п. преобразователи. Скорость распространения акустических сигналов определяют путем измерения времени, необходимого для прохождения акустических сигналов через толщу горных пород от источника акустических сигналов до приемника акустических сигналов, или разности времени между моментами прихода акустических сигналов на два или более приемника акустических сигналов. В каротажных приборах используются приемники акустических сигналов различных типов, такие как, например, магниторезистивные, пьезоэлектрические и т.п. Акустический приемник(-и) служит для обнаружения акустических сигналов, отраженных от толщи горных пород обычно вблизи места расположения каротажного прибора в стволе скважины. Толщи горных пород отличаются в зависимости от глубины залегания. Акустический каротаж позволяет обнаруживать данные отличающихся толщ горных пород на идентифицируемых глубинах в стволе скважины. Толщи горных пород различных типов по-разному отражают, пропускают, поглощают и т.д. акустические сигналы на различных частотах и при различных акустических режимах распространения. Акустические режимы распространения могут представлять собой распространение продольных волн, поперечных волн, волн Стоунли или волн других хорошо известных из уровня техники форм. Нижним частотным ограничением волн Стоунли являются трубные волны. Данные различия используются в акустическом каротаже для определения различных параметров горных пород. В патенте US 5357481, выданном на имя Lester и др., правопреемником которого является правопреемник настоящего изобретения, описан каротажный прибор, направляющий в толщи горных пород вокруг стенок скважины волновые поля поперечных упругих волн и продольных волн. Прибор включает зонд, состоящий из множества сегментов, способных вращаться относительно друг друга вокруг собственной оси. Каждый из двух сегментов имеет отсек, в котором установлен дипольный излучающий преобразователь с гибким стержнем. В каждом из двух дополнительных сегментов находится один или несколько принимающих преобразователей, способных воспринимать стереофонический звук. В соответствующих выделенных сегментах также находятся монопольные излучающие и принимающие преобразователи. Излучающие преобразователи акустически отделены от принимающих преобразователей звукоизолятором. В патенте US 5265067, выданном на имя Chang и др., описана одновременная регистрация каротажных данных во временной области (например, продольных волн) и в частотной области (например, монопольных волн Стоунли и/или дипольных поперечных волн), которые разделяют путем частотной фильтрации. Монопольные данные (волны Стоунли) и дипольные данные (поперечные волны) регистрируют одновременно при помощи дискретного частотного акустического излучения, предпочтительно на отличающихся частотах во избежание интерференции колебаний поперечного типа. В одном из вариантов осуществления используется сочетание дискретного частотного дипольного акустического излучения на низкой частоте (до 5 кГц) для каротажа методом поперечных волн, распространяющихся в толще горных пород, высокочастотного (5-30 кГц) монопольного излучения во временной области с обнаружением первого вступления для каротажа методом продольных волн, распространяющихся в толще горных пород, и дискретного частотного дипольного акустического излучения на низкой частоте (ниже 5 кГц) для каротажа методом волн Стоунли, распространяющихся в стволе скважины. Для передачи результатов каротажа методом продольных волн, поперечных волн и волн Стоунли на поверхность может использоваться небольшая полоса частот, отведенная для радиотелеметрической связи. За счет этого обеспечивается более высокая скорость каротажа, поскольку измерения всех трех видов осуществляют и об-1 011147 рабатывают в режиме реального времени за один спуск-подъем каротажного прибора, и снижается нагрузка на систему радиотелеметрической связи, что позволяет применять прибор, осуществляющий все три вида измерений, в сочетании с другими каротажными приборами. В патенте US 6552962, выданном на имя Varsamis и др., описан дипольный прибор для каротажа в процессе бурения, осуществляющий акустические измерения, в ходе которых контролируют принимаемые сигналы и осуществляют определенную фильтрацию принимаемых сигналов, если фоновый шум превышает заданный пороговый шум. В приведенных выше ссылках не используются преимущества дополнительного увеличения скорости регистрации данных, достижимого за счет разумного выбора параметров исследования, а также возможного повышения качества данных. В настоящем изобретении преодолены данные недостатки и обеспечены дополнительные преимущества, очевидные для специалистов в данной области техники. Краткое изложение сущности изобретения В изобретении предложен способ сбора акустических данных, отображающих характеристики толщи горных пород. В ствол скважины помещают каротажный прибор, имеющий по меньшей мере один передатчик и множество приемников. Чтобы генерировать акустические волны в находящемся в стволе скважины флюиде, толще горных пород и/или стенке ствола скважины, приводят в действие передатчик. Анализируют сигналы, принимаемые групой приемников, и по результатам анализа регулируют работу передатчика. Принимаемые сигналы могут иметь форму продольных волн, распространяющихся через толщу пород, поперечных волн, распространяющихся через толщу пород, и/или волн Стоунли. Передатчик может работать в монопольном режиме, дипольном режиме и/или квадрупольном режиме. Анализ сигналов может осуществляться путем преобразования в область -. В области - может быть определена мера когерентности. Регулирование работы по меньшей мере одного передатчика может включать переключение режимов работы передатчика между монопольным режимом и дипольным режимом. Регулирование работы передатчика может дополнительно включать изменение частоты, на которой он работает. Анализ сигналов может включать определение обратной скорости продольных волн и/или поперечных волн. Шаг квантования по времени принимаемых сигналов и/или длина окна принимаемого сигнала может меняться. Частота работы может меняться в зависимости от результатов измерения уровня шума. В другом варианте осуществления изобретения предложено устройство для сбора акустических данных, отображающих характеристики толщи горных пород. Устройство включает каротажный прибор,который помещают в ствол скважины, пробуренной в толще горных пород. Каротажный прибор имеет по меньшей мере один передатчик, генерирующий акустические волны в находящемся в стволе скважины флюиде, толще горных пород и/или стенке ствола скважины. После приведения в действие по меньшей мере одного передатчика один или несколько приемников принимают его сигналы. Процессор анализирует принимаемые сигналы и по результатам анализа регулирует работу по меньшей мере одного передатчика. Передатчик может работать в монопольном режиме, дипольном режиме и/или квадрупольном режиме. Процессор может осуществлять анализ сигналов путем определения меры когерентности сигналов и регулировать работу по меньшей мере одного передатчика путем избирательного переключения передатчика между монопольным режимом и дипольным режимом. Процессор может также изменять частоту, на которой работает передатчик. Далее, процессор может осуществлять анализ сигналов путем определения обратной скорости продольных волн и/или поперечных волн и может изменять шаг квантования по времени принимаемых сигналов. В качестве альтернативы процессор может изменять длину окна принимаемого сигнала. Процессор может изменять частоту работы передатчика в зависимости от уровня шума принимаемых сигналов. Устройство может включать кабель для доставки каротажного прибора в ствол скважины. В другом варианте осуществления изобретения предложен машиночитаемый носитель для применения в устройстве сбора акустических данных, отображающих характеристики толщи горных пород. Устройство включает каротажный прибор, который имеет по меньшей мере один передатчик, генерирующий акустические волны в находящемся в стволе скважины флюиде, толще горных пород и/или стенке ствола скважины. Устройство также включает группу приемников, принимающих сигналы в результате приведения в действие по меньшей мере одного передатчика. Носитель включает команды, позволяющие осуществлять анализ принимаемых сигналов и по результатам анализа регулировать работу передатчика. Носитель может представлять собой ПЗУ (ROM), СППЗУ (EPROM), ЭППЗУ (EAROM),флэш-память и/или оптический диск. Краткое описание чертежей Признаки, которые, как предполагается, характеризуют новизну изобретения как с точки зрения конструкции, так и способов осуществления, а также его задач и преимуществ, будут более понятны из нижеследующего подробного описания со ссылкой на прилагаемые чертежи, которые лишь в качестве примера иллюстрируют изобретение и на которых показано: на фиг. 1 а - схематическое представление спускаемой на кабеле каротажной системы, в которой используется предложенное в настоящем изобретении устройство акустического каротажа,на фиг. 1 б-1 ж - схематическая иллюстрация элементов передатчика в виде азимутально ориентиро-2 011147 ванных сегментов,на фиг. 2 - блок-схема операций варианта осуществления, обеспечивающего повышение скорости каротажа методом акустического каротажа на продольных и поперечных волнах,на фиг. 3 - поглощение высокочастотных волн насыщенным газом пластом,на фиг. 4 - блок-схема операций варианта осуществления каротажа в насыщенных газом пластах,на фиг. 4 б - пример окна акустических данных у множества приемников,на фиг. 5 - бок-схема операций адаптивного регулирования частоты передатчика в процессе каротажа, требующего анализа волн Стоунли,на фиг. 6 - блок-схема операций адаптивного изменения шага квантования по времени,на фиг. 7 - блок-схема операций адаптивного изменения длины окна регистрации данных и на фиг. 8 - бок-схема операций адаптивного изменения частоты передаваемых сигналов по результатам анализа принимаемых сигналов. Подробное описание изобретения Несмотря на то, что изобретение описано применительно к каротажной системе на кабеле, предложенные в настоящем изобретении способы в равной мере применимы к системам измерения в процессе бурения и системам на гибких трубах. При помощи простых усовершенствований конструктивных средств специалист, обладающий обычными знаниями в данной области техники, сможет применить предложенные в настоящем изобретении устройство и способы в системах измерения в процессе бурения, на гибких трубах или иных системах. Рассмотрим фиг. 1 а, на которой схематически проиллюстрирована система акустического каротажа,применимая в предложенном в настоящем изобретении способе. Система включает скважинный каротажный зонд 100, каротажный кабель 108, лебедку 110, систему 112 измерения глубин и наземную систему 114 управления, сбора и обработки данных. Лебедка 110, система 112 измерения глубин и наземная система 114 управления, сбора и обработки данных расположены на поверхности и обычно установлены на автомобильном прицепе (не показан) или на передвижной каротажной станции (не показана). Для специалистов в данной области техники будет ясно, что прямая связь с поверхностью посредством каротажного кабеля 108, показанная с целью иллюстрации, является необязательной для осуществления изобретения. Изобретение с таким же успехом может быть осуществлено без прямой линии передачи данных на поверхность, когда управление осуществляется при помощи системы обработки данных, встроенной в каротажный прибор. В таком случае данные, зарегистрированные системой или при помощи способа согласно настоящему изобретению, могут храниться во встроенной в каротажный прибор памяти для их последующего анализа. Зонд 100 включает электронное оборудование 120, один или несколько передатчиков 122 акустических сигналов и один или несколько приемников 126 акустических сигналов. С целью иллюстрации показаны лишь один передатчик 122 акустических сигналов и один приемник 126 акустических сигналов. Как предполагается авторами изобретения, в системе, способе и устройстве согласно настоящему изобретению могут использоваться один или несколько передатчиков 122 и один или несколько приемников 126, как это следует из описания и формулы изобретения. Передатчик 122 акустических сигналов разнесен в пространстве с приемником 126 акустических сигналов. Зонд 100 помещают в ствол 106 скважины, заполненный флюидом (текучей средой) 102. Зонд 100 подвешивают в стволе 106 скважины на каротажном кабеле 108. Для спуска зонда 100 в ствол 106 скважины и его подъема кабель 108 разматывают с лебедки 110. Кабель 108 также включает электронный кабель 116, соединенный с системой 114 управления, сбора и обработки данных, которая расположена на поверхности. Электронный кабель 116 включает провода передачи сигналов (не показаны). Зонд 100 также имеет процессор 124. По мере спуска зонда 100 в ствол 106 скважины или его подъема, положение зонда 100 в стволе 106 скважины определяют при помощи системы 112 измерения глубин. Система 112 измерения глубин передает системе 114 управления, сбора и обработки данных данные о глубине нахождения зонда 100 в скважине. Если операции управления и обработки частично осуществляются под контролем скважинного процессора 124, информация о глубине также поступает в процессор 124. По мере спуска зонда 100 в ствол 106 скважины или, предпочтительно, его подъема, зонд 100 проходит через различные слои 104 толщи горных пород, обладающие различными геологическими и, следовательно, акустическими характеристиками (не проиллюстрированы). Специалист в области акустического каротажа способен определить упомянутые характеристики толщи горных пород и характеристики флюида в толще горных пород (которые собирательно также именуют "свойствами") по ответным сигналам на генерируемую источником 122 акустических волн акустическую волну (не проиллюстрирована),которые подвергаются изменениям в результате прохождения через толщу 104 горных пород и поступают в приемник 126 акустических сигналов и которые регистрирует и обрабатывает система 114 управления, сбора и обработки данных. На фиг. 1 б показана конфигурация одного из передатчиков 122. Аналогичная конфигурация используется в приемниках. Каждый передатчик включает четыре сегментированных передающих элемента, обозначенных позициями 151 а, 151b, 151 с и 151d. Когда в состоянии возбуждения передатчики поля-3 011147 ризованы, как это показано на фиг. 1 б, в толще горных пород происходит возбуждение квадрупольной волны. Когда в состоянии возбуждения передатчики поляризованы, как это показано на фиг. 1 в, в толще горных пород происходит возбуждение монопольной волны. Если возбуждение, показанное на фиг. 1 г и 1 д, осуществляется последовательно, генерируются первая дипольная волна и вторая дипольная волна,поляризованная ортогонально первой дипольной волне. Данная конфигурация называется скрещенными диполями. На фиг. 1 е и 1 ж проиллюстрирован альтернативный способ генерирования сигнала со скрещенными диполями. При данной конфигурации в толще горных пород можно возбуждать волны нескольких типов. Режимы распространения соответствующих типов описаны далее. При монопольном возбуждении в толще горных пород обычно происходит распространение продольных волн, свойства которых отображают литологию и характер насыщенности толщи горных пород. Кроме того, в результате монопольного возбуждения в толще горных пород также происходит распространение поперечных волн, при условии, что скорость распространения поперечных волн в толще горных пород превышает скорость распространения продольных волн в буровом растворе (высокоскоростная толща горных пород). В случае низкоскоростной толщи горных пород скорость распространения поперечных волн в толще горных пород может быть определена по результатам анализа волны Стоунли,которая распространяется в стволе скважины. Волна Стоунли является граничной волной на стенке ствола скважины и отражает взаимосвязанные движения толщи горных пород и флюида в стволе скважины. В результате дипольного возбуждения в толще горных пород обычно распространяются поперечные волны. Для определения азимутальной анизотропии толщи горных пород может использоваться источник со скрещенными диполями (т.е. с возбуждением в двух ортогональных направлениях). В патенте US 5265067 описано устройство, способное осуществлять как монопольное, так и дипольное возбуждение,что позволяет определять скорости распространения продольных и поперечных волн в толще горных пород, возможно, путем анализа волн Стоунли. Квадрупольное возбуждение обычно имеет значение при измерениях в процессе бурения, когда распространение поперечных волн в толще горных пород происходит в условиях сильной дисперсии. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения для увеличения скорости каротажа используют динамическое переключение режимов монопольного и дипольного возбуждения. Такое переключение осуществляют лишь при условии достаточности одного дипольного сигнала, т.е. без определения азимутальной анизотропии. В отличие от передачи сигналов с постоянным использованием дипольного и монопольного возбуждения, чтобы обеспечить определение скоростей распространения поперечных волн, режим дипольного возбуждения используется лишь в низкоскоростной толще горных пород. Это схематически проиллюстрировано на фиг. 2. На фиг. 2 показано начальное монопольное возбуждение на шаге 301. Соответствующие данные,поступающие в приемник(-и) 126, анализируют, и они могут быть зарегистрированы в стволе скважины на шаге 303 или переданы на поверхность. На шаге 305 возможно осуществление анализа принимаемых данных путем анализа меры когерентности в любой из областей t-х или -, чтобы на шаге 307 определить наличие вступления допускающей детектирование поперечной волны. Область - является предпочтительной, поскольку позволяет четко определять обратную величину скорости вступления волн. Как отмечено выше, также происходит вступление продольных волн. При наличии вступления допускающей детектирование поперечной волны последующее возбуждение передатчика продолжается в монопольном режиме. При отсутствии вступления допускающей детектирование поперечной волны на шаге 311 осуществляют возбуждение передатчика в дипольном режиме. На шаге 313 регистрируют принимаемые данные и на шаге 315 при помощи скважинного процессора или наземного процессора определяют скорость распространения поперечных волн в толще горных пород. На шаге 317 проверяют, превосходит ли скорость распространения поперечных волн в толще горных пород скорость распространения волн в буровом растворе на пороговую величину Т. Если нет, продолжают дипольное возбуждение. Если скорость распространения поперечных волн в толще горных пород достаточно велика, дипольное возбуждение прекращают. Пороговую величину используют для предотвращения возможности быстрого включения и выключения дипольного режима. Следует отметить, что обычно монопольное возбуждение продолжают, чтобы иметь возможность получить информацию о скорости распространения продольных волн. Если дипольный режим не используется, скорость распространения поперечных волн в толще горных пород определяют путем анализа волны Стоунли. Согласно предложенному в изобретении способу передающие элементы могут приводиться в действие преимущественно с равной частотой повторения. За счет этого в периоды действия дипольного режима увеличивается шаг квантования по глубине. При отключенном дипольном режиме шаг квантования по глубине уменьшается. В качестве альтернативы, когда дипольный режим отключен, при таком же шаге квантования по глубине может быть увеличена скорость каротажа. На случай переменной скорости каротажа может быть предусмотрено изменение скорости лишь на протяжении достаточно длительных временных блоков, чтобы предотвратить неустойчивое состояние кабеля. В другом варианте осуществления предусмотрена возможность изменения спектра передаваемого сигнала. Такое изменение имеет особое значение при каротаже газонасыщенных толщ горных пород.-4 011147 Затухание продольной волны в такой толще горных пород может становиться достаточно сильным. Данная особенность отображена на фиг. 3 (из патента, выданного на имя Dutta и др.), где по оси абсцисс отложена масштабированная частота, а по оси ординат - коэффициент затухания в дБ/Гцс. Затухание сигналов продольных волн в толще горных пород может быть достаточно сильным. Для решения проблемы поглощения волн предложен способ, проиллюстрированный на фиг. 4. Для получения информации о продольных волнах необходимо лишь монопольное возбуждение. Однако, как указано выше, каротаж методом продольных волн осуществляют одновременно с каротажем методом поперечных волн. На шаге 401 возбуждают монопольный сигнал. На шаге 403 получаемые данные могут быть зарегистрированы, переданы на поверхность и/или проанализированы. На шаге 405 определяют меру когерентности в любой из областей t-х или -. Значительная мера когерентности продольной волны, вступающей на группу приемников, является показателем незначительного изменения формы сигнала, т.е. слабого поглощения волны. Вместе с тем, незначительная мера когерентности является показателем сильного поглощения волны. В настоящем изобретении на шаге 407 меру когерентности вступающей продольной волны сравнивают с пороговой величиной. Если мера когерентности превышает пороговую величину, монопольное возбуждение оставляют без изменений. Если мера когерентности ниже пороговой величины, с целью последующего монопольного возбуждения на шаге 409 снижают частоту. За счет изменения спектра передаваемого сигнала предотвращается потеря энергии на частотах, на которых происходит значительное затухание волн. Обратимся к фиг. 4 б, на которой показан примерный набор сигналов, зарегистрированных группой приемников. По оси абсцисс отложено время и приведены данные, поступающие от приемников в диапазоне выноса от 10,5 до 14 футов (3,2-4,27 м). Данные обычно анализируют на протяжении контрольного временного окна, обозначенного позицией 421. Как отмечено выше, сигналы, генерируемые в режиме монопольного возбуждения в низкоскоростной толще горных пород, включают продольную волну и волну Стоунли (конкретно не показанную). Согласно патенту Tang и др. скорость распространения поперечной волны в толще горных пород может быть определена путем анализа волны Стоунли. С увеличением скорости распространения поперечной волны в толще горных пород качество волны Стоунли ухудшается. Решение данной проблемы предложено в варианте осуществления изобретения, описанном со ссылкой на фиг. 5. Данный вариант осуществления изобретения основан на динамическом изменении параметров передатчика по результатам анализа волны Стоунли. На шаге 451 осуществляют монопольное возбуждение передатчика, а на шаге 453 регистрируют/передают/анализируют данные, как это описано выше. На шаге 455 осуществляют анализ на меру когерентности. Если на шаге 457 установлено, что обратная величина скорости волны Стоунли (S) превышает установленную пороговую величину (Т 1) и/или мера когерентности волны Стоунли (Q) превышает другую пороговую величину (Т 2), частоту передатчика оставляют без изменений. Затем, если установлено, что обратная величина скорости продольной волны (pp) и/или мера когерентности продольной волны ниже пороговой величины (шаг 459), на шаге 461 снижают частоту и осуществляют монопольное возбуждение на сниженной частоте. В другом варианте осуществления регистрация данных усовершенствована за счет динамического изменения частоты квантования. Время регистрации (длину трассы прохождения сигналов) определяют по числу выборок, умноженному на частоту квантования. На известном уровне техники частоту квантования и число выборок фиксировали до начала каротажа с учетом трасс большой длины, характерных для низкоскоростных толщ горных пород. Однако в высокоскоростных толщах горных пород используется лишь часть всей длины трассы, а качество данных может быть улучшено за счет увеличения частоты квантования. Это верно в отношении регистрации данных как монопольного, так дипольного источника. Рассматриваемый вариант осуществления изобретения описан со ссылкой на регистрацию данных монопольного источника, но подразумевается, что способ в равной мере применим к регистрации данных дипольных и квадрупольных источников. Как показано на фиг. 6, на шаге 501 осуществляют монопольное возбуждение. На шаге 503 данные регистрируют/передают/анализируют, как это описано выше. Анализ может осуществляться в области tх или области -, и может быть определена мера когерентности. Например, если на шаге 505 определяют меру когерентности в области -, на шаге 507 анализируют обратную величину скорости продольной волны. Если обратная величина скорости продольной волны (pp) находится в пределах длины трассы(W), частоту квантования увеличивают, т.е. на шаге 513 уменьшают шаг t квантования по времени. В то же время, если обратная величина скорости продольной волны выходит за длину трассы, частоту квантования (t) уменьшают, т.е. на шаге 511 увеличивают шаг квантования по времени. В качестве альтернативы динамического изменения шага квантования может быть изменена длина окна (шаг 421 на фиг. 4 б). В высокоскоростной толще горных пород в результате данного изменения повышается скорость каротажа и снижаются требования к памяти. Данная особенность проиллюстрирована на фиг. 7. На шаге 551 осуществляют монопольное возбуждение. На шаге 553 данные регистрируют/передают/анализируют, как это описано выше. Анализ может осуществляться в области t-х или области -, и может быть определена мера когерентности. Например, если на шаге 555 определяют меру-5 011147 когерентности в области -, на шаге 557 анализируют обратную величину скорости продольной волны. Если обратная величина скорости продольной волны находится в пределах длины W трассы, на шаге 559 уменьшают длину окна, а, если обратная величина скорости продольной волны выходит за длину трассы,на шаге 561 длину окна увеличивают. В толщах горных пород, в которых при регистрации данных отмечается высокий уровень рабочих шумов (например, обсадного кольца при применении в обсаженной скважине), желаемая обратная величина скорости может быть замаскирована шумами. Качество регистрируемых данных (продольной волны, поперечной волны, волны Стоунли) можно значительно повысить за счет изменения частоты передатчика. Это проиллюстрировано на фиг. 8 применительно к монопольному возбуждению, хотя также относится и к дипольному возбуждению. На шаге 601 осуществляют монопольное возбуждение. На шаге 603 данные регистрируют/передают/анализируют, как это описано выше. На шаге 605 может быть определена мера когерентности. Например, если на шаге 605 установлено, что обратная величина скорости продольной волны и мера когерентности продольной волны превышают соответствующие пороговые величины, осуществляют следующее монопольное возбуждение. Если на шаге 607 получен ответ "нет",на шаге 611 снижают частоту и осуществляют однократное возбуждение. Анализ данных и управление регистрацией могут осуществляться с использованием скважинного процессора, наземного процессора, процессора с удаленным местонахождением или их сочетания. Подразумевается, что при обработке данных используется машинная программа, реализованная на соответствующем машиночитаемом носителе, позволяющем процессору осуществлять управление и обработку данных. Носитель может представлять собой ПЗУ, СППЗУ, ЭППЗУ, флэш-память и/или оптические диски. Хотя выше были рассмотрены предпочтительные варианты осуществления изобретения, в него могут быть внесены очевидные для специалистов изменения. Предполагается, что любые такие изменения подпадают под патентные притязания, изложенные в прилагаемой формуле изобретения. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ сбора акустических данных, отображающих характеристики толщи горных пород, в котором в ствол скважины, пробуренной в толще горных пород, помещают каротажный прибор, включающий по меньшей мере один передатчик и группу приемников,приводят в действие по меньшей мере один передатчик и генерируют акустические волны в монопольном режиме,принимают группой приемников сигналы, генерированные в результате приведения в действие упомянутого передатчика,анализируют принимаемые сигналы для определения отсутствия вступления поперечной волны и осуществляют возбуждение дипольного режима по меньшей мере одного передатчика на основе определения отсутствия вступления поперечной волны. 2. Способ по п.1, в котором принимаемые сигналы включают по меньшей мере один сигнал из группы, включающей продольные волны, распространяющиеся через толщу пород, и поперечные волны,распространяющиеся через толщу пород. 3. Способ по п.1, в котором при приведении в действие по меньшей мере одного передатчика осуществляют его работу по меньшей мере в одном режиме из группы, включающей монопольный режим и дипольный режим. 4. Способ по п.1, в котором анализ сигналов дополнительно включает стадию определения меры когерентности упомянутых сигналов. 5. Способ по п.1, в котором при анализе сигналов дополнительно осуществляют преобразование в область -. 6. Способ по п.5, в котором при анализе сигналов дополнительно осуществляют определение меры когерентности упомянутых сигналов в области -. 7. Способ по п.1, в котором при анализе сигналов осуществляют определение обратной величины скорости продольных волн и при этом дополнительно осуществляют изменение шага квантования по времени принимаемых сигналов. 8. Способ по п.1, в котором при анализе сигналов осуществляют определение уровня шума у принимаемых сигналов и при регулировании работы по меньшей мере одного передатчика осуществляют изменение его рабочей частоты. 9. Способ по п.1, в котором после активирования дипольного режима анализируют полученные сигналы для определения скорости распространения поперечных волн и активируют монопольный режим по меньшей мере одного передатчика при определении, что скорость распространения поперечных волн превосходит заданную пороговую величину.
МПК / Метки
МПК: G01V 1/50, G01V 1/40, G01V 1/46, G01V 1/44, G01V 1/48
Метки: сигнала, акустический, каротаж, связи, обратной, использованием, динамический
Код ссылки
<a href="https://eas.patents.su/12-11147-dinamicheskijj-akusticheskijj-karotazh-s-ispolzovaniem-signala-obratnojj-svyazi.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Динамический акустический каротаж с использованием сигнала обратной связи</a>
Предыдущий патент: Способ прямого непрерывного изготовления полых тел из полимерного расплава
Следующий патент: Способ и система для анализирования многофазных смесей
Случайный патент: Алюминиевый кабель, армированный композитным сердечником, и способ его изготовления