NL1000683C2 - Inrichting voor het registreren van een geofysisch onderzoek in een boorput. - Google Patents

Description

Titel: Inrichting voor het registreren van een geofysisch onderzoek in een boorput.

De uitvinding heeft betrekking op geofysische exploitatie. Meer in het bijzonder heeft de uitvinding betrekking op het toepassen van een seismische ontvanger in een boorput, in het bijzonder voor het uitvoeren van een 5 seismisch onderzoek terwijl de boorput wordt geboord.

Een seismische ontvanger wordt op typerende wijze toegepast in een boorput voor het bepalen van de responsie van de aarde op seismische energie in de nabijheid van de boorput, hetgeen het vaststellen van bepaalde eigenschappen 10 van de aarde in de nabijheid van de boorput zoals de geologische structuur, en de locatie van veranderingen in de materiaaleigenschappen van de aarde, die op natuurlijke wijze kunnen ontstaan, mogelijk maakt.

Verschillende toepassingen van een seismische 15 ontvanger die gebruikt wordt in een boorput, eveneens bekend als een seismische boorgatontvanger, zijn bekend in de stand der techniek. Het artikel "Vertical Seismic Profiling", van Bob A. Hardage, Geophysical Press, London, 1985, beschrijft bijvoorbeeld typerende toepassingen voor 20 het aanwenden van een seismische boorgatontvanger.

Eén van de redenen voor het toepassen van een seismische boorgatontvanger is het aanpassen van verschillende diepten in de aarde die wordt doorboord door de boorput aan verschillende voortplantingstijden van 25 seismische energie die aan het aardoppervlak wordt opgewekt. In betrekkelijk onontgonnen gebieden, worden geofysische onderzoeken op typerende wijze geheel uitgevoerd aan het aardoppervlak. Het kunnen bepalen van de tijd waarmee seismische energie zich verplaatst naar een 30 specifieke diepte binnen de aarde, onder gebruikmaking van een seismisch onderzoek aan de oppervlakte, hangt af van een gedeelte van de seismische energie die aan het aardoppervlak voor het onderzoek wordt opgewekt en wordt 10006 83 2 teruggekaatst vanaf een zone in de aarde met een niet-aangepaste akoestische impedantie. Niet-aangepaste impedanties, bekend als reflectoren, treden op typerende wijze op aan grenzen waarbij wijzigingen in 5 materiaalsamenstellingen of materiaaleigenschappen van de aarde optreden. Reflectoren zijn van bijzonder belang voor het aangeven van mogelijke exploitatiedoelen in de aarde. Teneinde de diepte te berekenen tot een specifiek exploitatiedoel in de aarde, waarbij de seismische 10 voortplantingstijd wordt vastgesteld door de aanwezigheid van een reflector in het seismisch oppervlakonderzoek, is het noodzakelijk de snelheid te bepalen van de seismische energie door de aarde. De snelheid van de seismische energie door de aarde hangt in sterke mate af van de 15 samenstellings- en materiaaleigenschappen van de aarde. De materiaaleigenschappen van de aarde kunnen nogal variëren binnen verschillende aardformaties over de lengte van de boorput.

Het is niet mogelijk expliciet de snelheid vast te 20 stellen van uitsluitend de formaties uit het seismische oppervlakonderzoek, en derhalve zal, wanneer een boorput wordt geboord in een betrekkelijk onontgonnen gebied, op typerende wijze gebruik worden gemaakt van een seismische boorgatontvanger voor het uitvoeren van metingen die worden 25 gebruikt voor het bepalen van de snelheid van de seismische energie in de aarde.

Het bepalen van de snelheid van de formaties wanneer de boorput wordt geboord, in plaats van nadat het boren gereed is, kan in zekere gevallen bijzonder waardevol zijn. 30 Bijvoorbeeld worden verschillende boorputten gericht geboord naar het exploitatiedoel omdat dit doel zich bevindt op een horizontaal verplaatste plaats vanaf de plaats van de boorput op het aardoppervlak. Indien het doel uitsluitend is geselecteerd op basis van seismische 35 voortplantingstijd naar een reflector, kan de diepte tot het doel niet nauwkeurig worden vastgesteld zonder kennis 10006 83 3 van de snelheid van de formaties van het aardoppervlak tot de diepte van het doel. Dit zou de oorzaak kunnen zijn dat een gepland boorputtraject het doel volledig mist.

Periodiek gebruik van een seismische boorputontvanger 5 tijdens het boren, in samenhang met een seismische energiebron die aanwezig is op het aardoppervlak direct boven de positie van de seismische boorputontvanger, maakt metingen mogelijk van seismische energie-voortplantingstijd tot de diepte van de seismische ontvanger die aanwezig is 10 in de boorput. De meting van seismische voortplantings- tijden tot verschillende diepten maakt kalibratie mogelijk van de voortplantingstijd in diepte van het seismische oppervlakonderzoek, waardoor de waarschijnlijkheid toeneemt dat het doel wordt bereikt door de boorput.

15 Bepaalde reflectoren verkregen door het seismische oppervlakonderzoek zijn van bijzonder belang tijdens het boren van de boorput. Bijvoorbeeld beschrijft "Abnormal Formation Pressure" van Walter Fertl, Elsevier Publishing, Amsterdam, 1976, reflectoren die soms met de aanwezigheid 20 van significante veranderingen in de gradiënt van de fluidumdruk die aanwezig is binnen sommige formaties correleren. Kennis van de nauwkeurige diepte van de reflector zou boorproblemen kunnen voorkomen, welke problemen het gevolg kunnen zijn van niet-bedoelde 25 doordringing door de boorput van een formatie die fluïdum bevat met een significant andere gradiënt dan de gradiënt die men zou verwachten in de nabijheid van de boorput. De toepassing van een seismische boorgatontvanger om de seismische voortplantingstijd naar de boorputdiepte te 30 kalibreren zou een meer nauwkeurige bepaling geven van de diepte van de reflector, hetgeen niet-bedoelde doordringing kan voorkomen van de formatie met een abnormale fluidumdruk.

Het is eveneens bekend seismische boorgatontvangers 35 toe te passen voor het opwekken van seismische reflectie-gedeelten in een gebied binnen ongeveer 300 m rond de 10006 83 4 boorput. Seismische energie afkomstig van de seismische energiebron gaat evenwel dieper dan de ontvanger in de boorput, en de seismische energie kan door zones worden gereflecteerd met een akoestische impedantie die niet 5 aangepast is, net zoals bij een seismische oppervlakte sectie. De gereflecteerde energie kan worden geïdentificeerd door een geschikte verwerking van een registratie van de door de ontvanger gedetecteerde energie. De geïdentificeerde reflectie-energie kan worden weergegeven 10 in een vorm die geschikt is voor het vergelijken van het seismische boorgatonderzoek met het seismische oppervlak-onderzoek.

Het is moeilijk de bekende seismische boorgatontvangers toe te passen, terwijl de boorput wordt 15 geboord. Elke keer wanneer men de seismische boorgatontvanger in de boorput moet laten lopen, moet het boren van de boorput worden gestopt, en moet een boorpijp, die wordt aangewend om een boorkop te laten werken, worden verwijderd uit de boorput. De boorpijp bestaat uit 20 verschillende secties met elk een lengte van 10 tot 30 m.

De secties worden door middel van schroefdraadverbindingen met elkaar verbonden en moeten steeds weer ontkoppeld worden wanneer de boorpijp wordt verwijderd uit de boorput. Verder moet men de seismische boorgatontvanger laten lopen 25 in de boorput op een elektrische kabel of draadlijn, waarbij een klemmechanisme, dat deel uitmaakt van de seismische boorgatontvanger, en dient om de ontvanger in contact te brengen met de boorputwand, wordt gebruikt teneinde een goede akoestische koppeling tot stand te 30 brengen tussen de boorputwand en de seismische boorgatontvanger. Er is een aanzienlijk risico dat de seismische boorgatontvanger in de boorput blijft steken.

Het terugtrekken van de seismische boorgatontvanger, wanneer deze is blijven steken in de boorput, is nogal 35 moeilijk omdat de draadlijn het proces van het terugtrekken van in de boorput vastzittende objecten in de weg staat.

1000683 5

Het is een doel van de uitvinding te voorzien in een seismische boorgatontvanger die kan worden toegepast in een boorput zonder dat daarvoor de boorpijp uit de boorput moet worden verwijderd.

5 Het is een verder doel van de uitvinding te voorzien in een seismische boorgatontvanger die kan worden toegepast zonder de toepassing van een elektrische draadlijn.

De uitvinding verschaft derhalve een inrichting voor het registreren van een geofysisch onderzoek in een boorput 10 die doordringt in een aardformatie, omvattende: een seismische ontvanger die geschikt is om door de boorput geleid te worden, en ten minste één transducer; een vermogensbron en een signaalverwerkings- en registratie-eenheid, waarbij de ten minste éne transducer de 15 vermogensbron en de registratie-eenheid binnen de ontvanger zijn geplaatst, waarbij de registratie-eenheid is geprogrammeerd voor het opwekken van een registratie van een elektrisch signaal dat is opgewekt door de ten minste éne transducer als resultaat van het detecteren van 20 seismische energie, waarbij de signaalverwerkings- en registratie-eenheid voorts voorzien is van een analoge signaalprocessor die een versterker en een filter omvat, waarbij de processor verbonden is met de ten minste éne transducer; een eerste analoog-digitaal omzetter, die 25 verbonden is met de analoge signaalprocessor; een digitaal signaalprocessor die verbonden is met de eerste analoog-digitaal omzetter; een eerste timer-controller die verbonden is met de analoog-digitaal omzetter; een eerste klokgenerator die verbonden is met de eerste timer-30 controller; een digitaal geheugen, dat verbonden is met de digitale signaalprocessor en met de eerste timer-controller; en een communicatiepoort die verbonden is met de eerste digitale signaalprocessor, waarbij de registratie wordt overgedragen vanuit het digitale geheugen naar een 35 oppervlakte-regeleenheid, waarbij de signaalverwerkings- en registratie-eenheid wordt gesynchroniseerd met de 1000683 6 oppervlakte-regeleenheid, en waarbij de inrichting voorts de oppervlakte-regeleenheid omvat, die is verbonden met de seismische energiebron, waarbij de oppervlakte-regeleenheid wordt gesynchroniseerd met de signaalverwerkings- en 5 registratie-eenheid, teneinde de seismische energiebron te activeren op vooraf bepaalde tijdsintervallen en om een akoestische signatuur van de energiebron te registreren, en waarbij de eerste timer-controller is geprogrammeerd voor het activeren van de eerste analoog-digitaal omzetter op 10 vooraf bepaalde tijdsintervallen die overeenkomen met de vooraf bepaalde tijdsintervallen waarop de seismische energiebron wordt geactiveerd.

Opgemerkt wordt dat op zich uit het Amerikaanse octrooischrift nr. 3.972.019 een werkwijze bekend is voor 15 synchronisatie op afstand van een seismische bron- controller met een seismische recorder zonder een bestaande verbinding daartussen gedurende de seismische data-registratie.

Deze inrichting is echter slechts bestemd voor 20 gebruik aan het aardoppervlak en zal niet correct functioneren in een boorput vanwege de daar optredende verandering in omgevingstemperatuur die de klokfrequentie in de recorder zal beïnvloeden, waardoor recorder en broncontroller niet meer gesynchroniseerd zijn.

25 Voort is hierbij geen sprake van het slechts activeren van de recorder op bijzondere tijdstippen die samenhangen met het werkelijk ontsteken van de bron. Ook is hierbij geen sprake van het elimineren van de behoefte aan een operator op het registratiestation (hetgeen uiteraard 30 in een boorgat onmogelijk is) .

De uitvinding zal nu aan de hand van de beschrijving en onder verwijzing naar de tekeningen nader worden uiteengezet. Hierin toont: fig. 1 de uitvinding zoals op typerende wijze 35 toegepast in een geofysisch boorputonderzoekopzet, door middel van een kabel in de boorpijp; 1000683 7 fig. 2 in groter detail de componenten van de uitvinding en het plaatsen in de boorpijp; fig. 3 een blokschema van de functionele componenten van een boorgatontvanger; 5 fig. 4 een blokschema van de functionele componenten van een oppervlakregelsysteem; fig. 5 een andere uitvoeringsvorm van de ontvanger voorzien van versnellingsmetersensoren; en fig. 6 een andere uitvoeringsvorm van de ontvanger 10 voorzien van geofoon-sensoren.

Fig. 1 toont de uitvinding zoals deze op typerende wijze wordt toegepast in een geofysisch boorgatonderzoek op zee. Vanaf een boorplatform, of rig 22, wordt een seismische boorgatontvanger 2 in een boorpijp 9 in een 15 boorput 10 naar beneden gelaten door middel van een lier 12 voor het afspoelen van een stalen kabel 8 met enkele slag bekend als "slicklijn". De kabel 8 wordt op typerende wijze toegepast wanneer onderhoudgereedschap, dat geen aan het oppervlak geplaatst elektrisch vermogen nodig heeft en ook 20 geen signalen behoeft uit te zenden naar het oppervlak via een draad of kabel, worden verplaatst in de boorput 10. De lier 12 doet op typerende wijze dienst als een slicklijneenheid. Aan het einde van de boorpijp 9 is een bodemgatsamenstel, voorzien van boorkragen 11, een slof 4 25 ("muleshoe sub") en een boorkop 6. Het bodemgatsamenstel 15 wordt normaliter toegepast tijdens het boren van de boorput 10. Wanneer een seismisch boorgatonderzoek wordt geregistreerd, wordt het boorproces stilgezet, en blijven de boorpijp 9 en het bodemgatsamenstel 15 in dezelfde 30 configuratie als tijdens het actieve boren van de boorput 10 ·

De slof 4 is op typerende wijze ondergebracht in het bodemgatsamenstel 15 om te voorzien in een plaats voor het aanbrengen van richtingsonderzoekinstrumenten zoals 35 magnetische multi-shots. De ontvanger 2 kan geplaatst worden in de pantoffel 4, waardoor de mogelijkheid van het 1000683 .....8 introduceren van ruis in de ontvanger als gevolg van de verplaatsing van de ontvanger terwijl een onderzoek wordt geregistreerd, wordt verminderd.

Een seismische energiebron 16, die in deze 5 uitvoeringsvorm een luchtkanonopstelling is, wordt gesleept door een schip 20. De bron 16 is zo dicht mogelijk verticaal boven de positie aangebracht ter plaatse waar de ontvanger 2 aanwezig is in de boorput 10. De bron kan worden gestuurd door radiosignalen 24A en 24B wanneer de 10 uitvinding wordt toegepast voor het uitvoeren van een geofysisch boorgatonderzoek op zee. De radiosignalen 24A en 24B worden opgewekt door een oppervlakte-regeleenheid 14 die is aangebracht op de rig 22. Bij een geofysisch onderzoek waarbij de boorput op het land is gelegen, kan de 15 bron 16 rechtstreeks verbonden worden met de oppervlakte- regeleenheid 14. Wanneer de bron 16 wordt geactiveerd, gaan seismische energiegolven 18 door de aarde naar de ontvanger 2 alwaar zij worden gedetecteerd en geregistreerd.

De constructie van de ontvanger 2 wordt uiteengezet 20 aan de hand van fig. 2. De ontvanger 2 is ondergebracht in een huis 30 dat geschikt is om de omgeving van de boorput 10 te weerstaan, en kan temperaturen weerstaan van meer dan 176°C en drukken van meer dan 1378 bar. Het huis 30 is bevestigd aan de slicklijn 8 door middel van een kabelkop 25 32 die bevestigd is aan de bovenzijde van het huis 30.

Het huis 30 wordt neergelaten in de boorkragen 11 totdat een wig 36 aan de onderzijde van het huis 30 terechtkomt in een bijpassende sleuf 37 in de slof 4. De slicklijn-eenheid (in fig. 1 met 12 aangeduid) omvat 30 apparatuur om aan de operator aan te geven dat de ontvanger in de slof 4 is terechtgekomen.

In de wand van het huis 30 is een kamer 38 aangebracht waarin een akoestische transducer 44 is gelegen, die in deze uitvoeringsvorm een piëzo-ëlektrische 35 hydrofoon is. De kamer 38 staat in fluïdumverbinding met het inwendige van de boorkragen 11. De transducer 44 is 1000683 9 ingekapseld in een reservoir 41 dat kan bestaan uit een flexibel elastomeer materiaal. Het reservoir is in het huis 30 binnen de kamer 38 bevestigd. Het reservoir is volledig gevuld met een in hoofdzaak niet-samendrukbaar fluïdum 5 zoals hydraulische olie. Het reservoir 41 is omgeven door een metalen afscherming 40, waardoor een fluïdumcommunicatie mogelijk is met de boorpijp (in fig. 1 met het verwijzingscijfer 9 aangegeven), maar beschermt het reservoir 41 tegen mechanisch geïnduceerde schade.

10 Het huis 30 omvat eveneens een afgesloten ruimte 47 voor een signaalverwerkings- en registratiesysteem 34. De afgesloten ruimte 47 is drukdicht afgesloten van de kamer 38 door middel van doorvoerconnectors 46 die elektrische verbindingen tot stand kunnen brengen vanuit het 15 registratiesysteem 34 naar de transducer 44. Een deel van het registratiesysteem 34 is aangebracht binnen een Dewar-vat 49 dat eveneens gelegen is binnen de afgesloten ruimte. Het vat 49 zorgt voor een in hoofdzaak constante temperatuur naar een gedeelte van het registratiesysteem 20 34. Het constant houden van de temperatuur naar het gedeelte van het registratiesysteem 34 is wenselijk om een hoge mate van precisie te verkrijgen van de timing van informatie die wordt geregistreerd door het registratiesysteem 34.

25 De seismische energiegolven 18 die worden uitgezonden door de bron (in fig. 1 met 16 aangegeven) planten zich voort door de aarde totdat zij de wand van de boorput 10 bereiken, waarna de golven 18 zich verplaatsen door een fluïdum 42 dat de boorkragen 11 en de boorput 10 30 vult. De golven 18 die door het fluïdum 42 gaan, gedragen zich als compressies en verdunningen van het fluïdum 42. De golven 18 komen ten slotte aan bij de transducer 44 doordat de fluïdumvulling in het reservoir 41 afwisselend verdunt en comprimeert. De transducer 44 zet de golven 18 om in een 35 tijdvariërende elektrische spanning die via de connectors 46 wordt toegevoerd aan het registratiesysteem 34.

1000683 10

Fig. 3 toont de functionele componenten van het registratiesysteem (in fig. 2 met 34 aangegeven) en zijn aangebracht in de ontvanger (in fig. 1 met 2 aangegeven). Het registratiesysteem 34 wordt elektrisch gevoed door een 5 batterij 62, die in deze uitvoeringsvorm een lithiumbatterij kan zijn. De tijdvarierende elektrische spanning die wordt opgewekt door de transducer 44 nadat deze de ontvangen seismische energiegolven heeft omgezet (in fig. 2 aangegeven met 18) wordt toegevoerd aan een 10 analoge signaalprocessoreenheid 52. De analoge processor 52 versterkt het signaal van de transducer 44, waarbij de versterkingsfactor in deze uitvoeringsvorm 1000 of 60 dB is. De analoge processor 52 kan eveneens door filtering componenten van het signaal verwijderen die een frequentie 15 hebben die groter zijn dan de maximaal te verwachten frequentie van de seismische energiegolven 18. Het versterkte gefilterde signaal wordt vervolgens toegevoerd aan een eerste analoog/digitaal omzetter 54, of eerste ADC. De eerste ADC 54 in deze uitvoeringsvorm heeft eveneens een 20 signaalverwerkende functie waarvan het analoge ingangssignaal afkomstig van de processor 52 aanzienlijk overbemonsterd is. Overbemonstering maakt de toepassing mogelijk van het analoog filteren in de processor 52 met een aanzienlijk minder ernstige "roll-off", of afname van 25 de amplitude van het uitgangssignaal met een frequentie, die anders vereist zou zijn om "aliasing" van het signaal te voorkomen. Het signaal wordt omgezet in de eerste ADC 54 in een reeks binaire cijfers, eveneens genoemd een gedigitaliseerd signaal. De werking van de eerste ADC 54 30 wordt geregeld door een eerste timer-controller 61. De eerste timer-controller 61 is geprogrammeerd voor het activeren van de eerste ADC 54 slechts bij vooraf bepaalde tijdsintervallen die corresponderen met de activeringstijd van de seismische energiebron (in fig. 1 met 16 aangeduid), 35 en begint na een vooraf bepaalde tijdsvertraging teneinde de ontvanger 2 in staat te stellen de werkdiepte te 1000683 11 bereiken in de boorput 10 zonder dat deze niet-noodzakelijke registraties maakt. De tijdsvertraging kan worden geselecteerd door de operator. De tijdsinformatie wordt toegevoerd naar de eerste tempeerregeleenheid 61 en 5 wordt geleverd door een eerste klok 60. Nadat de eerste ADC 54 een signaal afkomstig van de transducer 44 in een gedigitaliseerd signaal omzet, filtert een digitaal-signaalprocessor 56, of DSP, digitaal het signaal en draagt dit gedigitaliseerde signaal over aan een digitaal geheugen 10 58. De DSP 56 meet eveneens de gemiddelde amplitude van het signaalniveau van een afzonderlijk gedigitaliseerd signaal. Indien de gemiddelde amplitude van het signaal groter wordt dan een vooraf bepaalde fractie, in deze uitvoeringsvorm 50% van de volledige amplitudecapaciteit van de eerste ADC 15 54, wordt het gedigitaliseerde signaal afgewezen en niet overgedragen aan het geheugen 58. Het afwijzen van buitensporige gemiddelde amplitudesignalen reduceert de mogelijkheid dat signalen die worden beïnvloed door ruis uit het verplaatsen van de ontvanger 2, zullen worden 20 geregistreerd. De waarde van 50% van de volledige schaal werd geselecteerd als een arbitraire initiële waarde. Uitgebreid veldonderzoek kan een verfijning aanbrengen in de waarde van 50%.

Op het moment dat het gedigitaliseerde signaal wordt 25 overgedragen aan het geheugen 58, wordt het tijdstip van registratie van het specifieke gedigitaliseerde signaal eveneens overgedragen vanuit de eerste timer-controller 61 aan het geheugen 58.

De eerste klokgenerator 60 is ondergebracht in het 30 vat (in fig. 2 aangeduid met 49). Het vat 49 zorgt voor een in wezen constante temperatuur rond de eerste klokgenerator 60 tijdens het onderzoek, omdat de eerste klokgenerator 60 iets in frequentie kan wijzigen als de temperatuur verandert. Door de temperatuur van de eerste klokgenerator 35 60 in wezen constant te houden neemt de nauwkeurigheid van 1000683 12 de timing-informatie die is opgaslagen in het geheugen 58, toe alsmede de werking van de eerste timer-controller 61.

Tot gedigitaliseerde signalen met hun bijbehorende tijdsinformatie die zijn opgeslagen in het geheugen 58, kan 5 later weer toegang worden verkregen via een communicatie-poort 64A. Nadat een onderzoek is geregistreerd, wordt de ontvanger 2 naar het aardoppervlak gebracht en wordt de communicatiepoort 64A verbonden met de oppervlakte-regeleenheid (in fig. 1 aangeduid met 14) via een kabel 10 (niet weergegeven).

Fig. 4 toont de functionele componenten van de oppervlakte-regeleenheid (aangegeven in fig. 1 met 14 aangeduid). Een tweede klokgenerator 68, die van hetzelfde type kan zijn als de eerste klokgenerator (in fig. 3 met 60 15 aangeduid), levert timing informatie aan een tweede timer-controller 71. De tweede timer-controller 71 kan van hetzelfde type zijn als de eerste timer-controller 61. De tweede timer-controller 71 levert stuursignalen aan een broncontroller 66, op geprogrammeerde tijdsintervallen die 20 aangepast zijn aan de tijdsintervallen waarmee de eerste timer-controller (in fig. 3 aangeduid met 61) is geprogrammeerd voor het activeren van de ADC (in fig. 3 aangeduid met 54) in de ontvanger 2. De broncontroller 66 activeert de seismische energiebron 16 op vooraf bepaalde 25 tijdsintervallen tijdens het onderzoek. De broncontroller 66 kan rechtstreeks zijn verbonden met de bron 16, of kan door middel van een radiosignaal activeersignalen leveren (in fig. 1 aangeduid met 24A en 24B). De synchronisatie van de werking van de eerste ADC 54 met de werking van de 30 broncontroller 66 conserveert zowel batterijvermogen (in fig. 3 aangeduid met 62) in de ontvanger 2 als minimaliseert de hoeveelheid informatie die is opgeslagen in het geheugen (in fig. 3 aangeduid met 58) in de ontvanger 2.

35 Een nabij-veldsensor 73, die in deze uitvoeringsvorm een hydrofoon is, die is geplaatst binnen een halve 1000683 13 golflengte van de energie van de bron 16, oftewel 6,5 m, wordt toegepast voor het registreren van de akoestische signatuur van de energie van de bron 16. De sensor 73 is gekoppeld aan een tweede ADC 70, en kan van hetzelfde type 5 zijn als de eerste ADC 54. De tweede ADC 70 wordt ingesteld om het uitgangssignaal van de sensor 73 te digitaliseren bij ontvangst van commandosignalen afkomstig van de tweede timer-controller 71, die worden ingesteld op in hoofdzaak dezelfde tijdsintervallen als de eerste timer-controller 61 10 is geprogrammeerd teneinde de eerste ADC 54 te activeren. Het uitgangssignaal van de tweede ADC 70 wordt toegevoerd aan een computer 74, die in deze uitvoeringsvorm een werkstation kan zijn ten behoeve van een naderhand uit te voeren verwerking.

15 Een communicatiebus 64B maakt deel uit van de tweede timer-controller 71. De bus 64B is verbonden met de communicatiepoort (in fig. 3 met 64A aangeduid) in de ontvanger 2 middels de kabel (niet weergegeven) alvorens het eerste onderzoek aanvangt, en vervolgens wanneer de 20 ontvanger 2 naar de oppervlakte is gebracht nadat een onderzoek is uitgevoerd. Informatie wordt vanuit het geheugen 58 in de ontvanger 2 overgedragen via de poort 64A naar de bus 64B, waarna de informatie wordt toegevoerd aan de computer 74 om naderhand te worden verwerkt.

25 Eveneens wordt de bus 64B verbonden met de poort 64A

ten behoeve van de synchronisatie van de eerste klokgenerator (in fig. 3 met 60 aangeduid) en met de tweede klokgenerator 68. Timing-informatie, die behoort bij gedigitaliseerde signalen die zijn geregistreerd in de 30 ontvanger 2, moet nauwkeurig gerelateerd zijn aan de activeertijd van de bron 16 teneinde de voortplantingstijd van de energiegolven (in fig. 1 met 18 aangeduid) vanuit de bron 16 naar de ontvanger 2 te bepalen. Synchronisatie van de eerste klok 60 en de tweede klok 68 alvorens men de 35 ontvanger 2 in de boorput 10 laat lopen, en daaropvolgende vergelijking van de tijd die is gemeten door de eerste 10006 83 14 klokgenerator 60 en de tweede klokgenerator 68 nadat het onderzoek is voltooid teneinde elke tijdsverschuiving tussen de eerste klokgenerator 60 en de tweede klokgenerator 68 bij te regelen, maakt een zeer nauwkeurige 5 bepaling mogelijk van de registratietijd van signalen in de ontvanger 2 ten opzichte van de activering van de bron 16. Door het bepalen van de exacte tijd van de door de ontvanger geregistreerde gebeurtenissen en de tijd te vergelijken van de timing van de activering van de bron 16, 10 kan de voortplantingstijd van de seismische energiegolven 18 vanaf het aardoppervlak naar de ontvanger 2 in de boorput 10 worden bepaald.

Wanneer de ontvanger 2 naar de oppervlakte wordt gebracht, wordt informatie uit het geheugen 58 uitgelezen 15 vanuit de bus 64B toegevoerd aan de computer 74 teneinde deze tezamen met de akoestische signatuurregistraties van de bron 16, die zijn gemaakt tijdens het onderzoek, te verwerken. De registraties kunnen met behulp van bekende werkwijzen worden verwerkt. Bijvoorbeeld kan een commer-20 cieel verkrijgbaar VSP onderzoekverwerkingsprogramma deel uitmaken van de programmering van de computer 74 teneinde een verwerking mogelijk te maken van de onderzoeks-registraties uit de ontvanger 2 tot een VSP onderzoek.

In fig. 5 is een ander type transducer weergegeven. 25 De kamer 38 in het huis 30, dat in de eerste uitvoeringsvorm open was in de richting van de boorput 10, is in de tweede uitvoeringsvorm drukdicht afgesloten evenals de rest van het inwendige van het huis 30. Een frame 96 bestaande uit drie vlakke oppervlakken 96A, 96B en 30 96C die loodrecht op elkaar staan, is stevig aan de binnenzijde van de kamer 38 vastgemaakt. Een versnellingsmeter 90, 92 en 94, voor elk van de drie orthogonale assen, waarbij één as evenwijdig is aan de langsas van het huis 30, is op elk van de vlakke 35 oppervlakken 96A, 96B en 96C gemonteerd op het frame 96. De versnellingsmeters 90, 92 en 94 reageren op 1000683 15 snelheidsveranderingen van het huis 30 langs de as die opgelijnd is met elke accelerometer 90, 92 en 94. De signaalverwerking is in wezen dezelfde als bij de eerste uitvoeringsvorm, met dien verstande dat een voor elk van de 5 accelerometers 90, 92 en 94 een afzonderlijk signaalkanaal aanwezig moet zijn in het registratiesysteem 34.

Fig. 6 toont een andere uitvoeringsvorm waarbij gebruik wordt gemaakt van drie geofoons 100, 102 en 104 die op cardanische lagers 106 bevestigd zijn aan een frame 98. 10 Deze cardanische lagers 106, zorgen ervoor dat de geofoons 100, 102 en 104, door de zwaartekracht worden georiënteerd, zodat de geofoons 100, 102 en 104 opgelijnd blijven ten opzichte van de voortplantingsrichting van de seismische energiegolven 18. Het frame 98 is stijf gemonteerd binnen 15 het huis 30. Evenals in de tweede uitvoeringsvorm moet het registratiesysteem 34 voor elk van de geofoons 100, 102 en 104 één signaalkanaal bezitten.

1000683

Claims (11)

1. Inrichting voor het registreren van een geofysisch onderzoek in een boorput die doordringt in een aard-formatie, omvattende: een seismische ontvanger die geschikt is om door de 5 boorput geleid te worden, en ten minste één transducer; een vermogensbron en een signaalverwerkings- en registratie-eenheid, waarbij de ten minste éne transducer de vermogensbron en de registratie-eenheid binnen de ontvanger zijn geplaatst, waarbij de registratie-eenheid is 10 geprogrammeerd voor het opwekken van een registratie van een elektrisch signaal dat is opgewekt door de ten minste éne transducer als resultaat van het detecteren van seismische energie, waarbij de signaalverwerkings- en registratie-eenheid voorts voorzien is van een analoge 15 signaalprocessor die een versterker en een filter omvat, waarbij de processor verbonden is met de ten minste éne transducer; een eerste analoog-digitaal omzetter, die verbonden is met de analoge signaalprocessor; 20 een digitaal signaalprocessor die verbonden is met de eerste analoog-digitaal omzetter; een eerste timer-controller die verbonden is met de analoog-digitaal omzetter; een eerste klokgenerator die verbonden is met de 25 eerste timer-controller; een digitaal geheugen, dat verbonden is met de digitale signaalprocessor en met de eerste timer-controller; en een communicatiepoort die verbonden is met de eerste 30 digitale signaalprocessor, waarbij de registratie wordt overgedragen vanuit het digitale geheugen naar een oppervlakte-regeleenheid, waarbij de signaalverwerkings- en registratie-eenheid wordt gesynchroniseerd met de 10006 83 4 oppervlakte-regeleenheid, en waarbij de inrichting voorts de oppervlakte-regeleenheid omvat, die is verbonden met de seismische energiebron, waarbij de oppervlakte-regeleenheid wordt gesynchroniseerd met de signaalverwerkings- en 5 registratie-eenheid, teneinde de seismische energiebron te activeren op vooraf bepaalde tijdsintervallen en om een akoestische signatuur van de energiebron te registreren, en waarbij de eerste timer-controller is geprogrammeerd voor het activeren van de eerste analoog-digitaal omzetter op 10 vooraf bepaalde tijdsintervallen die overeenkomen met de vooraf bepaalde tijdsintervallen waarop de seismische energiebron wordt geactiveerd.

2. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de oppervlakte-regeleenheid voorts omvat: een 15 broncontroller die verbonden is met de seismische energiebron; een tweede timer-controlIer, die verbonden is met de broncontroller, waarbij de timer-controlIer geprogrammeerd is voor het activeren van de broncontroller op vooraf bepaalde tijdsintervallen; een tweede 20 klokgenerator, die verbonden is met de tweede timer- controller; een communicatiebus, die verbonden is met de tweede timer-controller; een nabij-veldsensor; een tweede analoog-digitaal omzetter, die verbonden is met de nabij-veldsensor voor het digitaliseren van de akoestische 25 signatuur; en een computer, die verbonden is met de tweede timer-controller en met de tweede analoog-digitaal omzetter, waarbij de registratie wordt toegevoerd aan de computer via de communicatiebus en waarbij de registratie wordt gecorreleerd met de akoestische signatuur van de 30 seismische energiebron, gemeten door de nabij-veldsensor.

3. Inrichting volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de seismische energiebron een luchtkanonopstelling omvat.

4. Inrichting volgens conclusie 1 of 2, met het 35 kenmerk, dat de seismische energiebron dynamiet omvat. 10006 83 t

5. Inrichting volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de seismische energiebron een vibratoreenheid is.

6. Inrichting volgens één der conclusies 1-5, met het 5 kenmerk, dat de ten minste éne transducer een hydrofoon- drukdetector omvat.

7. Inrichting volgens één der conclusies 1-5, met het kenmerk, dat de ten minste éne transducer een geofoon omvat.

8. Inrichting volgens één der conclusies 1-5, met het kenmerk, dat de ten minste éne transducer een accelerometer omvat.

9. Inrichting volgens één der conclusies 2-8, met het kenmerk, dat de nabij-veldsensor een hydrofoon-drukdetector 15 omvat.

10. Inrichting volgens één der conclusies 2-8, met kenmerk, dat de nabij-veldsensor ten minste één accelerometer omvat.

11. Inrichting volgens één der conclusies 2-8, met het 20 kenmerk, dat de nabij-veldsensor ten minste één geofoon omvat. 10006 83