SU1698864A1

SU1698864A1 - Скважинный прибор дл акустического каротажа на волнах Лэмба

Info

Publication number: SU1698864A1
Application number: SU884644062A
Authority: SU
Inventors: Владимир Иванович Ищенко; Наталия Григорьевна Кондрашина; Сергей Васильевич Красавин; Владимир Владимирович Смирнов
Priority date: 1988-12-30
Filing date: 1988-12-30
Publication date: 1991-12-15

Abstract

Изобретение относитс к геофизическим исследовани м скважин и может быть использовано при каротаже через насосно-компрессорные трубы дл оценки проницаемости и других свойств пластов, вскрытых бурением. Целью изобретени вл етс расширение области применени прибора за счет проведени каротажа через насосно-компрессорные трубы. Цель изобретени достигаетс за счет выполнени в корпусе скважинного прибора сквозных отверстий в месте установки преобразовател с диаметром 0,7-0,8 диаметра корпуса. При этом площадь каждого пьезоэлемента не менее сечени сквозного отверсти , а толщина пластины, размещенной в центре корпуса перпендикул оно оси отверсти , не более 0,3 толщины пьезоэлемента . 1 з.п. ф-лы, 3 ил. (Л

Description

Изобретение относитс к геофизическим исследовани м скважин и может быть использовано при каротаже через насосно-компрессорные трубы (НКТ) дл оценки проницаемости и других свойств пластов, вскрытых бурением.

Известен скважинный прибор дл акустического каротажа, позвол ющий проводить акустические исследовани обсаженных нефт ных и газовых скважин, диаметром 115 мм и более, через НКТ внутренним диаметром от 50 мм. Диаметр скважинного

прибора 36 мм. Скважинный прибор состоит из корпуса, в котором установлены излучающий и приемный преобразователи . Широкополосный излучающий преобразователь работает в диапазоне частот 5-25 кГц, что позвол ет проводить исследовани на преломленных (головных) волнах. Недостатком данного устройства вл етс невозможность проведени каротажа на низкочастотных волнах Лэмба, дл возникновени которых необходимо, чтобы длины излучаемых волн Д превышали величину диаметра скважины, ft /dc 1.

оэ со оо

00 О5 Ј

Дл рассмотренного прибора максимальна длина волны - 60 мм, т.е. $ /dcЈ 0,5. Условие возникновени волны Лэмба не выполн етс , что снижает информативность акустических исследований , поскольку динамические параметры волн Лэмба характеризуют проницаемость и трещимоватость присква- жинной зоны.

Известен скважинный прибор дл акустического каротажа на волнах Лэмба, состо щий из корпусов, содержащих генератор и усилитель. В корпусах размещены приемный и два излучающих преобразовател . Возможность проведени каротажа на волнах Лэмба достигаетс за счет того, что в 1 спектре излучающих широкополосных j преобразователей имеют место частоты кГц. Упругие волны с низкими частотами имеют длины волн 0,5-0,2 м, что, как правило, больше диаметра исследуемых скважин. Циаметр каротажного прибора АКН-1 - 100 мм и определ етс в основном габаритными размерами излучающих преобразователей . Недостатком данного устройства вл етс невозможность его использовани при проведении каротажа через НКТ, что также снижает информатив- ность акустических исследований скважин.

Целью изобретени вл етс расширение области изменени прибора за счет проведени каротажа через насосно-компрессорные трубы.

На фиг.1 изображена одна из схем скважинного прибора; на фиг.2 - сечение скважинного прибора в месте установки преобразовател ; на фиг.З вид волновых картин, зарегистрированных прибором в скважине диаметром 200 мм.

Скважинный прибор состоит из корпуса 1, набора преобразователей 2, генератора 3 и усилител 4, В месте установки преобразовател в корпусе 1 прибора выполнено сквозное отверстие 5, диаметром dOTe c° сплошной , стенкой. В центре корпуса перпендикул рно оси отверсти жестко закреплен упругий элемент 6 в виде пластины, толщиной Ьпл и диаметром

1S988644

л рно. Дл увеличени информативности в части излучающих преобразователей устанавЯивают акустически же- . , сткую пластину 8, герметизирующую отверстие.

Устройство работает следующим образом,

С помощью коммутационного уст- 10 ройства (не показано) часть преобразователей 2 подключаетс к генератору 3 и работает в режиме излу15

20

25

30

35

40

45

50

1ад

На обеих сторонах упругого элемента 6 размещены плоские пьезоэле- менты 7, толщиной hn9 и диаметром dnj. Пьезоэлементы соединены с генератором 3 параллельно и разнопо55

чени , друга часть - к усилителю k и работает в режиме приема упругих волн. При поступлении на пьезоэле- менте 7 пр моугольного импульса длительностью Ј , один из пьезоэле- ментов сжимаетс , другой - расшир етс . Возникает сила, направленна перпендикул рно поверхности пье- зоэлемента и действующа на упругий элемент 6 и объем жидкости в отверстии, параметры которых определ ют минимальную частоту вынужденных колебаний жидкости в скважине. Частота генерируемых упругих волн зависит от минимальной частоты Ј , и путем выбора Ј устанавливаетс такой, чтобы выполн лось условие ft/dc 1, что позвол ет проводить акустический каротаж на волнах Лэмба. Пример пакета колебаний волны 9 Лэмба, зарегистрированного одним из преобразователей , приведен на фиг. 3. Дл повышени информативности исследований в случае прот женных работающих пластов понижают частоту излу- чени путем увеличени t . В определенных типах разрезов дл повышени эффективности определени проницаемости пластов по динамическим параметрам волн Лэмба необходимо знать затухани сдвиговых волн. В этом случае дл повышени информа- ч тивности акустических исследований в части излучающих преобразователей устанавливают акустически жесткие пластины, герметически закрывающие отверсти с одной из сторон. При этом возникает одностороннее направленное давление на стенку скважины , что создает возможность селективного возбуждени и приема сдвиговых волн 10 (фиг. 3).

Принцип конструкции скважинного прибора заключаетс в том, что на формирование волн Лэмба не вли ет характеристика направленности излучающего элемента, а важно собст5

0

5

0

5

0

5

0

5

Принцип конструкции скважинного прибора заключаетс в том, что на формирование волн Лэмба не вли ет характеристика направленности излучающего элемента, а важно собственно возможность создани низкочастотных управл емых колебаний жидкости в скважине, которые в силу инерционности и в зкости последней уже на незначительных рассто ни х от точки возбуждени приобретают , плоский фронт и превращаютс в волну давлени . Такие колебани создаютс упругим элементом в виде пластины с возбуждающими ее плоскими пьезоэлементами, работающими в режиме смещений и излучающими непосред ственно в скважину. Частота излучени з значительной степени зависи от величины присоединенной массы среды, окружающей упругий элемент. При dOTe/dnp 0,7-0,8, величина присоединенной массы равна массе жидкости, скорость смещени частиц в которой равна скорости смещени на передней стенке пьезоэлемента.

Таким образом, если диаметр прибора определен двум стандартами: 3 и 42 мм, то диаметры отверстий выбираютс соответственно в интервалах: 25,2-28,8 мм и 29,-33,6 мм.

При выполнении упругого элемента из материала, акустические и плот- ностные характеристики которого близки к аналогичным свойствам пьез элементов, конструкци из упругого элемента и пьезоэлементов акустически однородна. В качестве материала упругого элемента используют медь, либо ее сплавы. В качестве пьезоэлементов - пьезокерамика типа ЦТС- 23 и др. При толщине упругого элемента не более 0,3 Ьпэ обеспечиваютс наиболее высокие амплитуды излучени при сохранении целостности пьезоэлементов и конструкции подвижной системы в целом. Диаметр пьезоэлементов должен быть близок или равен диаметру отверсти , чтобы помимо понижени частоты подвижной системы обеспечить плоский фронт излучаемой волны и ослабить возбуждение головных волн за счет расхо0

0

д щихсь волн от краев пьезоэлементов .

Claims

Устройство обеспечивает возможность проведени акустического каротажа на волнах Лэмба через насосно- компрессорные трубы, подавлени головных волн, распростран ющихс 9 скважине при традиционном способе возбуждени акустических волн, примен емом в приборах стандартного акустического каротажа, вследствие чего упрощаетс идентификаци волны Лэмба и прослеживание ее линий фа- 5 зовых коррел ций в различных лито- типах пород. Устройство также позвол ет дополнительно возбуждать в исследуемых породах сдвиговые волны. Формула изобретени

1, Скважинный прибор дл акустического каротажа на волнах Лэмба, содержащий корпус с низкочастотными излучающими и приемными преобразовател ми , блок возбуждени и усилитель , отличающийс тем, что, с целью расширени области применени прибора за счет проведени каротажа через насосно-компрессор- ные трубы (НКТ), в месте установки- каждого преобразовател корпус выполнен с радиальным сквозным отверстием диаметром 0,7-0,8 диаметра корпуса и снабжен упругим элементом в виде пластины, установленным в центре корпуса перпендикул рно оси отверсти , при этом на обеих сторонах пластины размещены пьезоэлемен- ты, площадь поверхности каждого из которых равна по крайней мере сечению сквозного отверсти , толщина пластины менее 0,3 толщины пьезоэлемента , а пьезоэлементы соединены разнопол рно.
2. Прибор по п. 1, о т л и ч .а ю- щ и и с тем, что, с целью регулировки низкочастотной составл ющей акустического импульса, блок возбуждени выполнен в виде генератора пр моугольных импульсов.

5

0

0

5

Wj

№$

01

O l

нди У

2 гпф

7

д V

гпф