Способ скважинной сейсмоакустической локации неоднородностей

Способ скважинной сейсмоакустической локации неоднородностей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

M5D G 01 Ч 1/40

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ !, 3

К ABTOPCH0MV СВИДЕТЕЛЬСТВУ.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3466840/18-25 (22) 08. 07. 82 (46.) 30.04.84. Бюл. 9 16 (72) О.Л.Кузнецов, И.С.Файэуллин, В.И.Цыплаков, Л.Г.Мысина, Б.В.Пхалагов и И.Б.Бук (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт. ядерной геофизики и геохимии (53) 550. 83 (088. 8) (56) 1. Патент Франции Ð 2040577, кл. С, 01 Ч 1/00, опублик.1971.

2. Патен г США М 3643212, кл.340-3„ опублик. 1972 (прототип). (54) (57) СПОСОБ СКВИКИННОЙ СЕЙСМОАКУСТИЧЕСКОЙ ЛОКАЦИИ НЕОДНОРОДНОС1ЕЙ состоящий в возбуждении упругих

Э волн на нескольких рабочих частотах с помощью акустических преобразователей в одной скважине, приеме прямых проходящих и отраженных упругих волн в другой скважине и измерении кинематических и динамических параметров принятых сигналов> о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения надежности и точности определе.ния местоположения йеоднородностей, дополнительно принимают прямые и отраженные волны в третьей скважине, возбуждают упругие волны во второй или третьей скважине, причем наименьшую базу измерений выбирают превышающей,по крайней мере, две длины волны 2 3 на меньшей из частот 1 возбуждения, при этом излучение и прием производят с шагом измерения, равным высоте приемника, превышающей, по (крайней мере, две длины волны 2 на меньшей иэ частот возбуждения 1, определяют комплексную характеристику среды, на каждой базе измерения выделяют отраженные волны и по кинематическим параметрам отраженных волн определяют местоположение неоднородностей.

1089530

Изобретение относится к геофизкческим методам разведки для обнаружения неоднородностей типа рудных тел и может быть использовано в инженерной геологии для обнаруженйя карстовых пустот . 5

Известен способ определения физико-механических свойств горных пород в котором излучают упругие колебания в одной скважине и принимают в другой в процессе межскважинного 10 прозвучивания (1 .

В этом способе наряду с проходящими волнами могут регистрироваться и отраженные волны, однако местоположение отражающего Ьбъекта не мо- . 15. жет быть установлено без привлечения направленного излучения и приема. В условиях скважины осуществление направленного излучения и приема представляет значительные трудности, и точность определения подхода волны не позволяет испольэовать способ для локации неоднородностей, не лежащих в плоскости наблюдений.

Известен cnocod скважинной сейсмо-7> акустической локации неоднородностей, выбранный в качестве прототипа, состоящий s возбуждении упругих волн на нескольких рабочих частотах с помощью акустических преобразователей s одной скважине, приеме прямых проходящих и отраженных упругих волн в другой скважине и измерении кинематических и динамичеоких параметров принятых сигналов (2) .

Однако этот способ, являясь скважинной модификацией метода морской геолокации, направлен на оконтуривание подземных камер-каверн, заполненных водой, при этом волны распространяются по жидкости, отражаясь от стенок каверны. Этот способ не позволяет оконтуривать рудные тела и неоднородности, находящиеся в межскважинном пространстве.

Цель изобретения - повышение надежности и точности определения местоположения неоднородностей.

Поставленная цель достигается тем, что в способе скважинной сейсмоакустической локации неоднородностей, состоящем в возбуждении упругих волн на нескольких рабочих частотах с помощью акустических преобразователей в одной скважине, приеме прямых проходящих и ртраженных упругих волн в другой скважине, измерении кинематических и динамических параметров принятых сигналов, дополнительно принимают прямые и отраженные волны в третьей скважине, 60 возбуждают упругие волны во второй или третьей скважине, .причем наименьшую базу измерений выбирают превышающей, по крайней мере, две длины волны 2 на меньшей иэ частот f воэбуж-: 61 дения, при этом излучение и прием производят с шагом измерения, равным высоте приемника, превышающей, по крайней мере, две длины волны 23 на меньшей из частот f возбуждения, определяют комплексную характеристику среды, на каждой базе измерения выделяют отраженные волны и по кинематическим параметрам отраженных волн определяют местоположение неоднородностей.

На фиг.1 показана схема размещения скважин и неоднородности, согласно которой осуществляется способ, на фиг.2 - схема определения расстояния до изучаемого объекта. три скважины 1 - 3 размещены по углам разностороннего треугольника

ABC. В начале в первую скважину 1 помещают излучатель 4 упругих волн, ° во вторую скважину 2 помещают приемник 5 упругих волн, в третью скважину 3 — приемник б. Объект изучения — неоднородность 7.

На фиг. 2 показаны расстояние

$D от скважины 1 до неоднородности

7, расстояние CD от скважины 2 до неоднородности 7 и расстояние В3 от скважины 3 до неоднородности 7.

Частоты. на которых производят измерения, выбирают в зависимости от расстояния излучатель-приемник, поглощающих свойств среды и размеров неоднородностей, при этом выбор ограничен соотношением 2 h D где

4 — длина волны, Q — размер (диаметр) неоднородности.

Распределенный излучатель длиной

2, распределенные приемники длиной

2, обладающие направленностью, располагают на расстояниях не меньших, чем три длины волны на низшей иэ частот, что позволяет выйти из ближней зоны излучения и проводить сравнение сигналов, получаемых на разных базах проэвучивания.

Шаг измерения выбирают равным не менее половины вертикальной протяженности неоднородности, чтобЫ проводить корреляцию отражений не менее, чем по двум трассам.

Способ осуществляют следующим образом.

Выбирают три скважины так, чтобы они не располагались на одной прямой и находились в углах треугольника с длиной сторон не меньшей, чем длина волны Я . Например, для рабочей частоты 1 кГц и скорости распространения 5000 м/с длина =

=5 м и, значит расстояние между скважинами должно быть не менее 5 м.

В первую скважину 1 опускают распределенный излучатель 4, во вторую и третью скважины 2 и 3 опускают распределенные приемники 5 и б.

Возбуждают упругие волны в первой

1089530 скважине 1 и принимают во второй и третьей скважинах 2 и 3, Регистрируют волновые картинки длительностью

Измеряют время распространения первого вступления упругих волн между парами скважин 1-2, 1-3 и 2-3, .определяют скорость V и анизотропию скоростей в массиве. Измеряют время распространения отраженной волны на двух парах скважин. Меняют местами излучатель и один иэ приемников, после чего возбуждают упругие волны во второй скважине

2, а принимают в первой скважине 1.

Измеряют времена прихода и cKopocTN °

Вычисляют путь отраженных волн от каждой из скважины до отражающего объекта в следующем порядке фиг.2.)

Регистрируемое время отраженной волны представляет собой сумму времен

4 б0 0, À9 вв где 1 в — время распространения волны из скважины 1 до отражающего объекта;

1щ - время распространения волны из скважины 2 до отражающего объект а; время распространения волны от скважины 3 до отражающего объНаходят время распространения упругих волн до отражающего объекта из каждой скважины г д.1, вс > 34» 4 g 4 t y »

Еа 2 вс 2 . 2 У 2 3 » »" t>4q

Вв . вс.

Вычисляют путь отраженной волны до отражающего объекта с учетом ани. эотропии: A9 = «z. у

BD-- 480 V

СВ= Ч

Смещая по вертикали приемник и излучатель с шагом, меньшим половины вертикальной протяженности неоднородности, производят измерения в других плоскостях, методом засечек находят место отражающего объекта, для чего строят окружности радиусом

|».2, BD и С9 и в месте пересечения окружностей находят положение отра- жающего объекта.

Способ позволяет существенно

30 сократить число скважин, пробуриваемых при инженерно-геологических изысканиях, а также при поисках пегматитовых полостей, содержащих драгоценные камни, и может эначитель35 но сократить расходы на эти работы.

Составитель Н.Журавлева

Редактор Т.Портная Техред А.Кикемезей Корректор A.Çèìoêoñîâ

Заказ 2928/43 Тираж 11 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по длеам изобретений и открытий

113035, Москвар Ж 35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4