Способ определения элементов залегания акустических отражающих границ

Способ определения элементов залегания акустических отражающих границ

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

OllHCAHHE

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

285265

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства № 187336

3 а я вл е но 29.! Ч.1968 (¹ 1236059/26-25) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 29.Х.1970. Бюллетень № 33

Дата опубликования описания 19.1.1971

Кл. 42с, 42

5а, 47/00

МПК G 01v 1/13

Е 21b 47/00

УДК, 550.834:622.241 (088.8) Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

1;,. --.Б. р. каменецкий, й. л. перельман и Г. й. Рабинавич1 "" -..

Авторы изобретения

Заявитель Всесоюзный научно-исследовательский институт разведочной геофизики

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ ЗАЛЕГАНИЯ

АКУСТИЧЕСКИХ ОТРАЖАЮЩИХ ГРАНИЦ

Данный способ может найти применение в рудной и промысловой геофизике.

Элементы залегания геологической границы могут быть определены способом построения плоскости по трем точкам. В этом случае сква кипы не должны быть расположены на одной прямой (граница прп этом считается плоской на значительной площади, что наблюдается не всегда). Можно использовать пластовый наклономер, однако эти приборы малоэффективны и широкого распространения не получили.

По авт. св. ¹ 187336 известен способ определения угла наклона акустических отражающих границ как функции кажущейся скорости отраженных волн при известной скорости прямых волн того же класса. В дальнейшем определяемый угол наклона будем называть, пользуясь более общей терминологией, кажущимся зенитным углом и обозначим его 0 (c. — апсидальный угол).

1 V

О, = arcsin г где V — скорость прямых волн;

У„ — кажущаяся скорость отраженных волн.

Этот способ позволяет при наличии двух скважин с известными из данных инклинометрни величинами зенитного угла 0з и азимуте падения оси ср2 при известном относительном превышении пересечений границы со скважинами Л/т, расстоянии между ними Л/ и азимуте прямой между этими точками q;3, определить истинный зенитный угол границы 0 и азимут ее падения ср как функции величин 01ь

0ць 02, 0рь л., срзь ЛК М з (вторые цифры индексов обозначают условный номер скважин).

Для работы по этому способу необходимы две скважины. граница должна быть плоской на значительной площади. Решение оказывается двухзначным, 15 Цель изобретения — определение элементов залегания границы 0 и < по данным измерений в одной отдельной скважине. Достигается она тем, что наряду с углом 0 прп акустическом каротаже определяют угол между

20 плоскостью искривления сква;кпны и плоскостью отражений — апсидальный угол а.

Плоскость отражений — плоскость, проходящая через ось скважинного прибора (скважины) и перпендикулярная отражающей грани25 це. При определении используют данные инклинометрии Og и спп.

Суть изобретения пояснена чертежом.

Систему. координат Хь У, Z выбирают следующим образом. Ось 71 направлена вверх

30 по оси скважины, плоскость Х,Z, — плоскость

285265 искривления скважины, азимут положительного направления оси Х, р+Х, =180 +qq, соответственно ср+ У, =270 + рs; центр системы

О выбран так, что на отрезке ОСь отсекаемом границей по оси Z, ось скважины можно считать прямой.

Систему координат Х Y Z с центром в точке

О выбирают следующим образом: ось Z направлена вертикально вверх, плоскость XZ совпадает с плоскостью Х УО ось У совпадает с осью У .

Линии кажущегося падения границы С М и истинного падения CM пересекаются в точке N. ON — нормаль к границе. Плоскость

OC M, — плоскость отражений. ОС,М, Оь

LOCM=6, LCOC =О, 1 — М ОА — — 180 — а, МОА =Лср= rp — (180 +срр) .

В системе координат Хь У, Z определим угол между границей и горизонтальной плоскостью, который равен 90 — 0 и удовлетворяет условию

cos (90 — 0) =1, l>+m,т +п,п,, (1) где l>, m, n — направляющие косинусы нормали ОЛ ; 25

lq, т, ns — направляющие косинусы оси Z;

4= cos А OC= cos (90 + 0 ) = — sin О, ms — — cos LB OC=cos 90 =0; (2)

n> — — cos LC>OC=cos О

ОФ O_#_ cos (180 — )

1, = соя L НОА, =

ОА ОЛ4, = — сояасоя О, (3)

n> — — cos LNOCI — — cos (90 — 0 ) =sin О,.

Подставив выражения (2) и (3) в уравнение (1), получаем: я(п О=cos а cos 0 sin О +sin 0 cos 6 . (4)

Аналогично в системе Х Y Z определим угол между границей и плоскостью, перпендикулярной оси скважины, равный (90 — 0 ) 40

4=cos LC OA=-cos (90 — 0 ) =sin 0, ms — — cos 1 CI ОВ = cos 90 = 0 (5)

ms= cos LC OC=cos 0 .

1 = cos 1 NOA = cos hrp cos 0 = — cos (< — р ) cos О (6) 45

n, = cos 1 NOC= sin LOCN= я1п 0

sin 6> — — — cos (cp — рр) cos0 sin0 -4-sin0 cos 0s> (7) я1п 8 соя О, — s1n О, (8)

cos (cp — cpq)— сов О в1п О, 50

Формулы (4) и (8) служат для определения зенитного угла 6 и азимута падения границы ср ппрри и ууссллооввииии, что при АК определяется апсидальный угол плоскости отражений.

Если определяется кажущийся азимут плоскости отражений р — проекция азимута на плоскость, перпендикулярную оси скважины, угол а может быть определен как функция

$Tëo срп ср и О а=Vi — ps (9) где ср — проекция азимута оси скважины иа плоскость, ей перпендикулярную.

Для определения q как функции qs и О введем промежуточный угол Р между направлением меридиана и плоскостью, перпендикулярной оси скважины. Нетрудно показать, что: (10) 1 2

cos и sin р= cos (pg sin O откуда

sin ю. я1п р, =

1 1 — соя . s>n"- О, а = р, — arcsin (12) (1 — соя Qg $1п Оо

Таким образом, с помощью формул (1), (4), (8), (12) в общем виде решается задача определения элементов залегания акустической отражающей границы.

В частном случае вертикальной скважины

0 — — 0; ср, а и Лср — не имеют смысла, система

Х, Y, Z и совпадающая с ней Х, YI, ZI не могут быть построены. Полученные в результате измерения кажущиеся углы О и р> являются истинными, 0 и cp — элементами залегания акустической отражающей границы.

При реализации этого способа в акустической скважинной аппаратуре при условии, что углы ср (или а) и ср, 0s измеряются в одном скважинном приборе, нет необходимости центрировать его в скважине; если значения ср и О берутся по данным независимо выполненной инклинометрии, скважинный прибор

АК необходимо центрировать в скважине.

Предмет изобретения

Способ определения элементов залегания акустических отражающих границ по авт. св. № 187336, отличи>ощийся тем, что, с целью определения элементов залегания по данным измерений в отдельной скважине, в процессе акустического каротажа непрерывно измеряют апсидальный угол плоскости отражений или ее кажущийся азимут, приводят инклинометрию и по полученным данным судят об истинных значениях элементов залегания исследуемых границ.

285265

У,У, Составитель Э, Терехова

Редактор Б, Федотов

Техрсд А. А. Камышникова Корректор О. Б. Тюрина

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 3786/13 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открыгий при Совсте Министров СССР

Москва, К-35, Раушская наб., д. 4, 5