Способ обработки сигналов акустического каротажа скважин

Способ обработки сигналов акустического каротажа скважин

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

! ( ° - !.зф, 1424100

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (b1) 5авцсиз!Ое от азт, свцдетельства— (22) Заявлено 26.03.73 (21) 1897591/26-25 (51) Ч.Кл. G 01 l)40 с присоединением заявки ¹â€”

Гасударственный комитет

Совета Министров СССР ао делам изобретений и открытий (32) Прцоритет—

Опубликовано 15.04.74. Бюллетень № 14 (53| УДК 550.834 (08S.S) Дата опубликования описания 17.02.75,(72) Авто ры изобретения

В. А. Линьков, О. Л. Кузнецов и Б. Е. Векслер (71) Заявитель Всесоюзный научно-исследовательский институт ядерной геофизики и геохимии (54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ СИГНАЛОВ АКУСТИЧЕСКОГО

КАРОТАЖА СКВАЖИН

Изобретение QTtHQOIITся к обработке сигналов

T1 p H ак у с т цч е ск о I(Bp 0 T a ?I(e О б с а ж енн ы х 11 и собса?кениых скважин.

Для исследования физико - механических свойств пс род прц акустическом каротажс применяются временные и спектральные методы анализа сигнала, по результатам ооработки которого производится интерпретация материалов. 1О

Однако сигналы, соответсгвующие даже одному ти пу упругой волны, как .правило. представляют со бои суперпозццию,несколь|(.ii мод колебаний. Лм плитудные ц фазо вые хара ктеристики суммарного сигнала IIP. равны 15 соответствующим характеристикам составляющих колебаний и зависят как от т(оличестз-: составл яющиз(частот, так и от их амплитуднофазовых соотношений. В|виду того, что скорости,распространения и коэффициенты затухя- 20 ния упругих волн в породах являются частотllo-зависимыми функциями, интерпретяц:1я с:l:— палов по амплитудному показателю двух- ц

17-элементных акустических зондов прц ца 111чии в сигнале нескольких различных частот с 75 соизмеримыми амплитудами приводит к значительным ошибкам |в;расчетас(, так как изменения аъ|плптудных и фазовых соотношений, составляющих сигнал частот, различны при прохождении различных путей от излучателя (излучателей) к приемникам,пр|:емцн!().

Фазовые и амплитудные соотношен.:я в каждый момент времени являются функцией и-сколькпх независимых переменных прц не||зменном спектре излучения, таки как: пар.метры скважины (д112х!етр, ка чество .цемента.LI i l I i 3 2 т р ? б и Ого .пространства I l T.,i! . ) . п Ол о ж е-..ние сч(вяжинHQI o Ilpii(?OpB 3 cTBo;Ip. ск32жцны, физико-механические свойстза пора в оа(олсскзяжцннозl пространствp ц т.,3,, I(отîрые 3 большей или меньшей степени явля:огся слчайными. Поэтому оп!Нбкц,3 расчетах.по 2з илцтудным парамепрам сигналов акуст.| ческсгс карота?ка также случайные, учесть цх п р 1 терпретац|ш невозможно.

Для точного определения амплитудных сотношенцй всех колеба нц!1, зхсдящц 3 сд,: тцп упругой волны, представляющей собой с Ilерпозицц!О нескольких цз|п льсньlх,I(олеб.".ццй, предлагается способ, по которому составляют сиитетическцй сигнал, например, путе. последовательного суммирования реальных сигналов,,IIроцзводят частотный àí2l |з это-с сигнала, выделяют спорные частоты,;. затс: определяют истинные з наченця амплитудны.;

|1 фазовых соотношений с .помощью с|и|кро:- .ной цлц когеренгной обработки.

Сущностью изобретения является спреде.-.,-.н:|е частотного 00 "TBi32 цсследуезlото сигнал". прц помощи спектрального анализа сс:тазн.424100

45

55 BBIHHH реальных сианалов, про изводят частотный анализ этого сигнала выделяют опорные

Составитель Э. Терехова

Техред E. Борисова

Редан тор И. Шубина

Корректор Н. Унакина

Заказ 3674

Нзд 9 1519 Тираж 678 Подписно

ЦН14ИПН Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений п открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Обл. тпп. Костромского управления издательств. полигпа<Ьпн и книжной то»г»н.>н го сигнала, образованного с помощью последовательного суммирования, преобразующего зремя нссlедованпя "Io закону:

t = 1+ Пт, (1) где: t — время существования составного |сигнала; t — текущее время; т — длительность исследуемого им пульса; п=1, 2, 3 ..., величина г выбирается пз уcJIolBIM необходимого времени существования составного сигнала.

После суммирования получают сигнал с амгплптудной модуляцией лернодическпм сигналом, представляющий собой после|довательность исследуемых импульсов. Длительность этото сигнала зависит от выбранного значения п, которое .выбирается из условия необходимого сужения с пектра огибающей сипнала, которое определяется уравнением:

Лоз (оз,> — со„ (2) где Лез — асктпвпая шиврпна спектра функции огибающей; озр; о>р. 1 — |преобладающие частоты, составляющие колебания внутреннего за полнения, рааположенные рядом на частотной осп; р — индекс мод колебаний, составляющих суммарньш сипнал.

Сложение конца предыдущего импульса с началом .последующего должно осуществляться H нулевой точке без разрыва плп излома фазы колебания сумма рното cFItlFIBJIB при определении т на уровне, большем, чем 0,1 от максимальной амплитуды импульса. Прп меньших уровнях определения т допускаются фазовые нарушения прп сло кенни им пульсо в.

Из теории спектров известно, что колебания с амплитудной модуляцией периоднче ским сигналом обладают линей чатым опектром, центральная частота которого расположена на частоте колебаний внутреннего за|полнения, а спектральные составляющие отстоят друг от

2.т друга на веlII IHHv о= —, где Т вЂ” период

Т повторения функции огибающей.

I10olålóåìûé импульсный сигнал являет я функцией

u (t) = U (t)Icos(coP +- р ), P () ) (t); IPFI 0(t(Z

О.прп t(0; t)x функция огиюающей импульса.

Если принять Т=т, где т — длительность исследуемого импульса, импулвсный сигнал

1I(t) приведется к сигналу с амплитудной модуляцией e(t), функция модуляции которого является периодической с периодом т и по форме, соответствующей огибающей импульса

U(t), Представим функцию с>(/) в виде ряда

Фурье, тогда сигнал e(t) примет вид: г

e t) =С "sHI Iоз„/+ р,) - д, >нкг>»,> f (). ) 3)

/>

Со -- С»> где m.,.. =, — порциональные коэффиСг> ц иенты >модуляции; Со; С»„— амплитуды соответствующих спектральных составляющих; к — номера гармоник.

Из равенства (3) видно что спектр составного сигнал а представляет собой .сум му линейчатых спектров функции огибающей, разопесенных на частоту 9 =, причем боковые спектры ослабленны отнооительню спектра, расположенного на цеHTipBльной частоте, в раз. Если т выбирается по уровню 0,1, тогда т»„прн к=р=1 равно 0 9 и а>мплитуды боковых спектров уменьшаются по отношению к центральной;спектральной составляющей, больше чем в 2,2 раза. Кроме того, спектр, представлен ный уравнением (3), содержит теоретически бесконечное количество спектральных составляющих. Однако поскольку огибающая составного сигнала представляет со бой периодическую функцию амплитуды спектральных составляющих и ри удалениями от центральной частоты будут достаточно быстро убывать. Из этого следует, что при .пра|вильном выборе и, при котором выполняется условие (2), спектры различных мод колебаний будут разделены по частоте.

Максимум .каждого спектра определяет частоты, соста вляющие сигнал. По известному частойному составу применяя синхронную или когерент ную юбработку, определяют истинное значение ампл|итуд колебаний, входящих в состав исследуемого сигнала.

Дальнейшая обработка материалов акустического ка ротажа производится с помощью

|известной в настоящее время методики с учетом одночастотных колебаний.

Предмет изобретения

С пособ обработки сипналов акустического карютажа скважин, основанный на регистрации упругих волн в скважине и их спектральном анализе, отличающийся тем, что, с целью повышения точности вычисления кинематнческих и д инамическнх парамевров отдельных тиунов упруппх волн, лредста вляющих собой суперпоз ицию нескольких разночастотных мюд колеба н ий, составляют синтетический сигнал, .например, путем последовательного суммирочастоты, а затем определяют истинные значения а,мплитудных и фазовых соотношений с помощью синхронной пли когерентной ооработкн.