Abstract

This article represents the systems approach to development of modern borehole acoustic wave-logging tools. A trend of using multipole sources and multi-array measurement is shown. There are examined the features of approach based on computer and physical modeling results application for choosing main tool components such transducers, receivers, acoustic insulators and antennas. The most important goals and results of modeling, the technical solutions of wave-logging tool elements construction and configuration are given. The examples of successful experimental tool records in field and control boreholes are illustrating the reaching of high level quality when estimating wave slownesses, porosity and permeability coefficients, Puasson and anisotropy coefficients. Moreover, the quadrupole source and wireline tool surveys comparison done. Quadrupole mode processing has allowed a good match of shear wave slowness estimation.

Keywords

Acoustic wave-logging, multipole logging, multi-array measurements, computer modeling, quadrupole excitation,

Reference

  •  1) Ampilov Yu.P., Barkov A.Yu., Yakovlev I.V., Filippova K.E., Priezzhev I.I. Pochti vse o seysmicheskoy inversii. Chast 1 // Tehnologii seysmorazvedki. 2009. № 4. S. 3-16.

  •  2) Vershinin A.G., Vershinin S.A., Dobrynin S.V. Razrabotka sovremennoy apparatury volnovogo kross-dipolnogo akusticheskogo karotazha s primeneniem kompyuternogo modelirovaniya // Tehnologii seysmorazvedki. 2013. № 1. S. 87-95.

  •  3) Vershinin A.G., Vershinin S.A., Muhamadiev R.S. Issledovanie multipolnogo izluchatelya dlya apparatury akusticheskogo karotazha v processe bureniya neftyanyh i gazovyh skvazhin // Geofizika. 2014. № 6. S. 46-59.

  •  4) Vershinin S.A. Kompyuternoe modelirovanie mnogoelementnoy antenny pribora multipolnogo akusticheskogo karotazha // Tezisy dokladov XXI Gubkinskih chteniy. Moskva. 24-25 marta, 2016.

  •  5) Vershinin S.A., Strelchenko V.V. Programmnyy paket SignPro dlya obrabotki volnovyh poley pri razrabotke priborov multipolnogo akusticheskogo karotazha // Karotazh-nik. 2015. № 12. S. 81-98.

  •  6) NPF «Geofizika», katalog produkcii // URL: http:// www.npf-geofizika.ru/ (data obrascheniya 25.12.2017).

  •  7) Pat. 170989 Rossiyskaya Federaciya, MPK G01V11/00. Ustroystvo dlya izmereniya geofizicheskih parametrov gornyh porod v processe bureniya / Kostylev V.V., Harisov R.G., Muhamadiev R.S., Vershinin A.G., Onischenko S.V., Komlyk E.V., Vlasov V.E., Ivanov A.A.; zayavitel i patentoobladatel OOO «TNG-Grupp». № 2016101954; zayavl. 22.01.2016; opubl. 17.05.2017.

  •  8) Pat. 2353955 Rossiyskaya Federaciya, MPK G01V5/10. Ustroystvo dlya karotazha gorizontalnyh skvazhin / Stenin V.P., Kostylev V.V., Kosenkov O.M., Belolipeckiy D.V., Komlyk E.V., Zyuzin V.T., Vershinin A.G., Mahov A.A., Viktorov O.V.; zayavitel i patentoobladatel PetroAlyans Servisis Kompani limited (Kipr). № 2007134507/28; za-yavl. 18.09.2007; opubl. 27.04.2009.

  •  9) Shubin A.V., Gorodnov A.V., Chernoglazov V.N., Ryzhkov V.I., Dobrynin S.V., Logovskoy V.I. Vybor optimalnoy tehnologii izmereniy i obrabotki volnovogo akusticheskogo karotazha v otkrytyh i obsazhennyh stvolah skvazhin // Geofizika. 2017. № 2. C. 2-13.

  •  10) Alford J., Crowe J., Loreto J., Pistre V., Rodrigues-Herrera A. Sonic Logging While Drilling - Shear Answers // Oilfield Review Spring 2012: 24. № 1. 2012.

  •  11) Halliburton, Xaminer Sonic Service // URL: http://www. halliburtom.com/ (data obrascheniya 25.12.2017).

  •  12) Johnson C., Webb S., Cooper G., Frescura F. Wavelet-based semblance analysis applied to geophysical borehole data // 11th SAGA Biennial Technical Meeting and Exhibition Swaziland, 16-18 September 2009. Pp. 155-160.

  •  13) Market J., Bilby C. Introducing the First LWD Crossed-Dipole Sonic Imaging Service // SPWLA 52th Annual Logging Symposium. May 14-18, 2011.

  •  14) Tang X.-M., Bolshakov A., Patterson D. Integrated Acoustic Evaluation of Reservoir Fractures: From Borehole Out Into The Formation // SPWLA 51th Annual Logging Symposium. June 19-23, 2010.

  •  15) Tang X.-M., Cheng A. Quantitative borehole acoustic methods. V. 24: Elsevier Ltd. Kidlington, 2004. 255 p.

  •  16) Tang X.-M., Patterson D.J., Dubinsky V., Harrison C.W. and Bolshakov A. Logging-while-drilling shear and compres-sional measurements in varying environments // SPWLA 44th Annual Logging Symposium, June 22-25, 2003. P. 1-13.

  •  17) Tang X.-N., Patterson D.J. Mapping formation radial shear-wave velocity variation by a constrained inversion of borehole flexural-wave dispersion data // Geophysics. Vol. 75. № 6. 2010. P. E183-E190.

  •  18) Weatherford, Compact Cross-Dipole Sonic // URL: http:// www.weatherford.com/ (data obrascheniya 25.12.2017).

Системный подход к созданию аппаратуры волнового акустического каротажа для исследования нефтегазовых скважин

Вершинин А.Г. Вершинин С.А. Стрельченко В.В.

Аннотация

В статье представлен системный подход к разработке современной скважинной аппаратуры волнового акустического каротажа. На примере зарубежных и отечественных приборов различных типов показана тенденция к использованию мультипольных режимов излучения и многоканальных измерений для повышения информативности при изучении свойств геологических разрезов нефтегазовых скважин. Показаны особенности подхода, основой которого является компьютерное моделирование акустических задач, направленных на выбор основных элементов прибора - излучателей и приемников, звукоизоляторов и антенн. Рассмотрены постановки наиболее важных задач и основные результаты моделирования. Приводятся технические решения, полученные по результатам исследований, касающиеся излучателей монопольного, дипольного и квадрупольного типа, звукоизоляторов, приемных преобразователей и конфигураций антенн. Показаны примеры измерений экспериментальных образцов аппаратуры как в контрольной скважине, так и в полевых условиях, иллюстрирующие достижение положительных результатов по ряду основных показателей - точности определения скоростей целевых волн, коэффициентов пористости и проницаемости, Пуассона, коэффициента и азимута анизотропии, оцениваемых по общепризнанной в РФ методике обработки. Кроме того, впервые демонстрируется пример квадрупольного излучения и его сравнение с кабельным прибором в контрольной скважине, показывающий близкое соответствие интервального времени для поперечной волны в высокоскоростной породе.

Ключевые слова

Волновой акустический каротаж, мультипольный акустический каротаж, многоканальные измерения, компьютерное моделирование, квадрупольное излучение,

Информация об авторах

Библиографическая ссылка

Вершинин А.Г. Вершинин С.А. Стрельченко В.В. Системный подход к созданию аппаратуры волнового акустического каротажа для исследования нефтегазовых скважин // Геофизика. 2018. № 2. С. 58-67.

Список литературы

  •  1) Ампилов Ю.П., Барков А.Ю., Яковлев И.В., Филиппова К.Е., Приезжев И.И. Почти все о сейсмической инверсии. Часть 1 // Технологии сейсморазведки. 2009. № 4. С. 3-16.

  •  2) Вершинин А.Г., Вершинин С.А., Добрынин С.В. Разработка современной аппаратуры волнового кросс-дипольного акустического каротажа с применением компьютерного моделирования // Технологии сейсморазведки. 2013. № 1. С. 87-95.

  •  3) Вершинин А.Г., Вершинин С.А., Мухамадиев Р.С. Исследование мультипольного излучателя для аппаратуры акустического каротажа в процессе бурения нефтяных и газовых скважин // Геофизика. 2014. № 6. С. 46-59.

  •  4) Вершинин С.А. Компьютерное моделирование многоэлементной антенны прибора мультипольного акустического каротажа // Тезисы докладов XXI Губкинских чтений. Москва. 24-25 марта, 2016.

  •  5) Вершинин С.А., Стрельченко В.В. Программный пакет SignPro для обработки волновых полей при разработке приборов мультипольного акустического каротажа // Каротаж-ник. 2015. № 12. С. 81-98.

  •  6) НПФ «Геофизика», каталог продукции // URL: http:// www.npf-geofizika.ru/ (дата обращения 25.12.2017).

  •  7) Пат. 170989 Российская Федерация, МПК G01V11/00. Устройство для измерения геофизических параметров горных пород в процессе бурения / Костылев В.В., Харисов Р.Г., Мухамадиев Р.С., Вершинин А.Г., Онищенко С.В., Комлык Е.В., Власов В.Е., Иванов А.А.; заявитель и патентообладатель ООО «ТНГ-Групп». № 2016101954; заявл. 22.01.2016; опубл. 17.05.2017.

  •  8) Пат. 2353955 Российская Федерация, МПК G01V5/10. Устройство для каротажа горизонтальных скважин / Стенин В.П., Костылев В.В., Косенков О.М., Белолипецкий Д.В., Комлык Е.В., Зюзин В.Т., Вершинин А.Г., Махов А.А., Викторов О.В.; заявитель и патентообладатель ПетроАльянс Сервисис Компани лимитед (Кипр). № 2007134507/28; за-явл. 18.09.2007; опубл. 27.04.2009.

  •  9) Шубин А.В., Городнов А.В., Черноглазов В.Н., Рыжков В.И., Добрынин С.В., Логовской В.И. Выбор оптимальной технологии измерений и обработки волнового акустического каротажа в открытых и обсаженных стволах скважин // Геофизика. 2017. № 2. C. 2-13.

  •  10) Alford J., Crowe J., Loreto J., Pistre V., Rodrigues-Herrera A. Sonic Logging While Drilling - Shear Answers // Oilfield Review Spring 2012: 24. № 1. 2012.

  •  11) Halliburton, Xaminer Sonic Service // URL: http://www. halliburtom.com/ (дата обращения 25.12.2017).

  •  12) Johnson C., Webb S., Cooper G., Frescura F. Wavelet-based semblance analysis applied to geophysical borehole data // 11th SAGA Biennial Technical Meeting and Exhibition Swaziland, 16-18 September 2009. Pp. 155-160.

  •  13) Market J., Bilby C. Introducing the First LWD Crossed-Dipole Sonic Imaging Service // SPWLA 52th Annual Logging Symposium. May 14-18, 2011.

  •  14) Tang X.-M., Bolshakov A., Patterson D. Integrated Acoustic Evaluation of Reservoir Fractures: From Borehole Out Into The Formation // SPWLA 51th Annual Logging Symposium. June 19-23, 2010.

  •  15) Tang X.-M., Cheng A. Quantitative borehole acoustic methods. V. 24: Elsevier Ltd. Kidlington, 2004. 255 p.

  •  16) Tang X.-M., Patterson D.J., Dubinsky V., Harrison C.W. and Bolshakov A. Logging-while-drilling shear and compres-sional measurements in varying environments // SPWLA 44th Annual Logging Symposium, June 22-25, 2003. P. 1-13.

  •  17) Tang X.-N., Patterson D.J. Mapping formation radial shear-wave velocity variation by a constrained inversion of borehole flexural-wave dispersion data // Geophysics. Vol. 75. № 6. 2010. P. E183-E190.

  •  18) Weatherford, Compact Cross-Dipole Sonic // URL: http:// www.weatherford.com/ (дата обращения 25.12.2017).