Моделирование параметров волнового поля при акустическом каротаже для оценки качества цементирования нефтяных и газовых скважин

Белов, Сергей Владимирович

Автореферат диссертации по теме "Моделирование параметров волнового поля при акустическом каротаже для оценки качества цементирования нефтяных и газовых скважин"

На правахрукописи

Белов Сергей Владимирович

МОДЕЛИРОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ ВОЛНОВОГО ПОЛЯ ПРИАКУСТИЧЕСКОМ КАРОТАЖЕ ДЛЯ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ НЕФТЯНЫХ И ГАЗОВЫХ СКВАЖИН

Специальность 25.00.16 Горнопромышленная и нефтегазопромысловая геология, геофизика, маркшейдерское дело и геометрия недр

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Пермь - 2004

Работа выполнена в ОАО «Пермнефтегеофизика» и Горном институте УрО РАН

Научный руководитель: доктор геолого-минералогических наук,

профессор, Заслуженный деятель науки РФ Новоселицкий Владимир Маркович

Официальные оппоненты:

доктор технических наук Санфиров Игорь Александрович

кандидат геолого-минералогических наук Ахматов Евгений Владимирович

Ведущая организация:

Пермский инженерно-технический центр «Геофизика», г. Пермь.

Защита состоится «16» июня 2004 г. в часов на заседании диссертационного совета Д 004.026.01 при Горном институте УрО РАН по адресу: 614007, г. Пермь, ул. Сибирская 78а. Факс диссертационного совета (3422) 16-75-02.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Горного института УрО РАН.

Автореферат разослан «14» мая 2004 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

«га

Бачурин Б.А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Цементирование обсадных колонн является важнейшей операцией при строительстве нефтяных и газовых скважин. Контроль состояния цементного кольца в затрубном пространстве при строительстве скважин обеспечивает выявление дефектных интервалов, дает информацию для принятия обоснованных решений по устранению заколонных перетоков, стимулирует повышение качества работ и совершенствование технологии цементирования обсадных колонн. Не менее важен контроль целостности цементного кольца за колоннами во время эксплуатации скважин, что способствует выявлению причин образования и выработке наиболее эффективных способов ликвидации дефектов.

Основной объем исследований с целью контроля качества цементирования обсадных колонн выполняется акустическим методом (АК). Высокая чувствительность параметров волнового поля к дефектам цементирования обусловливает широкое применение АК для оценки качества цементирования обсаженных скважин.

В настоящее время для контроля качества цементирования скважин наиболее широко применяют акустический каротаж на преломленных волнах — акустическую цементометрию (АКЦ). Методика интерпретации данных АКЦ изложена в «Методическом руководстве по компьютерной технологии контроля технического состояния и качества цементирования обсадных колонн нефтегазовых скважин» (Уфа, НПФ «Геофизика», ВНИИнефтепромгеофизика, 1997). Методика позволяет определять состояние контакта цементного камня с колонной и оценить контакт с породой. Однако при этом, методика не разделяет дефекты цементирования на контактный и объемный, что препятствует количественной оценке величины дефекта и определению герметичности затрубного пространства. В процессе разработки методики рассматривались зависимости параметров АКЦ только для приборов типа МАК-2. Остался не изученным вопрос метрологического обеспечения других типов приборов.

Отсюда с очевидностью вытекает необходимость совершенствования методики АКЦ, повышения его эффективности как основного метода контроля состояния цементного камня в различных геолого-технических условиях скважин.

Современная методика и технические средства АК предусматривают в процессе проведения каротажа не измерение отдельных параметров волн, а цифровую регистрацию акустического сигнала - волновой акустический каротаж (ВАК). Измерение параметров целевых волн осуществляется в процессе последующей компьютерной обработки зарегистрированных волновых сигналов. Опыт применения программ обработки ВАК показал, что за компьютеризацией и усложнением измерительных систем на второй план стали отходить вопросы метрологического обеспечения и качества исходного материала, что является одной из

ГОС. НАЦИОНАЛЬНА*

БИБЛИОТЕКА СПтрвтрг и

ОЭ юоУ««»'|

получаемой информации. В программах обработки и интерпретации данных ВАК отсутствуют модули метрологического контроля и оценки качества исходных данных. Актуальность работы обусловлена необходимостью совершенствования методики АКЦ, разработки алгоритмов и программного обеспечения для оценки качества и приемки полевых материалов ВАК.

Цель работы

Повышение достоверности контроля качества цементирования обсаженных скважин акустическим методом на преломленных волнах.

Основные задачи исследований

1. Моделирование распространения акустических колебаний в обсаженной скважине с использованием скважинных приборов различных типов, применяемых в производстве.

2. Изучение закономерностей изменения динамических и кинематических параметров продольной волны Лэмба по обсадной колонне (волны по колонне) при акустическом каротаже обсаженных скважин на основе моделирования.

3. Оценка влияния конструкции скважинного акустического прибора на параметры АКЦ и разработка рекомендаций по применению разных видов аппаратуры.

4. Совершенствование алгоритмов определения качества данных для целей стандартизации параметров оценки качества полевых материалов при акустическом каротаже обсаженных скважин.

Научная новизна

1. На основании анализа данных натурного физического моделирования акустического каротажа в обсаженной скважине с учетом влияния вмещающей породы установлены зависимости затухания и интервального времени пробега волны по обсадной колонне от типа и величины дефекта цементирования для различных типов приборов.

2. Установлено влияние конструкции акустического зонда на зависимости динамических и кинематических параметров волны по колонне от величины зазора цемент-колонна.

3. Для определения типа дефекта цементирования по данным ВАК предложено использовать вместо нормированных амплитуд коэффициент затухания волны по колонне. На основании вида частотных зависимостей принимается решение о характере дефекта.

4. Разработан алгоритм определения искажений и восстановления формы волнового сигнала АК.

Защищаемые научные положения

1. Способ определения типа дефекта цементирования с применением одного акустического прибора по измерениям затухания волны по обсадной

колонне на двух частотах зондирующего импульса.

2. Методика интерпретации параметров АКЦ, исключающая влияние конструктивных особенностей акустических приборов.

3. Способ выделения искажений и восстановления формы волнового сигнала при контроле качества цементирования скважин.

Практическая значимость работы

Предложенный способ калибровки акустических приборов в моделях обсаженной скважины с дефектами цементирования обеспечивает возможность количественной оценки величины дефекта разными типами скважинной аппаратуры.

Усовершенствованная двухчастотная методика позволяет определять тип дефекта цементирования, что повышает достоверность заключений о степени изоляции пластов в обсаженной скважине.

На основе обобщения и разработки новых алгоритмов предложен комплекс критериев (регламент) оценки качества полевых данных ВАК. Применение этого регламента позволяет выполнять оценку качества данных на всех этапах проведения геофизических исследований, что повышает общую эффективность применения акустического метода.

Определены требования к системам регистрации ВАК для изучения качества цементирования скважин.

Разработаны компьютерные программы обработки и интерпретации данных волнового акустического каротажа для контроля качества цементирования скважин.

Апробация работы

Основные положения и результаты диссертации докладывались и обсуждались на республиканской научно-практической конференции «Состояние и перспективы использования геофизических методов для решения актуальных задач поисков, разведки и разработки месторождений полезных ископаемых» (Октябрьский, 1999); на научно-техническом совете ОАО «Пермнефтегеофизика» (Пермь, 2002); на международном симпозиуме «Новые геофизические технологии для нефтегазовой промышленности» (Уфа, 2003); на Четвертой Уральской молодежной научной школе по геофизике (Пермь, 2003).

Компьютерные программы обработки и интерпретации данных волнового акустического каротажа для контроля качества цементирования скважин, разработанные с участием автора, внедрены на многих геофизических предприятиях России и стран СНГ.

Достоверность научных положений и выводов подтверждается результатами модельных экспериментов, а также сравнением с результатами исследований, проведенных другими авторами.

Структура и объем работы: диссертация объемом 141 страница состоит из введения, трех глав и заключения; содержит 7 таблиц, 58 рисунков, библиографию из 102 наименований.

Автор выражает глубокую благодарность научному руководителю профессору В.М. Новоселицкому за советы и консультации при подготовке диссертации, а также сотрудникам ОАО «Пермнефтегеофизика», главному инженеру В.Г. Козлову и начальнику НТУ А.В. Шумилову за поддержку и помощь в организации работ. Работе над диссертацией способствовала творческая и доброжелательная атмосфера в коллективе и поддержка коллег, особенно работников НТУ И.В. Ташкинова, И.Н. Жуланова.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Глава 1. Анализ применения акустического метода для контроля качества цементирования обсаженных скважин

Теоретические основы акустического метода развиваются в нашей стране и за рубежом с начала пятидесятых годов. В результате исследований была расшифрована структура волнового поля при акустическом каротаже и оценены кинематические динамические признаки основных типов волн, возникающих в скважине, частотная зависимость радиуса исследования.

В 1974 г. Розенбаумом (Rosenbaum J. Н.) численным методом получены первые теоретические волновые картины для условий скважины, окруженной пористыми горными породами.

Основное внимание исследователей было сосредоточено на изучении влияния пористости и трещиноватости горных пород, физико-механических констант, характера насыщения на характеристики основных типов волн в скважине.

Распространение упругих волн в обсаженной скважине рассматривалось для монопольных излучателей в работах Крауклиса П.В., Тюбмана, Ченга и Токсоца (Tubman К. М., Cheng С. Н., Toksoz M.). В публикациях этих авторов описан процесс формирования и распространения волны по обсадной колонне и способы расчета волновых картин. Работы имеют физическую, а не геофизическую направленность, т.е. посвящены, процессу получения синтетических волновых картин, а не анализу полученных результатов с целью их практического применения. Используемые в этих работах граничные условия не позволяют корректно описать ситуацию малых зазоров между колонной и цементом, когда имеет место частичное сцепление, а также наличие объемных дефектов.

Анализ синтетических волновых картин показал значительное их отличие от результатов измерений в реальных скважинах, поэтому при разработке количественной интерпретации материалов АК, при изучении качества цементирования скважин используют физические модели.

Применение акустического метода для оценки качества цементирования обсаженных скважин основано на высокой чувствительности параметров волнового поля к упруго-поглощающим характеристикам цементного камня и к

контактным условиям на границах цементного камня с обсадной колонной и вмещающей породой.

По мере развития акустического метода для контроля технического состояния скважин были разработаны несколько методик интерпретации, использующих характеристики преломленной продольной волны по колонне, полной энергии всего волнового пакета и отраженных волн.

Можно выделить два основные группы методик АКЦ: на преломленных волнах с интегральной оценкой сцепления цемента с колонной по окружности (АКЦ) и на отраженных (реверберационных) волнах (АРКЦ - акустический реверберационный контроль цементирования) — акустическое сканирование.

Контроль качества и состояния цементного кольца подразумевает решение следующих задач:

1) определение уровня подъема цемента за колонной;

2) контроль процесса формирования цементного кольца (ЦК) в скважинных условиях;

3) выделение интервалов с бездефектным цементным кольцом, имеющим сплошной (жесткий) контакт с обсадной колонной и горными породами;

4) выявление интервалов с дефектами в цементном кольце (каналы, разрывы, микрозазоры);

5) оценка прочностных свойств цементного камня в интервалах с бездефектным цементным кольцом;

6) определение типа дефекта в цементном кольце - объемный или контактный;

7) определение влияния механических и других воздействий на состояние цементного кольца;

8) определение пространственной ориентации и размеров дефектов в цементном кольце;

9) определение наличия цементного камня и состояния его контактов на границах с колоннами и породой в многоколонной скважине.

Применяемые методики АКЦ позволяют с различной степенью достоверности решать первые семь задач. Решение последних двух задач практически не возможно вследствие ограничений применяемой аппаратуры.

Все методики используют характеристики волны, распространяющейся по обсадной колонне. В качестве дополнительных параметров рассматриваются времена прихода и амплитуды продольной и поперечной головной волны по породе. Наиболее широко применяются две методики, различающиеся способом измерений: первая («однозондовая») основана на измерении нормированных амплитуд, вторая («двухзондовая») - на измерении затухания волны по колонне. Основными ограничениями методик АКЦ являются низкая чувствительность к объемным дефектам и сложность измерения параметров волны по обсадной колонне в высокоскоростных разрезах. Все методики АКЦ не обеспечивают достаточной точности измерения динамических параметров и, как следствие, не позволяют выполнять количественную оценку величины дефектов цементирования. Исключение - методика измерений под разными давлениями. Однако применение данной методики ведет к неконтролируемым

изменениям в цементном камне.

Программные средства (ПО), используемые геофизическими предприятиями в производственном режиме, реализует две основные методики. ПО достаточно технологично, имеет развитые средства обработки волновых сигналов АК, извлечения параметров, настройки критериев интерпретации и построения заключения АКЦ. Вместе с тем, программы, использующие «однозондовую» методику, накладывают дополнительные условия на наличие интервалов свободной колонны и точность центрирования скважинных приборов. Кроме того, пороговые значения амплитуд волн по колонне и породе для оценки состояния контактов цемента с колонной и породой не имеют метрологического обоснования.

К основным недостаткам всех перечисленных программ следует отнести отсутствие критериев корреляции параметров АК в открытом и обсаженном стволе, отсутствие оценки качества данных и достоверности получаемых параметров, зависимость результатов интерпретации от субъективных факторов (выбор фиксированного окна, амплитудного порога и др.).

Основными направлениями повышения эффективности метода АКЦ являются совершенствование методик интерпретации данных и метрологического обеспечения (МО), разработка алгоритмов и стандартизация параметров оценки качества исходных данных.

Глава 2. Физическое моделирование ВАК в обсаженной скважине

Физическое моделирование волнового поля в обсаженной скважине производится в двух вариантах - масштабном и натурном. Обычно в практике исследований применяется масштабное моделирование (Крылов Д.А., Кузнецов О.Л., Прямое П.А., Кирпиченко Б.И. и др.), так как оно требует значительно меньших затрат. Однако при использовании масштабных моделей практически невозможно учесть все скважинные условия. Особые трудности вызывает учет влияния скважинного прибора и моделирование зазоров на границах цемента с колонной и породой. Натурное физическое моделирование позволяет более точно учесть особенности конструкции скважины и влияние измерительного прибора. Поэтому на этапе внедрения полученных научных результатов в практику геофизических исследований, разработки методик интерпретации данных акустического каротажа, создания метрологического обеспечения необходимо натурное физическое моделирование.

Применяемые в настоящее время методики АКЦ используют кинематические и динамические параметры волны по обсадной колонне, поэтому основное внимание в диссертационной работе уделяется изучению зависимости характеристик волны по колонне от состояния обсаженной скважины.

Глава состоит из двух разделов. В первом приводится обзор и современная оценка результатов исследований, проведенных ранее во ВНИИГИС (Гуторов Ю.А., Хайдаров Г.Н. и др.).

С целью упрощения переноса результатов модельных исследований на измерения, выполненные в скважинах, все модельные установки строились на

основе реальных обсадных труб (коэффициенты подобия выбраны равными единице). Модели имитируют различные ситуации в обсаженной скважине: отсутствие цемента, наличие муфтовых соединений колонны, дефекты колонны, дефекты цементирования контактного и объемного типов.

Основной отличительной особенностью перечисленных моделей является постоянство физико-механических характеристик цементного камня и металла колонны.

В результате измерений были получены зависимости фазовых скоростей и коэффициента затухания волны по колонне в широком диапазоне частот (3-35 кГц). Зависимости построены по отношению к «относительному волновому числу» к-Г2, где к - волновое число, а т^ - наружный радиус обсадной колонны. Анализ зависимостей показал следующее.

В моделях с цементным кольцом по мере снижения относительного волнового числа сигнала (¿•Тг) ниже 1,5-1,65 происходит снижение скорости распространения продольной волны, обусловленное резонансными свойствами модели. Для моделей без цементного кольца, этот эффект менее выражен и наблюдается при меньших значениях (0,7-0,8) относительного волнового числа. Аналогичные соотношения получены и для затуханияа Для моделей без цементного кольца величина затухания в том же диапазоне изменяется незначительно. Зависимости для моделей с цементным кольцом имеют выраженные аномалии. В случае старого цементного кольца наблюдается максимум затухания при кг2 = 1, а в случае свежего цементного кольца максимум смещается в сторону меньших значений

В связи с этим, следует отметить, что большое влияние на динамические характеристики упругой волны оказывает наличие обжимающего усилия цементного кольца (вследствие усадки при схватывании) на границе цемент-колонна. Такой вывод сделан на основании двух серий экспериментов по выявлению зависимости динамических параметров упругой волны от угла раскрытия вертикального канала. В первой серии измеряли параметры волны при сплошном кольце, а затем формировали и последовательно расширяли канал (увеличивая тем самым угол раскрытия канала), каждый раз выполняя измерения. Во второй серии экспериментов каналы делались заблаговременно с помощью деревянных вставок, которые можно было убирать после твердения цемента.

Установлено, что коэффициент прохождения упругих колебаний через контактный микрозазор является частотно-зависимой функцией. Степень влияния величины микрозазора на ослабление сигнала, распространяющегося по колонне, является максимальной для каждой частоты в определенном диапазоне зазоров. С уменьшением частоты, область максимального влияния смещается в сторону больших кольцевых зазоров. Для каждой частоты можно установить две предельные величины зазоров, чувствительность к которым является минимальной: одна из них лежит в области малых зазоров, другая - в области больших. Расширение частотного диапазона в область низких частот позволяет увеличить предельную величину измеряемого кольцевого зазора.

Таким образом, пользуясь полученными зависимостями и отсчетами амплитуд на разных частотах, можно установить приближенную величину кольцевого зазора между цементным кольцом и колонной. Данные зависимости были использованы при разработке двухчастотной методики определения типа дефекта цементирования (Гуторв Ю.А., 1978).

В то же время, ни в одной из моделей не была реализована горная порода или ее имитация, моделировались свойства только биморфной среды (колонна+цемент) с внешним скользящим контактом на границе цемент-порода. Кроме того, в этих экспериментах не использовались реальные зонды, т.е. влияние корпуса скважинного прибора практически не учитывалось. Эти факторы уменьшают значимость полученных результатов. На практике использовать установленные зависимости можно в редких случаях, когда существует скользящий тип контакта на границе цемент-порода.- Однако полученные зависимости можно использовать для проверки алгоритмов решения прямой и обратной задач АК.

Во второй части главы приведены результаты физического моделирования волнового поля в обсаженной скважине, выполненные автором в рамках тематических работ научно-технического управления ОАО «Пермнефтегеофизика».

При изучении параметров сигналов, возбуждаемых в обсадных трубах, ранее уделялось мало внимания влиянию конструкции прибора. Ключевым моментом этой части работы является то, что в натурных экспериментах исследуется волновое поле, зарегистрированное разными типами промышленной скважинной аппаратуры.

Наблюдения в моделях выполнялись предназначенными для АКЦ промышленными приборами (см. таблицу). Выбор приборов основан на отличии характеристик возбуждаемых волн, а также связан с широтой их применения в производстве.

№ Название Формула Диаметр, Длина, Раб. Частота,

мм мм кГц

1 МАК-2-ВЧ И1П0.5П 73 3850 20

2 МАК-2-НЧ И1П0.5П 100 4000 15

3 МАК-4 И0.75П0.5П 60 3880 23

4 МАК-9 И1,0П0,5П 73 3850 20/10

5 УЗБА-21А И1И0.5П 80 4000 -

Измерения выполнялись как в специально построенных моделях, так и в поверочных установках УПАК-1 и УПАК-2. Установки УПАК содержат калиброванные по скорости распространения и затуханию волноводы: УПАК-1 содержит винипластовую трубу внутренним диаметром 120 мм, УПАК-2 стальную трубу внутренним диаметром 127 мм, внутри и снаружи труб -рабочая жидкость.

Все модели скважины построены на основе обсадной трубы с внешним диаметром 147 мм и толщиной стенки 8 мм. Модели охватывают шесть

основных состояний зацементированной скважины.

1. Микрозазор колонна-цемент, низкоскоростной разрез. Модель представляет собой герметичную камеру с затвором, на основе обсадной колонны. Колонна имеет цементное кольцо диаметром 228 мм. Цементное кольцо из портландцемента имеет переменный контакт с колонной. Давление в камере можно увеличивать с помощью ручного масляного насоса, подключаемого к штуцеру на затворе гидрокамеры. При гидростатическом давлении в колонне зазор между колонной и цементом имеет величину 50 мкм. Порода имитируется бетоном.

2. Вертикальный канал, низкоскоростной разрез. Обсадная труба имеет цементное кольцо из портландцемента. В цементном кольце сформирован канал с углом раскрытия 60°.

3. Вертикальный канал, низкоскоростной разрез. Обсадная труба имеет цементное кольцо из гельцемента. В цементном кольце сформирован канал с углом раскрытия 60°.

4. Скважина без дефектов цементирования, низкоскоростной разрез. Обсадная труба имеет цементное кольцо из портландцемента. Порода имитируется бетоном.

5. Скважина без дефектов цементирования, низкоскоростной разрез. Обсадная труба имеет цементное кольцо из гельцемента. Порода имитируется бетоном.

6. Скважина без дефектов цементирования, высокоскоростной разрез. Обсадная труба имеет цементное кольцо из портландцемента. Порода имитируется мрамором.

Методика измерений предусматривала следующие этапы. Регистрация сигналов от скважинных приборов через имитатор каротажного кабеля с помощью каротажной станции «Гектор». Для оценки стабильности показаний делалось по три серии записей каждым прибором. Обработка записанных сигналов в программе «ГИС-АКЦ» с целью выделения волны по колонне и определения её кинематических и динамических параметров (времена прихода и амплитуды фаз, интервальное время пробега и затухание волны). Для каждого измерения строились варианты интерпретации по 3 первым фазам сигнала. Затем в программе «8ТЛТ18Т1СЛ» для каждого набора трасс определялось среднее значение и дисперсия параметров, которые использовались при построении зависимостей.

Определение зависимости интервального времени пробега и коэффициента затухания от частоты выполнено с помощью программы, написанной в среде «МЛТЬЛБ». Для каждой записи волнового сигнала выполнялись следующие процедуры:

- низкочастотная фильтрация для компенсации смещения нуля трассы и подавления импульса запуска в начале записи;

- вырезание волны по колонне косинусно-прямоугольным окном;

- преобразование Фурье;

- построение энергетических и фазовых спектров;

- вычисление спектральных характеристик (частота максимума, средняя

частота, ширина, квартили и медиана спектра мощности, фазовые скорости и затухание на заданных частотах).

Анализ экспериментальных зависимостей параметров волны по колонне показал следующее.

Ширина спектра волны по колонне примерно одинакова для всех типов приборов и равна 10-12 кГц, а частота максимума изменяется от 14 до 20 кГц и определяется конструкцией прибора (рис. 1).

МАК-9-НЧ МАХ 2-НЧ МАХ 2 ВЩ1) МАК-« Ширина

У36А-21ЛД МАК-в-ВЧ МАХ-2 ВЧ(2)

Рис. 1. Спектральные характеристики волн, возбуждаемых в осадной колонне разными типами скважинных приборов

Интервальное время пробега волны по колонне, определяемое по времени прихода максимумов сигнала, зависит от параметров модели, особенно этот эффект проявляется на модели зазора. С уменьшением величины зазора происходит уменьшение интервального времени от 175-180 мкс/м до 165-173 мкс/м. В то же время интервальное время распространения волны в свободной колонне равно 184 мкс/м. Такая зависимость является следствием увеличения дисперсии фазовой скорости и усиления частотной зависимости затухания с ростом напряжений в колонне и уменьшением зазора при увеличении давления.

Коэффициент затухания является наиболее устойчивой динамической характеристикой волны. Полученные на моделях зависимости коэффициента затухания от зазора в целом соответствует результатам ранее проведенных работ, но диапазон изменения несколько шире 2-45 дБ/м. Установлено, что при работе прибора (МАК-9) в двух частотных режимах, коэффициент затухания для низкочастотного режима на 6-17 дБ/м превышает соответствующие значения для высокочастотного режима. В моделях каналов разница значений коэффициента затухания не превышает 1,6 дБ/м (рис. 2).

Полученная зависимость позволяет определять тип дефекта цементирования по измерениям затухания волны по колонне на разных частотах зондирующего импульса. Основным критерием является разность измеренного коэффициента затухания. Если разность не превышает заданной величины, то предполагается дефект объемного типа, иначе - контактного типа.

22

а

Пороговое значение разности коэффициента затухания определяется при калибровке прибора по описанной ниже методике.

По результатам измерений не выявлено устойчивой зависимости величины затухания от частоты импульса для разных видов аппаратуры (рис 3). Как видно из рисунка, на величину измеренного коэффициента затухания значительное влияние оказывают конструктивные особенности скважинных

приборов. Поэтому использование разных типов приборов для определения характера дефекта цементирования по измерению затухания на разных частотах зондирующего импульса не представляется возможным, вследствие значительной дисперсии (4-6,5 дБ/м).

Результаты расчетов коэффициента затухания в частотной области показывают, что зависимость величины затухания от частоты в значительной мере зависит от конструкции прибора. Для приборов с похожей конструкцией (МАК-2, МАК-9) установлена аномальная зависимость затухания от частоты. При величине зазоров более 30 мкм с возрастанием частоты затухание уменьшается. В случае малых зазоров (0-30 мкм) и низкочастотных приборов (МАК-9-НЧ, МАК-2-НЧ) зависимость затухания от частоты меняется на нормальную. Для прибора МАК-4 зависимости имеют противоположный характер: в диапазоне зазоров 30-60 мкм затухание увеличивается с ростом частоты, а в диапазоне 0-20 мкм - уменьшается.

Таким образом, при оценке величины зазора по затуханию волны по колонне образуется систематическая погрешность, связанная как с частотой импульса, так и с конструктивными параметрами приборов. Для учета этой погрешности необходимо применение специальной калибровка приборов в моделях обсаженной скважины. Для каждого типа прибора строятся зависимости коэффициента затухания от величины зазора при двух значениях волнового сопротивления цемента Ъ. Полученные зависимости линейно интерполируются по Ъ для построения палеток определения дефекта по заданным значениям затухания и волновому сопротивлению цемента. Если конструкция прибора позволяет работать на нескольких частотах импульса, то зависимости строятся для всех режимов работы прибора.

Глава 3. Оценка качества данных ВАК

В процессе проведения акустических измерений в скважинах имеются два класса факторов, влияющих на точность измерения характеристик упругих волн. Первый из них определяется условиями проведения измерений и особенностями геологического разреза: свойствами промывочной жидкости, техническим состоянием скважины, изменением интенсивности волн и их интерференцией. Ко второму классу относятся инструментальные погрешности, связанные с нелинейностью регистрирующего тракта, неравномерностью амплитудно-частотных и фазочастотных характеристик электроакустических преобразователей, усилителей, геофизического кабеля, нестабильностью работы аналого-цифровых преобразователей, наводок по питанию с частотами, кратными 50 Гц; распространением по корпусу прибора упругих волн, амплитуда которых определяется качеством акустических изоляторов.

Достоверность результатов, получаемых в процессе интерпретации данных ВАК, во многом определяется качеством исходного первичного материала. Наряду с метрологическим обеспечением контроль качества первичных материалов является неотъемлемой частью системы обеспечения качества геофизических работ. В настоящее время контроль качества первичного

материала, особенно при цифровой регистрации, проводится недостаточно эффективно и не в полной мере. В большинстве случаев эта процедура переносится на этап обработки и интерпретации, тем самым увеличиваются затраты времени на выдачу заключений, поскольку процедура обработки проводится в интерактивном режиме. С другой стороны, обработка и интерпретация диаграмм без предварительного установления их качества резко снижает эффективность интерпретации и зачастую приводит к ошибочным результатам.

Автором проанализированы основные влияющие факторы и алгоритмы оперативной оценки качества материалов ВАК, основанные на свойствах зарегистрированного волнового сигнала.

Скорость каротажа определяет уровень шумов, вызванных движением прибора, его трением и биением о стенки скважины или колонны, величину смещения прибора между циклами записи. Превышение заданной скорости может приводить к пропускам циклов записи. Скорость каротажа записывается в процессе измерений, поэтому при анализе данных должны быть определены интервалы с превышением заданной скорости.

Состав и акустические свойства промывочной жидкости могут изменяться с глубиной, что приводит к изменению времени вступления волн. Увеличение количества газа в жидкости увеличивает время вступления волн и уменьшает их амплитуду и, таким образом, приводит к снижению динамического диапазона записи, а в некоторых случаях к полному затуханию сигнала. Если свойства промывочной не изменяются в пределах базы измерения, то влиянием этого фактора на измерение интервального времени пробега и затухания волн можно пренебречь.

Неидентичность измерительных каналов по коэффициенту преобразования вносит систематическую погрешность в измерения коэффициента затухания в виде постоянного смещения значений:

5а, = 201ой(Кт, / Кпй) / (Ь2 - Ь,), где

КцпЬ Кий - коэффициенты преобразования измерительных каналов;

Ьз, - длины зондов.

Неидентичность каналов определяется в калибровочной установке или в интервалах с известным значением коэффициента затухания, например, в интервале отсутствия цемента.

Смещение прибора относительно оси скважины или колонны особенно заметно проявляется в скважинах большого диаметра. Параллельное смещение прибора вносит существенные погрешности при измерении времени прихода и амплитуды волн, но слабо влияет на точность измерения относительных параметров интервального времени пробега и затухания волн. Перекос прибора относительно оси колонны вносит дополнительные погрешности при измерении относительных параметров.

Смещение нуля записи волнового сигнала искажает измеряемые амплитуды. Смещение нуля можно устранить низкочастотной фильтрацией сигнала. Допустимое смещение нуля определяется допустимой погрешностью измерения коэффициента затухания и составляет 30% от минимальной

амплитуды изучаемой волны. Для оценки смещения нуля трассы предложен алгоритм, основанный на вычислении среднего значения сигнала в плавающем окне. За оценку смещения принимается медиана средних значений.

Кратковременные сбои АЦП приводят к искажениям сигнала, которые не могут быть устранены фильтрацией. В случае если сбои по амплитуде превышают максимум сигнала волны по колонне или по времени попадают в окно измерения амплитуды, возможны значительные ошибки при получении кинематических и динамических параметров и интерпретации данных. Для выделения сбоев АЦП предлагается использовать алгоритм на основе фильтра Кальмана-Бьюсси.

Ошибки синхронизации приводят к резким смещениям трасс по времени относительно соседних. При обработке таких трасс получаются искаженные параметры, поэтому если величина сдвига трассы превышает заданное значение, то она должна быть исключена из интерпретации. Алгоритм оценки сдвигов трасс основан на вычислении функции подобия.

Диапазон измерения амплитуд сигнала определяется максимальной амплитудой целевых волн и уровнем шумов. Ограниченный динамический диапазон аппаратуры требует правильного выбора коэффициентов усиления скважинного прибора и каротажной станции. При слишком высоком коэффициенте усиления происходит ограничение сигнала, при этом получаемые динамические параметры становятся некорректными, искажается спектр сигнала, в нем появляются дополнительные гармоники, кратные основной частоте сигнала. Ограничение сигнала может происходить как в электронной схеме скважинного прибора; так и в каротажной станции. При низком коэффициенте усиления и недостаточной мощности излучателя амплитуды регистрируемых волн могут стать соизмеримыми или меньшими уровня шумов.

В работе предложен алгоритм выделения ограничений волнового сигнала, основанный на резком уменьшении производной сигнала в области искажений (рис. 4). Восстановление сигнала выполняется интерполяцией сигнала кубическим сплайном. Алгоритм позволяет выделять искажения сигнала протяженностью более двух отсчетов по времени. Относительная погрешность восстановления сигнала составляет 1-3%, что не превышает точности измерений.

Приведенные выше способы оценки факторов, искажающих данные ВАК, реализованы в модуле автоматизированной оценки качества первичных данных программного комплекса «Соната». Требования к полноте, условиям измерений и качеству полевых данных приведены в руководящих документах. В результате анализа искажающих факторов предложено дополнить оценку качества первичных материалов критериями качества волнового сигнала. Количественные значения параметров качества волнового сигнала должны устанавливаться в зависимости от решаемой задачи и согласовываться с заказчиком геофизических работ.

Контроль качества материалов в соответствии с «Технической инструкцией по проведению геофизических исследований и работ приборами

yf Чтение записей сигналов S / A=F(t)

I -

Вычисление максимума и минимума сигнала Мах » тах(А) Min - min(A)

г

Расчет производной

I

Расчет параметра ограничения Pi= А,/ (abs(Di) +1 )

Рис. 4. Блок-схема алгоритма выделения ограничений волнового сигнала'

на кабеле в нефтяных и газовых скважинах» осуществляется в три этапа:

1) первичный контроль данных (выполнятся непосредственно на скважине);

2) вторичный контроль (осуществляется при приемке первичных материалов интерпретационной службой предприятия);

3) окончательный контроль качества материалов (осуществляется во время их комплексной геологической интерпретации).

Разработанный регламент оценки качества материалов ВАК может применяться как на этапе первичного контроля и этапе приемки полевых материалов, так и во время интерпретации данных.

Заключение

В результате исследований по теме диссертационной работы получены следующие основные выводы и результаты:

1. Установлены зависимости параметров АКЦ от свойств моделей обсаженной скважины и конструкции акустического прибора, построены спектральные характеристики волны по колонне для разных моделей АКЦ.

2. Полученные зависимости дают основания утверждать, что регистрируемые при АКЦ динамические параметры обусловлены не только наличием и величиной дефектов цементирования скважины, но также и конструктивными особенностями скважинных приборов.

Усовершенствованная методика интерпретации параметров АКЦ позволяет учитывать конструктивные особенности скважинных приборов.

3. Для двухчастотного прибора МАК-9 установлены зависимости коэффициента затухания от величины и типа дефекта в моделях с учетом влияния вмещающей породы, которые позволили усовершенствовать двухчастотную методику. Переход от измерения относительных амплитуд к измерению коэффициента затухания продольной волны по колонне уменьшает влияние изменения скважинных условий.

4. Установлено также, что с уменьшением зазора цемент-колонна увеличивается фазовая скорость волны по колонне. Исходя из полученных зависимостей параметров АКЦ от спектральных характеристик регистрируемых сигналов, необходимо определять граничные значения по затуханию для каждого типа приборов.

5. Вследствие дисперсии фазовой скорости и зависимости затухания волны по колонне от частоты приобретает большое значение учет влияния регистрирующего канала. Это влияние складывается из следующих факторов:

неидентичность акустических преобразователей;

влияние электронной части скважинного прибора;

влияние каротажного кабеля;

влияние регистратора.

Предложено встраивать в скважинный прибор генератор эталонных (прямоугольных и синусоидальных) импульсов. По калибровочной записи этих импульсов определяются АЧХ и ФЧХ регистрирующего канала, величина нелинейных искажений. Затем по характеристикам канала рассчитывается специальный фильтр для подавления искажений, возникающих при записи волновых сигналов.

6. Анализ характеристик выпускаемых в настоящее время акустических скважинных приборов показал, что для целей АКЦ необходимо применять высокочастотные короткие (1-1,5 м) зонды, так как они имеют больший динамический диапазон и более чувствительны к малым зазорам.

7.Усовершенствованы и созданы новые алгоритмы оценки качества ВАК. Предложен доработанный стандарт оценки качества полевых данных ВАК. Оценка качества данных на всех этапах исследований обеспечивает достоверность получаемой информации и повышает эффективность применения акустического метода.

8. Разработана компьютерная программа обработки и интерпретации данных АКЦ. Специальный модуль этой программы реализует предложенный регламент оценки качества данных ВАК.

Список опубликованных . работ

1. Белов СВ., Ташкинов И.В. Жуланов И.Н., Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ «Обработка волнового сигнала» (М^Р) / Москва, РосАПО, 03.02.1997, № 970037.

2. Семенцов А.А., Белов СВ., Жуланов И.Н., Ташкинов И.В., Шумилов В.А. Развитие технологии обработки и интерпретации данных волнового акустического каротажа / НТВ «Каротажник». Тверь, АИС, 1998, вып. 51, с. 29-31.

3. Жуланов И.Н., Ташкинов И.В., Белов СВ., Шумилов А.В. Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ «Система обработки волнового сигнала» (ГИС-Акустика) / Москва, РосАПО, 13.07.1998, № 980433.

4. Белов СВ., Жуланов И.Н., Семенцов А.А., Шумилов А.В. Опыт использования методики выделения приточных зон на месторождениях Пермской области / Материалы Республиканской научно-практической конференции «Состояние и перспективы использования геофизических методов для решения актуальных задач поисков, разведки и разработки месторождений полезных ископаемых». Октябрьский, ВНИИГИС, 1999, с. 301-305.

5. Шумилов А.В., Жуланов И.Н., Белов СВ., Ташкинов И.В. Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ «Определение качества цементирования скважин» (ГИС-АКЦ) / Москва, РОСПАТЕНТ, 16.08.2000, №2000610746.

6. Белов СВ., Жуланов И.Н., Ташкинов И.В., Шумилов А.В. Система «ГИС-АКЦ» - эффективное средство контроля качества цементирования / Тезисы докладов научного симпозиума «Новые технологии в геофизике». Уфа, ОАО НПФ «Геофизика», 2001, с. 86-87.

7. Белов СВ. Оценка качества данных ВАК / Тезисы докладов научного симпозиума «Новые геофизические технологии для нефтегазовой промышленности». Уфа, ОАО НПФ «Геофизика», 2003, с. 86-88.

8. Белов СВ. Результаты физического моделирования ВАК в обсаженной скважине / Горное эхо. Вестник Горного института. Пермь, Горный институт УрО РАН, 2003, №4(14), с. 32-35.

9. Белов СВ., Заичкин Е.В., Наугольных О.В., Ташкинов И.В., Шумилов А.В. Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ «Модульная система обработки и интерпретации данных геофизических исследований скважин (Соната)» / Москва, РОСПАТЕНТ, 22.01.2004, №2004610273.

Ю.Белов СВ., Шумилов А.В. Повышение достоверности определения качества цементирования обсаженных скважин по данным акустической цементометрии / Тезисы докладов научного симпозиума «Высокие технологии в промысловой геофизике». Уфа, ОАО НПФ «Геофизика», 2004, с. 48-49.

>114 0 S

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Белов, Сергей Владимирович

Введение.

Глава 1. Анализ применения акустического метода для контроля качества цементирования обсаженных скважин.

1.1. Задачи акустических методов контроля состояния цементного кольца.

1.2. Методики определения качества цементирования скважин.

1.2.1. Методики АКЦ на преломленных волнах.

1.2.1.1. Методика АКЦ с однозондовым прибором.

1.2.1.2. Оценка типа дефекта методом переменных давлений.

1.2.1.3. Методика, основанная на измерении комплекса параметров продольных волн по породе и колонне.

1.2.1.4. Двухчастотная методика оценки качества цементирования.

1.2.1.5. Другие методики АКЦ на преломленных волнах.

1.2.2. Методика АРКЦ на отраженных волнах.

1.2.3. Ограничения методик АКЦ.

1.2.3.1. Возможность определения характера контакта цемент-колонна.

1.2.3.2. Возможность определения характера контакта цемент-порода

1.3. Технические средства проведения АКЦ.

1.3.1. Влияние эксцентриситета (смещения, перекоса) приборов на качество регистрируемых параметров.

1.3.2. Устойчивость аппаратуры к изменениям скважинных условий.

1.3.3. Средства регистрации параметров АКЦ.

1.4. Программные средства для оценки качества цементирования скважин.

1.5. Анализ теоретических методов изучения волновых полей в скважинах.

Выводы.

Глава 2. Физическое моделирование ВАК в обсаженной скважине.

2.1. Анализ экспериментов в моделях обсаженной скважины ВНИИГИС.

2.1.1. Описание реализованных моделей скважин.

2.1.2. Методика измерений.

4 2.1.3. Обработка результатов измерений.

2.1.4. Анализ результатов измерений.

2.1.5. Анализ влияния различий между экспериментальной моделью и реальной скважиной на полученные результаты.

2.2. Эксперименты в моделях обсаженной скважины ЦМИ «Уралгео» . 85 2.2.1. Описание реализованных моделей скважин.

2.2.3. Методика измерений.

2.2.4. Анализ результатов измерений.

2.3. Совершенствование методик интерпретации данных АКЦ.

Выводы.

J Глава 3. Оценка качества данных ВАК.

3.1. Метрологическое обеспечение ВАК.

3.2. Факторы, влияющие на качество данных ВАК.

3.3. Регламент оценки качества данных ВАК.

3.3.1. Оценка качества полевого материала.

3.3.2. Оценка качества волнового сигнала.

3.3.3. Оценка качества параметров АКЦ. i 3.3.4. Стандартизация критериев оценки качества ВАК.

Выводы.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Моделирование параметров волнового поля при акустическом каротаже для оценки качества цементирования нефтяных и газовых скважин"

Актуальность проблемы

Цементирование обсадных колонн является важнейшей операцией при строительстве нефтяных и газовых скважин. Контроль состояния цементного кольца в затрубном пространстве при строительстве скважин обеспечивает выявление дефектных интервалов, дает информацию для принятия обоснованных решений по устранению заколонных перетоков, стимулирует повышение качества работ и совершенствование технологии цементирования обсадных колонн. Не менее важен контроль целостности цементного кольца за колоннами во время эксплуатации скважин, что способствует выявлению причин образования и выработке наиболее эффективных способов ликвидации дефектов.

Основной объем исследований с целью контроля качества цементирования обсадных колонн выполняется акустическим методом (АК). Высокая чувствительность параметров волнового поля к дефектам цементирования обусловливает широкое применение АК для оценки качества цементирования обсаженных скважин.

В настоящее время для контроля качества цементирования скважин наиболее широко применяют акустический каротаж на преломленных волнах - акустическую цементометрию (АКЦ). Методика интерпретации данных АКЦ изложена в «Методическом руководстве по компьютерной технологии контроля технического состояния и качества цементирования обсадных колонн нефтегазовых скважин» (Уфа, НПФ «Геофизика», ВНИИнефтепромгеофизика, 1997). Методика позволяет определять состояние контакта цементного камня с колонной и оценить контакт с породой. Однако при этом, методика не разделяет дефекты цементирования на контактный и объемный, что препятствует количественной оценке величины дефекта и определению герметичности затрубного пространства. В процессе разработки методики рассматривались зависимости параметров

АКЦ только для приборов типа МАК-2. Остался не изученным вопрос метрологического обеспечения других типов приборов.

Отсюда с очевидностью вытекает необходимость совершенствования методики АКЦ, повышения его эффективности как основного метода контроля состояния цементного камня в различных геолого-технических условиях скважин.

Современная методика и технические средства АК предусматривают в процессе проведения каротажа не измерение отдельных параметров волн, а цифровую регистрацию акустического сигнала - волновой акустический каротаж (ВАК). Измерение параметров целевых волн осуществляется в процессе последующей компьютерной обработки зарегистрированных волновых сигналов. Опыт применения программ обработки ВАК показал, что за компьютеризацией и усложнением измерительных систем на второй план стали отходить вопросы метрологического обеспечения и качества исходного материала, что является одной из основных причин низкого качества получаемой информации. В программах обработки и интерпретации данных ВАК отсутствуют модули метрологического контроля и оценки качества исходных данных. Актуальность работы обусловлена необходимостью совершенствования методики АКЦ, разработки алгоритмов и программного обеспечения для оценки качества и приемки полевых материалов ВАК.

Цель работы

Повышение достоверности контроля качества цементирования обсаженных скважин акустическим методом на преломленных волнах.

Основные задачи исследований

1. Моделирование распространения акустических колебаний в обсаженной скважине с использованием скважинных приборов различных типов, применяемых в производстве.

2. Изучение закономерностей изменения динамических и кинематических параметров продольной волны Лэмба по обсадной колонне (волны по колонне) при акустическом каротаже обсаженных скважин на основе моделирования.

3. Оценка влияния конструкции скважинного акустического прибора на параметры АКЦ и разработка рекомендаций по применению разных видов аппаратуры.

4. Совершенствование алгоритмов определения качества данных для целей стандартизации параметров оценки качества полевых материалов при акустическом каротаже обсаженных скважин.

Научная новизна

1. На основании анализа данных натурного физического моделирования акустического каротажа в обсаженной скважине с учетом влияния вмещающей породы установлены зависимости затухания и интервального времени пробега волны по обсадной колонне от типа и величины дефекта цементирования для различных типов приборов.

2. Установлено влияние конструкции акустического зонда на зависимости динамических и кинематических параметров волны по колонне от величины зазора цемент-колонна.

3. Для определения типа дефекта цементирования по данным ВАК предложено использовать вместо нормированных амплитуд коэффициент затухания волны по колонне. На основании вида частотных зависимостей принимается решение о характере дефекта.

4. Разработан алгоритм определения искажений и восстановления формы волнового сигнала АК.

Защищаемые научные положения

1. Способ определения типа дефекта цементирования с применением одного акустического прибора по измерениям затухания волны по обсадной колонне на двух частотах зондирующего импульса.

2. Методика интерпретации параметров АКЦ, позволяющая исключить влияние конструктивных особенностей акустических приборов.

3. Способ выделения искажений и восстановления формы волнового сигнала при контроле качества цементирования скважин.

Практическая значимость работы

Предложенный способ калибровки акустических приборов в моделях обсаженной скважины с дефектами цементирования обеспечивает возможность количественной оценки величины дефекта разными типами скважинной аппаратуры.

Усовершенствованная двухчастотная методика позволяет определять тип дефекта цементирования, что повышает достоверность заключений о степени изоляции пластов в обсаженной скважине.

На основе обобщения и разработки новых алгоритмов предложен комплекс критериев (регламент) оценки качества полевых данных ВАК. Применение этого регламента позволяет выполнять оценку качества данных на всех этапах проведения геофизических исследований, что повышает общую эффективность применения акустического метода.

Определены требования к системам регистрации ВАК для изучения качества цементирования скважин.

Разработаны компьютерные программы обработки и интерпретации данных волнового акустического каротажа для контроля качества цементирования скважин.

Апробация работы

Основные положения и результаты диссертации докладывались и обсуждались на республиканской научно-практической конференции «Состояние и перспективы использования геофизических методов для решения актуальных задач поисков, разведки и разработки месторождений полезных ископаемых» (Октябрьский, 1999); на научно-техническом совете ОАО «Пермнефтегеофизика» (Пермь, 2002); на международном симпозиуме «Новые геофизические технологии для нефтегазовой промышленности» (Уфа, 2003); на Четвертой Уральской молодежной научной школе по геофизике (Пермь, 2003).

Компьютерные программы обработки и интерпретации данных волнового акустического каротажа для контроля качества цементирования скважин, разработанные с участием автора, внедрены на многих геофизических предприятиях России и стран СНГ.

Достоверность научных положений и выводов подтверждается результатами модельных экспериментов, а также сравнением с результатами исследований, проведенных другими авторами.

Заключение Диссертация по теме "Горнопромышленная и нефтегазопромысловая геология, геофизика, маркшейдерское дело и геометрия недр", Белов, Сергей Владимирович

Выводы

1. Для получения единообразных заключений АКЦ необходима калибровка акустических приборов в специальных аттестованных скважинах-моделях и сертификация программ интерпретации по записям в таких скважинах.

2. На качество исходных данных АКЦ влияет множество факторов. Предложенные способы определения искажений волнового сигнала позволяют оценивать достоверность заключений АКЦ.

3. На основании критериев качества данных предложен регламент по определению качеству ВАК. Построен алгоритм определения качества полевого материала. На основании алгоритма создано программное обеспечение по автоматическому анализу и формированию заключения по качеству исходных данных АКЦ.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате исследований по теме диссертационной работы получены следующие основные выводы и результаты:

1. Установлены зависимости параметров АКЦ от свойств моделей обсаженной скважины и конструкции акустического прибора, построены спектральные характеристики волны по колонне для разных моделей АКЦ.

2. Полученные зависимости дают основания утверждать, что регистрируемые при АКЦ динамические параметры обусловлены не только наличием и величиной дефектов цементирования скважины, но также и конструктивными особенностями скважинных приборов.

Усовершенствованная методика интерпретации параметров АКЦ позволяет учитывать конструктивные особенности скважинных приборов.

3. Для двухчастотного прибора МАК-9 установлены зависимости коэффициента затухания от величины и типа дефекта в моделях с учетом влияния вмещающей породы, которые позволили усовершенствовать двухчастотную методику. Переход от измерения относительных амплитуд к измерению коэффициента затухания продольной волны по колонне уменьшает влияние скважинных условий.

4. Установлено также, что с уменьшением зазора цемент-колонна увеличивается фазовая скорость волны по колонне. Исходя из полученных зависимостей параметров АКЦ от спектральных характеристик регистрируемых сигналов, необходимо определять граничные значения по затуханию для каждого типа приборов.

5. Вследствие дисперсии фазовой скорости и зависимости затухания волны по колонне от частоты приобретает большое значение учет влияния регистрирующего канала. Это влияние складывается из следующих факторов:

1) неидентичность акустических преобразователей;

2) влияние электронной части скважинного прибора;

3) влияние каротажного кабеля;

4) влияние регистратора.

Предложено встраивать в скважинный прибор генератор эталонных (прямоугольных и синусоидальных) импульсов. По калибровочной записи этих импульсов можно определить АЧХ и ФЧХ регистрирующего канала, величину нелинейных искажений. Затем по характеристикам канала рассчитывается специальный фильтр для подавления искажений, возникающих при записи волновых сигналов.

6. Анализ характеристик выпускаемых в настоящее время акустических скважинных приборов показал, что для целей АКЦ необходимо применять высокочастотные короткие (1-1,5 м) зонды, так как они имеют больший динамический диапазон и более чувствительны к малым зазорам.

7.Усовершенствованы и созданы новые алгоритмы оценки качества ВАК. Предложен доработанный стандарт оценки качества полевых данных ВАК. Оценка качества данных на всех этапах исследований обеспечивает достоверность получаемой информации и повышает эффективность применения акустического метода.

8. Разработана компьютерная программа обработки и интерпретации данных АКЦ. Специальный модуль этой программы реализует предложенный регламент оценки качества данных ВАК.