Nova Patents
NO161998B

Acoustic process and apparatus for logging by means of quadrupole shear wave

Abstract

In logging the earth formation (30) surrounding a well (28), a quadrupole shear wave is transmitted, with the use of a quadrupole shear wave source(S) in a logging sonde (20), through the earth along the well. The presence of the shear wave successively at two points spaced iongitudinally along the well from each other is determined, using detectors (D1, D2). The time interval between the presence of the shear wave at the two points is measured by a time interval unit (40) for determining the velocity of the shear wave through the earth. …<??>In a modification, the time interval between transmitting the shear wave and detecting it at a single point spaced longitudinally from the transmission point is measured. …<IMAGE>…

NO161998B, drawing sheet 1
Sheet 1 of 13

Term

No projected expiry on record.

  1. Priority
  2. Filed
  3. Granted
  4. Today

15 claims: 15 independent, 0 dependent

  1. 1
    Claims Patentkrav 1. 1. A method of logging the earth surrounding a well, where measurement is made successively of the presence of a shear wave successively at two points spaced apart along the well, of the time passing between the presence of the shear wave at the two points to determine the velocity of the shear wave through the earth, characterized by the transmission of a quadrupole shear wave through the earth along the well. Fremgangsmåte for å logge jorden som omgir en brønn, hvor det foretas måling ut fra bestemmelsen av tilstedeværelsen av en skjærbølge suksessivt ved to punkter med avstand fra hverandre langs brønnen, av tiden som går mellom tilstedeværelsen av skjærbølgen ved de to punktene for å bestemme hastigheten til skjærbølgen gjennom jorden, karakterisert ved sending av en kvadrupolskjærbølge gjennom jorden langs brønnen.
  2. 2
    2. Fremgangsmåte Ifølge krav 1, karakterisert ved at det som to punkter anvendes punktene for hhv. sending og detekterlng. Method according to claim 1, characterized in that the points are used as two points, respectively. transmission and detection.
  3. 3
    3. A method according to claim 1, characterized in that, as the two points, two detection points are spaced apart from the sending point along the well. Fremgangsmåte Ifølge krav 1, karakterisert ved at det som de to punktene anvendes respektive to detekteringspunkter med avstand fra sendepunktet langs brønnen.
  4. 4
    4. Fremgangsmåte ifølge krav 1, 2 eller 3, karakter 1s e t ved at brønnen Inneholder et fluidum og at kvadrupolskjærbølgen sendes inn 1 jorden ved å generere i fluidumet fire trykkbølger, to positive og to negative trykkbølger med en felles komponentbølge, som vil interferere og frembringe en kvadrupolskjærbølge 1 jorden som omgir fluidumet. Method according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the well contains a fluid and that the quadrupole shear wave is sent into the earth by generating in the fluid four pressure waves, two positive and two negative pressure waves with a common component wave, which will interfere and produce a quadrupole shear wave 1 the earth surrounding the fluid.
  5. 5
    5. Fremgangsmåte ifølge krav 4, karakterisert ved at de fire trykkbølgene genereres ved fire respektive punkter 1 fluidet, at de fire punktene lokaliseres slik at ved en firkant av hvilke de fire hjørnene er definert av tre av de fire punktene, og den normale projeksjonen av det øvrige fjerde punktet på et plan definert av og Inneholder tre av de fire punktene, hver av de fire viklene til firkanten er mindre enn 180’ og de to punktene hvor de to 5 negative trykkbølgene genereres definerer diagonalt motsatte hjørner av firkanten. Method according to claim 4, characterized in that the four pressure waves are generated at four respective points 1 of the fluid, the four points being located such that at a square of which the four corners are defined by three of the four points, and the normal projection of the rest the fourth point on a plane defined by and Contains three of the four points, each of the four coils of the square is less than 180 'and the two points where the two 5 negative pressure waves generated define diagonally opposite corners of the square.
  6. 6
    6. Fremgangsmåte ifølge krav 4 eller 5, karakter 110 sert ved at det som frekvensen for felleskomponenten til de fire trykkbølgene anvendes en som er innenfor frekvensområdet 4 kHz til 14 kHz. Method according to claim 4 or 5, character 110 As the frequency of the common component of the four pressure waves is used, one which is in the frequency range of 4 kHz to 14 kHz.
  7. 7
    7. 15 A method according to claim 4, 5 or 6, characterized by the step of determining the approximate range of the shear wave velocity of the earth surrounding the fluid and that the frequency of the common component of the four pressure waves is one which is within the frequency range of 20 corresponds to the area of ​​the shear wave velocity of the earth surrounding the fluid 1 in accordance with the table below:15 Fremgangsmåte ifølge krav 4, 5 eller 6, karakterisert ved trinnet for å bestemme tilnærmet område for skjærbølgehastigheten for jorden som omgir fluidumet og at ) det som frekvensen til felleskomponenten for de fire trykkbølgene anvendes en som er Innenfor frekvensområdet som 20 korresponderer med området for skjærbølgehastigheten for jorden som omgir fluidumet 1 samsvar med tabellen nedenfor: hvor d er borehulldlameteren. where d is the borehole lamp.
  8. 8
    8. A method according to claim 1 for reducing noise caused by monopole and dipole signals 1 logging the shear wave velocity of an earth formation surrounding a borehole containing a fluid, characterized in that the log record is generated by a quadrupole shear161998 Fremgangsmåte ifølge krav 1 for å redusere støy bevirket ved hjelp av monopole og dipole signaler 1 logging av skjærbølgehastigheten til en jordformasjon som omgir et borehull som inneholder et fluidum, karakterisert ved at loggeopptegningen genereres ved hjelp av en kvadrupolskjær161998 29 wave logging means including a quadrupole shear wave source and a quadrupole shear detector which is aligned with and spaced from the source, while the log record is generated by activating the quadrupole shear wave by the fluid to generate a quadrupole shear wave in the fluid. of the quadrupole shear wave, the noise reduction method comprising generating the first log record, rotating the shear wave by substantially 90 ° about a line passing through the source and detector, generating a second log record, rotating the quadrupole shear wave with substantially 90 ° about the line so that the squared wave becomes the from its position during the generation of the first log record, and the generation of a third record, rotating the quadrupole shear wave by substantially 90 ° about the line so that it is rotated substantially 180 'from its position during the generation of the second log record, generating the fourth log record and providing the difference between the sum of the second and fourth log records and the sum of the first and third log records to reduce monopoly and dipole noise. 29 bølgeloggeanordning som Innbefatter en kvadrupolskjærbølgekilde og en kvadrupolskjærbølgedetektor som Innrettes med og anbringes med avstand fra kilden, Idet loggeopptegnlngen genereres ved aktivering av kvadrupolskjærbølgekllden ved fluidumet for å generere en kvadrupolskjærbølge i formasjonen og å detektere ved hjelp av kvadrupoldetektoren i fluidumet, trykkbølgen i fluidumet bevirket ved avbøyning av kvadrupolskjærbølgen, idet fremgangsmåten for støyreduksjon innbefatter generering av første loggeopptegnlng, dreiing av skjærbølgekllden med hovedsakelig 90° om en linje som går gjennom kilden og detektoren, generering av en andre loggeopptegnlng, dreiing av kvadrupolskjærbølgekllden med hovedsakelig 90° om linjen slik at kvadrupolskjærbølgekllden blir hovedsakelig dreiet 180° fra dens posisjon i løpet av generering av første loggeopptegnlng, og generering av en tredje opptegnlng, dreiing av den kvadrupolskjærbølgekllden med hovedsakelig 90° om linjen slik at den blir dreiet hovedsakelig 180’ fra dens posisjon i løpet av genereringen av den andre loggeopptegnlng, generering av den fjerde loggeopptegnlng og tilveiebringelse av forskjellen mellom summen av den andre og fjerde loggeopptegnlngen og summen av den første og den tredje loggeopptegnlngen for å redusere monopol- og dipolstøy.
  9. 9
    9. Fremgangsmåte Ifølge krav 8, karakterisert ved at det som kvadrupolskjærbølgekllde og kvadrupolskjærbølgedetektor anvendes anordninger som hver Innbefatter fire sektorer til en hul sylinder i det vesentlige koaksialt med loggesonden og som videre innbefatter Innretning for vibrering av fire sektorer og for kilden for å generere fire trykkbølger til en lignende bølgeform 1 fluidumet, idet de positive trykkbølgene genereres av to motsatt anbrakte sektorer og to negative trykkbølger av de øvrige motsatt anbrakte sektorene, og at det som linje om hvilken kilden roteres anvendes aksen til loggesonden. Method according to claim 8, characterized in that devices such as quadrupole shear wave and quadrupole shear wave detectors are used which each include four sectors of a hollow cylinder substantially coaxial with the logging probe and further comprising means for vibrating four sectors and for the source to generate four pressure waves. similar waveform 1 to the fluid, the positive pressure waves being generated by two oppositely placed sectors and two negative pressure waves by the other oppositely placed sectors, and that as the line around which the source is rotated, the axis of the logging probe is used.
  10. 10
    10. A method according to claim 1 or 4 or 5 for reducing noise caused by monopoly shear waves by logging shear wave velocity to an earth formation surrounding a borehole containing a fluid, characterized by the generation of log record by means of a quadrupole shear wave logging device comprising (i) four sectors hollow, piezoelectric cylinder mainly coaxial with the log probe, (li) means for supplying electrical pulses to the four sectors;the polarity of the pulses being such that the pulses cause oppositely arranged sectors to vibrate substantially in phase with each other and adjacent sectors to vibrate substantially opposite in phase to each other, and (iii) quadrupole shear wave detecting means disposed in the fluid spaced apart and arranged with the four sectors, the log record being generated by activating the quadrupole shear wave source 1 fluid to generate a quadrupole shear wave in the formation and detection by the quadrupole shear wave detector in the fluid, the pressure wave in the fluid caused by the deflection of the quadrupole shear wave, the generation of the quadrupole shear wave, generating the second log record where the polarity of the electrical pulses supplied by the electric pulse supply devices to the four elements is reversed from those at the generation of the first log, providing the difference between the second log record and the first log record. Fremgangsmåte Ifølge krav 1 eller 4 eller 5 for å redusere støy bevirket ved monopolskjærbølger ved logging av skjærbølgehastighet til en jordformasjon som omgir et borehull som inneholder et fluidum, karakterisert ved en generering av loggeopptegning ved hjelp av en kvadrupolskjærbølgeloggeanordning lnnbefattende (i) fire sektorer av en hul, piezoelektrisk sylinder hovedsakelig koaksial med loggesonden, (li) innretning for å tilføre elektriske pulser til de fire sektorene, idet polariteten til pulsene er slik at pulsene bevirker motsatt anordnede sektorer til å vibrere hovedsakelig i fase med hverandre og tilliggende sektorer til å vibrere hovedsakelig motsatt i fase til hverandre, og (iii) kvadrupolskjærbølgedetekteringsinnretning anordnet 1 fluidumet anordnet i avstand fra og Innrettet med de fire sektorene, idet loggeopptegningen blir generert ved aktivering av kvadrupolskjærbølgekilde 1 fluidumet for å generere en kvadrupolskjærbølge i formasjonen og detektering ved hjelp av kvadrupolskjærbølgedetektoren i fluidumet, trykkbølgen i fluidumet bevirket ved avbøyning av kvadrupolskjærbølgen, generering av den første loggeopptegning, generering av den andre loggeopptegning hvor polariteten til de elektriske pulsene tilført av de elektriske pulstilførselsinnretnlngene til de fire elementene reverseres fra de ved genereringen av den første opptegningen, tilveiebringelse av forskjellen mellom den andre loggeopptegningen og den første loggeopptegningen.
  11. 11
    11. Fremgangsmåte Ifølge krav 10, karakterisert ved at det som elektriske pulstilførselsinnretningen anvendes en som innbefatter en elektrisk pulsgenerator forbundet med de fire elementene over en polaritetsbryter slik at polaritetene til de elektriske pulsene tilført de fire elementene blir omsnudd ved frem- og tilbakebevegelse av polaritetsbryteren. Method according to claim 10, characterized in that the electrical pulse supply device is used which includes an electric pulse generator connected to the four elements over a polarity switch so that the polarity of the electric pulses supplied to the four elements is reversed by reciprocating the polarity switch.
  12. 12
    12. A device well logging device for performing the method of claims 1-11, including a housing for raising and lowering in a well, signal generating means in the housing for transmitting sonic signals into the ground surrounding the well, and signal detecting means in the housing capable of detecting at least a point in the well. longitudinally spaced from the arrival of the signal generating device by the sonic signals sent into the earth surrounding the well by the signal generating means;the point being spaced from the axis of the well, characterized in that the signal generating means can generate a quadrupole shear wave in the earth surrounding the well. Eastlghetsbrønnloggeanordning for utførelse av fremgangsmåten ifølge krav 1-11, innbefattende et hus for heving og senking i en brønn, signalgenereringsinnretning i huset for å sende soniske signaler inn i jorden som omgir brønnen, og signaldetekteringsinnretnlng i huset som kan detektere i det minste et punkt i lengderetningen med avstand fra signalgenererlngsinnretningens ankomst av soniske signalene sendt inn 1 jorden som omgir brønnen ved hjelp av signalgenereringsinnretnlngen, idet punktet er anbrakt med avstand fra brønnens akse, karakterisert ved at signalgenereringsinnretningen kan generere en kvadrupolskjærbølge 1 jorden som omgir brønnen.
  13. 13
    13. Anordning ifølge krav 12, karakterisert ved at brønnen Inneholder et fluidum, at signalgenerlngslnnretningen innbefatter fire elementer og innretning for å vibrere de fire elementene slik at vibreringen av de to av de fire elementene genererer to positive trykkbølger i fluidumet og vibreringen av de øvrige to elementene genererer to negative trykkbølger, og at de fire trykkbølgene generert på denne måten har en overlappende frekvens og en trykkbølge med felles komponent med frekvenser i det seg overlappende frekvensområdet. Device according to claim 12, characterized in that the well contains a fluid, the signal generating means including four elements and means for vibrating the four elements so that the vibration of the two of the four elements generates two positive pressure waves in the fluid and the vibration of the other two elements two negative pressure waves, and that the four pressure waves generated in this way have an overlapping frequency and a common wave pressure component with frequencies in the overlapping frequency range.
  14. 14
    14. Anordning ifølge krav 12, karakterisert ved at de fire elementene er lokalisert i forhold til hverandre, slik at ved en firkant, ved hvilken fire hjørner er definert av de geometriske tyngdepunktene til de fire elementene og normalprojeksjonen til det geometriske tyngdepunktet for det fjerde elementet på planet definert av og Inneholdt 1 tyngdepunktene til de tre av de fire elementene, de fire vinklene til firkanten er mindre enn 180’ og at de to elementene, vibrasjonen av hvilke genererer to negative trykkbølger med tyngdepunktene ved digitalt motsatte hjørner til firkanten, slik at de fire trykkbølgene vil interferere for å frembringe en kvadrupolskjærbølge i jordformasjonen som omgir brønnen. Device according to claim 12, characterized in that the four elements are located relative to each other, such that at a square, at which four vertices are defined by the geometric centers of gravity of the four elements and the normal projection of the geometric center of gravity of the fourth element on the plane. defined by and Containing 1 the centers of gravity of the three of the four elements, the four angles of the square are less than 180 'and that the two elements, the vibration of which generates two negative pressure waves with the centers of gravity at digitally opposite corners of the square, so that the four pressure waves will interfere to produce a quadrupole shear wave in the earth formation surrounding the well.
  15. 15
    15. at hver av de fire elementene er fremstilt av piezoelektrisk materiale og er polarisert og at vlbrerlngsinnretningene innbefatter en elektrisk pulstilførselsinnretning som tilfører elektriske pulser over fire elementer for å generere trykkbølger i fluidumet. that each of the four elements is made of piezoelectric material and is polarized and that the sensing means includes an electrical pulse supply device which supplies electrical pulses across four elements to generate pressure waves in the fluid. 17. 17. Anordning ifølge krav 16,karakterisert ved at hver av de fire elementene innbefatter en sektor av en polarisert, hul, piezoelektrisk sylinder og at de elektriske pulsene fra den elektriske pulstilførselslnnretnlngen bevirker at hver av de fire sektorene vekselvis ekspanderer og trekker sammen radialt i forhold til dens akse som derved genererer trykkbølger 1 fluidumet. Device according to claim 16, characterized in that each of the four elements comprises a sector of a polarized, hollow, piezoelectric cylinder and the electric pulses from the electric pulse supply device cause each of the four sectors to alternately expand and contract radially relative to its axis thereby generating pressure waves in the fluid. 18. 18. Anordning Ifølge krav 16,karakterisert ved at hver av de fire elementene innbefatter et sammensatt plateelement som hver Innbefatter to plater med polarisering 1 hovedsakelig motsatt 1 forhold til hverandre og hovedsakelig perpendikulær på de flate overflatene til de sammensatte plateelementene og at elektriske pulser fra den elektriske pulstilførselsinnretningen vil bevirke at de fire sammensatte plateelementene bøyes og vibrerer, som derved genererer trykkbølger 1 fluidumet. Device according to claim 16, characterized in that each of the four elements comprises a composite plate element, each comprising two plates with polarization 1 substantially opposite to each other and substantially perpendicular to the flat surfaces of the composite plate elements and that electrical pulses from the electric pulse supply device will cause the four composite plate elements to bend and vibrate, thereby generating pressure waves in the fluid.
Independent claims15