Физические основы акустических методов. Аппаратура

Акуст.методы основаны на изучении упругих свойств г.п. и наблюдениями за распространением в г.п. упругих волн. Г.п. в условиях естественного залегания явл упругими телами под действием силы деформации породы. После прекращения изменения объема и формы породы деформации передаются к следующим слоям. Процесс последующего распространения деформации наз-ся упругой волной.

Поверхность, отделяющая область среды, в которой происходили деформации от той области, где деформации не происходили наз-ся передним фронтом волны. Линия, вдоль которой распространяется деформация и образующая прямой угол с передним фронтом волны называют лучом. В однородной среде фронт волны представляет собой сферическую поверхность. В неоднородной среде пов-ть имеет более сложную форму.

Изучаюся различные волны: Р (продольные), S (поперечные), различные отраженные волны, трубные гидроволны Лэмба-Стоунлиь (L-St).

1)Продольные волны:

Распространение Р волн вызывают деформации объема, предполагает перемещение зон, расширение и сжатие, частицы совершают колебания около первоначального состояния, совпадающ. с направлением распространения волны. Продольные волны распространяются в тв, жид и газообр средах.

2) Поперечные волны:

Возникают деформации формы, наблюдаются скольжение слоев относительно друг друга, частицы совершают колебания в направлении перпендикулярном распространению волны. Распространяются только в твердых средах.

3) L возникают в рез-те образования областей сжатия и расширения жидкостей, заполняющей полость типа трубы (трещин).

Аппаратура: СПАК-2;4;

Для АК применяют 2-, 3-, 4-, 6- и многоэлементные зонды.

2х и 3х-элементные зонды:

∆L=L₂-L₁ – база зонда;

T=T₀+L/ν_n; T₀ – трудноопределяемое время.

3элементный зонд содержит 1 приемник П и 2 сближенных излучателя И ₁и И₂ или наоборот. Расстояние между излучателем и ближним приемником соответствует длине зонда L. Расстояние между 2 приемниками или излучателями в трехэлементном зонде АК является базой ∆L. Точка записи соответствует середине базы зонда.

4- и 6элементный зонды пред­ставляют собой симметричные комбинации из 2 3эле­ментных зондов, что обеспеч реализацию встречной си­стемы наблюдений. Многоэлементные зонды содержат 1 или 2 излучателя и набор приемников, удаленных от излуча­телей на различные расстояния, что позволяет составлять из них два и более трех-, четырех- или 6-элементных зондов с различными длинами и базами. Каротажный зонд (скважинный прибор) связан кабелем с наземными блоками станции АК, которые обычно выполняют функции усиления и фильтрации сигналов, а так же их обработки, регистрации измеренных данных и питания электроэнергией всей станции.

Принцип измерения:

Излучатель периодически посылает пакеты из 3х-4х периодов ультразвуковых колебаний, частотой от 10 до 74 Гц. Частицы среды находятся в покое. После возбуждения частица начинает совершать колебательные движения.

ƒ=1/Т

Если записать все колебания, приходящие к приемнику, то получим график приходящих волн – ВК.

Запись полной волновой картины в виде фазовых линий называется ФКД.

Т₁, Т₂ – времена прихода волн, мкс;

∆Т=(Т₁-Т₂)/∆L=1/ν_n – интервальное время, мкс/м;

∆L=0,3-0,5 м; R_{исследования}=0,25-0,35 м.

T₁=T₀+L₁/ν_n; T₂=T₀+L₂/ν_n;

67. Обработка и интерпретация АМ. Определение К_п

Применяется для изучения необсаженных скважин, заполненных жидкостью.

если h>∆L, то показания против середины пласта соответствуют истинным; если если h<∆L, то показания отличаются от истинных на величину h/∆L.

d_с не влияет на показания зонда, если он не изменяется в пределах базы зонда. По данным стандартного акустического каротажа можно определить: υ_п=1/∆Т_п.