NO162254B - Fremgangsmaate og apparat for aa detektere frakturer. - Google Patents

Fremgangsmaate og apparat for aa detektere frakturer. Download PDF

Info

Publication number
NO162254B
NO162254B NO834779A NO834779A NO162254B NO 162254 B NO162254 B NO 162254B NO 834779 A NO834779 A NO 834779A NO 834779 A NO834779 A NO 834779A NO 162254 B NO162254 B NO 162254B
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
wall
signals
transducer
time interval
ultrasound signals
Prior art date
Application number
NO834779A
Other languages
English (en)
Other versions
NO162254C (no
NO834779L (no
Inventor
Guy Norel
Original Assignee
Inst Francais Du Petrole
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Inst Francais Du Petrole filed Critical Inst Francais Du Petrole
Publication of NO834779L publication Critical patent/NO834779L/no
Publication of NO162254B publication Critical patent/NO162254B/no
Publication of NO162254C publication Critical patent/NO162254C/no

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/36Detecting the response signal, e.g. electronic circuits specially adapted therefor
    • G01N29/38Detecting the response signal, e.g. electronic circuits specially adapted therefor by time filtering, e.g. using time gates
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B47/00Survey of boreholes or wells
    • E21B47/10Locating fluid leaks, intrusions or movements
    • E21B47/107Locating fluid leaks, intrusions or movements using acoustic means
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/44Processing the detected response signal, e.g. electronic circuits specially adapted therefor
    • G01N29/449Statistical methods not provided for in G01N29/4409, e.g. averaging, smoothing and interpolation
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01VGEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V1/00Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting
    • G01V1/40Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting specially adapted for well-logging
    • G01V1/44Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting specially adapted for well-logging using generators and receivers in the same well
    • G01V1/46Data acquisition

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geology (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Geophysics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Probability & Statistics with Applications (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
  • Length Measuring Devices Characterised By Use Of Acoustic Means (AREA)
  • Burglar Alarm Systems (AREA)
  • Transition And Organic Metals Composition Catalysts For Addition Polymerization (AREA)
  • Electrophonic Musical Instruments (AREA)

Description

Denne oppfinnelse angår en fremgangsmåte og et apparat
for å detektere og lokalisere naturlige eller frembragte frakturer langs veggen i et materiale, og mer spesielt i en geologisk formasjon som gjennomtrenges av et prøveborehull. Denne siste anvendelse skal omtales nærmere i form av' et eksempel, idet følgende.
Deteksjon av frakturer i en borehullvegg blir for tiden foretatt ved å bruke i det minste en av følgende metoder: deteksjon av slamtap,
tolkning og korrelasjon av mål for porøsitet, spesielt korrelering av porøsitetsmålinger fremkommet ved sonisk
logging ved lav frekvens (20 kHz) og neutronlogging, tolkning av visse elektriske resistivitetsmålinger av
lag (f.eks. resistivitets-fallmåling),
tolkning av anomalier i signaler frembragt ved sonisk logging eller ved mikrosonisk logging (300 kHz). Imidlertid utnytter disse to loggemetoder transmisjonen av en lydbølge gjennom lag som har variabel tykkelse (fra 15 cm til 90 cm) og variasjonen i amplitudene av det mottatte signal er avhengig ikke bare av tilstedeværelsen av eventuelle frakturer, men også av tall-rike andre parametre (porøsitet, longitudinal og trans-versal hastighet, innfallsvinkel for inngang og retur, interkalasjoner etc.) slik at tolkningen av disse logger er komplisert og bare gir en indirekte indikasjon.
I britisk patent 1.031.200 er det allerede foreslått
en metode hvor det utsendes ultralydpulser i en brønn fylt med væske, idet ultralydbølgene har en retning stort sett vinkelrett på brønnens akse, og de reflekterte pulser blir mottatt langs senderetningen.
Det er i dette patentskrift angitt at amplitudene og formene av de reflekterte bølger spesielt kan gi indikasjoner på tilstedeværelsen og posisjonen av sprekker i brønnveggen.
Imidlertid gir dette patentskrift ingen annen presisering vedrørende hvordan disse sprekker skal kunne detekteres og beskriver ingen forholdsregler som ville gjøre det mulig å oppnå en tilstrekkelig oppløsning ved deteksjonen av frakturer.
Videre er det i US patent 3.175.639 beskrevet en logge-metode som også omfatter utsendelse av ultralydpulser i £8 retning stort sett vinkelrett på brønnaksen, og mottagning av reflekterte ultralydpulser langs senderetningen, ved å anvende en ultralydtransduser som anbringes direkte i berøring med den slamkake som dekker brønnveggen, eller er skilt fra denne slamkake med en kjent slamtykkelse s.
Denne metode har imidlertid til formål å bestemme porøsi-teten og permeabiliteten av geologiske formasjoner som omgir et borehull og retter sin interesse mot grenseflaten mellom den slamkake som dekker brønnveggen, og de formasjoner som er invadert av vann i nærheten av brønnveggen. Denne tidligere kjente metode anvender en sendefrekvens av størrelsesorden 10 MHz og er basert på bestemmelse av den akustiske impedans av den sone som er invadert av vann, og er ikke på noen måte beregnet for en nøyaktig deteksjon av frakturer i brønnveggen.
Fra US patentene 3.511.334 og 3.369.626 er det også
kjent en loggesonde omfattende et roterende organ som sender og mottar akustiske signaler med en frekvens av størrelses-orden 1 til 2 MHz, vinkelrett på den grenseflate som skal undersøkes. De reflekterte signaler intensitetsmodulerer elektronstrålen i et oscilloskop. Fravær av reflektert signal etter et utsendt akustisk signal, angir tilstedeværelse av en anomali i brønnveggen.
En slik loggesonde har den ulempe at den i praksis er meget følsom for variasjoner i borehulldiameteren, fordi den anvender en roterende senderenhet plassert langs bore-hullsaksen, dvs. langt fra veggen. Tidsintervallet mellom sending og mottagning avhenger således av variasjoner i borehulldiameteren og påvirkes av sentreringsfeil ved sender/mot-tager—organet . Forøvrig er befestigelsen av dette organ på et vibrerende metallparti av sondelegemet, årsak til en sterk bakgrunnsstøy som forstyrrer målingene.
Endelig er den aktive overflate på transduseren som
er vendt mot borehullveggen, dekket med en epoksyharpiks som avstedkommer et brudd i den cikustiske impedans og be-virker følgelig multippel-ekkoer ved mottagning.
Likeledes er det fra fransk patentsøknad 2.486.997 kjent en fallmetode som anvender variasjoner i ekkoamplituder og korrelasjon av disse amplituder.
Endelig kan den tidligere kjente teknikk illustreres
ved US patentene 3.356.177 og 4.168.583 som anvender en sender
og en mottager med innbyrdes avstand fra hverandre, og US patent 3.688.569 som anvender et organ for utsendelse av signaler langs en retning som er vinkelrett på den ovérflate som skal undersøkes.
Nærvær av dette epoksylag, hvis akustiske impedans ikke
er tilpasset impedansen av det fluidum som finnes i brønnen (boreslam) reduserer intensiteten av den akustiske energi som sendes mot brønnveggen.
Foreliggende oppfinnelse har til formål å avstedkomme
en direkte avdekking eller registrering av frakturer med en meget fin oppløsning (f.eks. av størrelsesorden millimeter) og uten at det er nødvendig å ta til hjelp upålitelige korre-lasjoner med andre logger. For dette formål anvendes det i det minste en transduser (dvs. et sender/mottager-organ)
for ultralydsignaler som ved refleksjon på brønnveggen gir et sterkt reflektert signal hvis formasjonen ikke har forandret seg, og intet ekko dersom det finnes en fraktur.
Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er særlig karakterisert ved at sendingen og mottagningen foretas med en liten stråleåpningsvinkel for ultralydsignalene i umiddelbar nærhet av veggen, gjennom et mellomliggende medium som har én kjent liten tykkelse e og som med veggen ikke danner noen distinkt grenseflate som ville være i stand til å avstedkomme en nevneverdig parasittrefleksjon av utsendte signaler, og at eventuell mottagning av ultralydsignaler reflektert av veggen i det vesentlige langs senderretningen, detekteres under i det minste et begrenset tidsintervall Fl som starter når det fra sendetidspunktet har forløpt et tidsintervall som er i det vesentlige lik gangtiden frem og tilbake for ultralydsignaler gjennom tykkelsen av det mellomliggende medium,
idet mottagning av signaler under deteksjonsintervallet (Fl) svarer til fravær av frakturer i veggen på materialet eller formasjonen, og mangel på mottatt signal under det nevnte tidsintervall (Fl) tilsvarer tilstedeværelse av frakturer eller uthulninger i veggen like overfor sendepunktet.
Det blir fortrinnsvis foretatt en skrapning av veggen
før ultralydsignalet sendes mot denne, spesielt når fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen anvendes til bestemmelse av frakturer i veggen på et prøveborehull som trenger gjennom geologiske formasjoner.
Denne skrapning, som i den ovenfor nevnte anvendelse, f.eks. kan utføres ved hjelp av et utborings- eller feieverktøy av kjent type, så som et kjernebor eller annet bor, innebærer den fordel at man fra veggen fjerner avsetninger eller ujevn-heter som kunne avstedkomme anomalier i registreringen, utover dem som skyldes frakturer.
Det mellomliggende medium som brukes ved utførelse av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen velges slik at det tilsvarer en liten svekning av de akustiske bølger. Dette medium kan f.eks. være vann og/eller et fast eller væskeformig materiale hvis akustiske impedans har i hovedsaken samme verdi som vann, slik tilfellet er med visse gummityper eller poly-merer (f.eks. polyetylen). Det bemerkes at den akustiske impedans av et materiale er lik produktet av dettets spesifike masse (tetthet) og lydhastigheten i materialet. Den utsendte akustiske bølge kan ha en frekvens i området mellom 400 Kilohertz og 5 Megahertz.
Oppfinnelsen skal forklares nærmere i den følgende be-skrivelse under henvisning til tegningene hvor: Figur 1 skjematisk viser en ultralydsonde som brukes i for- bindelse med fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, figur 2 viser i snitt en detektor-sko med en inkorporert
transduser i berøring med formasjonen,
figurene 3A, 3B og 3C er prinsippskjemaer som illustrerer
fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen,
figurene 4A, 4B og 4C viser forskjellige typer signaler som
leveres av sonden,
figur 4A tilsvarer det tilfelle hvor formasjonen er kompakt, figur 4B illurtrerer det tilfelle hvor formasjonen har en
fraktur, og
figur 4C viser det mottatte signal når formasjonsveggen har
uthulninger eller utvidelser,
figur 5 viser skjematisk kretsene for sending, mottagning
og behandling av signaler.
På figur 1 betegner henvisningstallet 1 et sondelegeme for en sonde opphengt i enden av en manøvreringskabel 2 som kan innbefatte elektriske ledere for overføring av nødvendig energi til sonden for dennes funksjon, og for overføring av signaler levert av sonden, til overflaten.
Sondelegemet 1 er f.eks. forskynt med 4 målesko som
er anbragt to og to diametralt motstående til hverandre og i anlegg mot veggen. På figuren er det bare vist to av disse sko 3A og 3B. De er koblet til sondelegemet med en mekanisme som ikke er vist i detalj, omfattende dreibare armer 4A og 4B for å forskyve disse sko i forhold til sondelegemets akse og bringe dem i kontakt med brønnveggen 5 under målingene. Sondelegemet 1 er likeledes forsynt med en sentreringsinnretning 6.
Som vist på figur 2 omfatter hver sko 3 i korthet en sender/mottager-transduser T for akustiske bølar. Transduseren kan være av den piezoelektriske type som ved mottagning av et elektrisk signal overført gjennom en ledning 7, avgir en akustisk puls, og som ved mottagning av en akustisk puls frembringer et elektrisk signal som overføres gjennom ledningen 7. Retningsdiagrammet ved sending fra og mottagning i transduseren T er meget direktivt. Videre plasseres denne transduser umiddelbart inntil veggen. Den sender en meget smal eller direktiv stråle i retning stort sett vinkelrett på sondens akse, og mottar de akustiske bølger som reflékteres vinkelrett på sondeaksen.
Transduseren T bæres av en boks 8 som er plassert i
et hulrom 9 i måleskoen 3. Dette hulrom er åpent mot brønn-veggen 5 og boksen 8 er montert glidbart i et element i form av et deksel 10 festet på den annen side av skoen 3..
Boksen 8 legges ettergivende an mot borehullveggen. Kontakten med denne vegg etableres gjennom en ring 11 som fortrinnsvis er av plastmateriale og har en tykkelse e.
Denne tykkelse er valgt slik at gangtiden for akustiske bølge-tog i hulrommet lia som er fylt med vann eller et materiale som har tilnærmet samme akustiske impedans, som utgjør et mellomliggende medium anbragt mellom transduseren T og veggen 5, er kjent.
Den oppnådde oppløsning er desto bedre jo mindre diameter eller åpning O man har i den kollimator som dannes av hulrommet lia. Denne åpning skal imidlertid være tilstrekkelig til å unngå at membranen vesentlig svekker den utsendte akustiske stråle. Forøvrig er det kjent at åpningsvinkelen for utsendte akustiske bølgestråler avtar når man øker sendefrekvensen. Verdien av tykkelsen e tas i betraktning for å bestemme posi-sjonene av de tidsvinduer tiller begrensede tidsintervaller Fl og F2 for deteksjon, hvor man detekterer de suksessive ekkoer Al, A2 ... av det ultralydsignal E som utsendes (figurene 3A, 3B og 3C, hvor tiden t er vist som abscisse).
Disse vinduer tilsvarer mottagningstidspunkter for suksessive refleksjoner av signalet E på grenseflaten mellom veggen 5 og det vann som er opptatt i hulrommet lia. Elastiske organer 12, så som en fjær innsatt mellom bunnen i hulrommet 9 og et anslag 13 i boksen 8, holder ringen 11 i berøring med veggen 5 i brønnen ved å forskyve boksen 8 vinkelrett på sondeaksen.
Tykkelsen e definerer den midlere avstand mellom sender-eller transduserelementet T og veggen 5. Denne tykkelse velges tilstrekkelig stor til at vinduet Fl er tilstrekkelig fjernet fra sendetidspunktet, til å muliggjøre god adskillelse av signalet Al fra det utsendte signal E (figur 4A). Tykkelsen e blir imidlertid begrenset for å unngå en for sterk svekning av de akustiske signaler i det mellomliggende medium, i betraktning av størrelsen av den effekt som utsendes av den akustiske transduser T.
Utmerkede resultater blir i praksis oppnådd med verdier
av e som går fra noen millimeter til 1 centimeter, uten at disse verdier skal betraktes som begrensende.
Sonden er videre forsynt med en diameterinnretning 14
som angir en diametermåling av borehullet på det nivå hvor ringen 11 tjener som føler- og er i berøring med den innvendige vegg 5 i hullet. En slik innretning som er velkjent i tek-nikken, trenger ikke her å beskrives i detalj. Denne innretning angir f.eks. verdien av hulldiameteren under hensyn-tagen til dreiningen av de dreibare armer 4A og 4B, og kan spesielt tjene til å detektere tilstedeværelse av større utvidelser eller uthulninger i borehullveggen.
Deteksjonen av frakturer f skjer med ultralydbølger
som er egnet til å reflekteres og som ikke blir for sterkt svekket ved å gå igjennom vannlaget eller mer generelt gjennom det mellomliggende element eller medium av tykkelse e.
Utmerkede resultater er oppnådd ved å anvende akustiske bølger som har en frekvens i området mellom 400 kHz og 5MHz, idet tykkelsen e av vannlaget kan velges i overensstemmelse med denne f rekve:nsverdi, mellom 1 millimeter og noen centimeter. Svekningen av det utsendte signal øker åpenbart med den valgte frekvens.
Med sonden plassert i en gitt posisjon på et kjent nivå
i borehullet, utsender transduseren gjennom laget av mellomliggende element et signal som gir ekko og returnerer hvis formasjonen er kompakt (figur 3A) og som ikke returnerer hvis sonen er frakturert (figur 3B).
I det førstnevnte tilfelle vil det utsendte signal E
komme tilbake som ekkoer Al og A2, slik at 0A1 = A1A2 = tiden frem og tilbake i vannlaget.
Hvis borehullveggen har hulrom eller defekter kan det komme ekkoer A'l, A'2 ... utenfor vinduet Fl (figur 3C).
Et av ekkoene kan eventuelt opptre i vinduet F2.
I utgangspunktet er dette annet vindu ikke nødvendig,
men anvendelse av dette har den fordel at man får en komple-tering av den indikasjon som gis av vinduet Fl, idet de følgende forskjellige tilfeller kan opptre:
ekko i vinduet Fl: det foreligger ingen fraktur,
intet ekko i vindu Fl: fraktur som bekreftes ved nærvær av
et ekko likeledes i vindu F2,
ikke ekko i vindu Fl, men ekko utenfor dette vindu inklu-dert i vindu F2: uthulning på det aktuelle nivå.
Figurene 4A og 4B og 4C viser de signaler som svarer
til disse forskjellige tilfeller, fremkommet ved hjelp av en oscilloskopskjerm eller en registrering.
Lokaliseringen av frakturene blir oppnådd enten ved
måling på et fast nivå i borehullet eller ved langsom for-skyvning av sonden langs borehullveggen.
I det valgte vindu Fl eller F2 integreres det oppnådde retursignal som funksjon av målingsavlesningen med en tids-konstant som avtar når man ønsker å øke oppløsningen ved målingen. Bredden av frakturene kan variere fra noen titalls-mikron (sprekker) til noen millimeter.
Ved utførelse av fremgangsmåte ifølge oppfinnelsen anvendes det i det minste et vindu Fl som definerer et begrenset tidsintervall som starter når det fra utsendelsestidspunktet for signalet E har gått et intervall som er tilnærmet lik gangtiden frem og tilbake for ultralydsignaler gjennom tykkelsen e av det mellomliggende medium som adskiller transduseren E fra veggen 5.
Som angitt ovenfor blir tolkningen av de oppnådde loggar forbedret ved deteksjon av eventuell mottagning av reflekterte ultralydsignaler under i det minste et ytterligere begrenset tidsintervall eller vindu, så som vinduet F2, som starter når det fra sendingstidspunktet har forløpt et intervall som er i det vesentlige lik to ganger eller mer generelt et multiplum av gangtiden frem og tilbake for ultralydsignaler gjennom den nevnte tykkelse e av det mellomliggende medium, hvilken tykkelse har en kjent verdi.
Figur 5 viser skjematisk kretsene for sending, mottagning og signalbehandling. Den nedre del av figuren illustrerer sende- og mottagningskretsene for de akustiske signaler, anbragt i det indre av sonden 1, mens den øvre del av figuren viser behandlingskretsene for de elektriske signaler. Disse behandlingskretser er fortrinnsvis plassert på jordoverflaten og har forbindelser med de forannevnte kretser gjennom elektriske overføringsledninger 15, som kan være inkorporert i den kabel 2 som bærer sonden.
Det er som eksempel antatt at sonden omfatter tre transdusere Tl, T2 og T3 som kan være fordelt i et og samme hori-sontale plan omkring sonden (f.eks. med innbyrdes vinkelavstand på 120° i dette plan), eller de kan være arrangert på annen måte.
En elektronisk kommuteringsenhet 16 er elektrisk forbundet med de tre transdusere gjennom respektive ledere 7^, 7^ og 7^. Enheten mates med en elektrisk strøm av lav frekvens (f.eks. 40 Hz) fra logiske kretser 17, og kobler suksessivt transduserne Tl, T2 og T3 til en styrekrets 18 for ultralyd-sendingen, hvilken krets tilføres elektrisk strøm ved høy frekvens (f.eks. 10 kHz) fra de logiske kretser 17.
Kommuteringsenheten eller -kretsen 16 er videre forbundet med en mottagerkrets 19 som mottar de elektriske signaler frembragt av transduserne ved mottagning av akustiske ekkoer svarende til de utsendte ultralydsignaler E.
De elektriske signaler fra kretsen 19 påtrykkes en for-sterkerkrets 20 med styrbar forsterkning, som videre filtrerer disse signaler. Denne krets er tilpasset etter frekvensen av senderelementet T, f.eks. på en frekvens av strørrelsesorden 2,5 MHz og tilføres strøm ved frekvens 10 kHz fra de logiske kretser 17.
De elektriske signaler som kommer fra kretsen 20 blir overført til en samplings/likeretnings-krets 21 og derfra til en utgangsforsterker 22 koblet til elektriske ledninger 15 som sørger for overføring av elektriske synkroniserings-signaler til overflaten, frembragt av de logiske kretser 17, såvel som elektriske signaler svarende til sending og mottagning av akustiske signaler gjennom transduserne Tl,
T2 og T3.
De elektriske signaler mottatt ved overflaten går til
en forsterker 23. Utgangen av denne forsterker er forbundet med en første terskelkrets 24 som gjennom en ladning 25 er forbundet med en krets 26 som bestemmer middelverdien av det mottatte signal i det tidsintervall som svarer til vinduet Fl, for hver av de respektive transdusere Tl, T2 og T3.
Kretsene for bestemmelse av vinduet Fl omfatter en syn-kroniseringskrets 27 hvis inngang er forbundet med utgangen av forsterkeren 23 og hvis utgang er forbundet for det første med kretsen 26 gjennom en leder 28 og for det annet med inn-gangen på en genereringskrets 29 for vinduene Fl og F2. Utgangen av denne krets 29 er forbundet med kretsen 26 gjennom en leder 30.
Fra utgangen av den første terskelkrets 24 blir signalene likeledes påtrykket et oscilloskop 31 gjennom en leder 32. Oscilloskopet 31 er gjennom en leder 33 forbundet med kretsen 29 som definerer tidsvinduet Fl, og med synkroniseringskretsen 29.
De signaler som leveres av den første terskelkrets 24 blir videre påtrykket gjennom en leder 34 til en annen terskelkrets 35 hvis utgangssignaler leveres til et oscilloskop 37 som gjennom en ledning 38 er forbundet med kretsen 29
som definerer tidsvinduet F2.
Utgangssignalene fra den annen terskelkrets 35 blir videre påtrykket gjennom en leder 36 til en krets 39 som bestemmer den midlere verdi av det mottatte signal i det tidsintervall som svarer til vinduet F2, for hver av de respektive transdusere Tl, T2 og T3. Denne krets 39 er gjennom en leder 40 forbundet med den krets 29 som definerer tidsvinduet F2 .
Ledninger 41 og 42 forbinder oscilloskopet 37 med kretsen
39 henholdsvis med synkroniseringskretsen 27.
Utgangen av forsterkeren 23 er videre forbundet med
en forsterker 43 som muliggjør registrering av signalene på magnetbånd, og en forsterker 44 som tillater lesning av de foretatte magnetiske registreringer.
Det vil innses at apparatet omfatter midler til å bestemme posisjonen av sonden i brønnen under hver måling, hvilket tillater registrering av de foretatte målinger som funksjon av dybden. Disse midler kan være av vanlig brukt type ved kjente loggesonder.
Det ville eventuelt være mulig ved hjelp av en membran
å lukke det hulrom lia som inneholder vannet eller et annet mellomliggende medium som har i det vesentlige samme akustiske impedans og som bare gir liten svekning av de akustiske bølger, forutsatt at denne membran med liten tykkelse består av et materiale med slike akustiske egenskaper at membranen ikke i vinduene Fl, F2 ... innfører parasittrefleksjoner av nevneverdig betydning i de signaler som utsendes og reflekteres fra formasjonsveggen (membran av et materiale med tilnærmet samme akustiske impedans som vann, f.eks. polyetylen).
Hulrommet lia kan også fylles med et fast materiale
som har i det vesentlige samme akustiske impedans som vann.
Terskelkretsene 24 og 35 blir innstilt slik at de elimi-nerer parasittekkoer som skyldes anvendelsen av materialer mellom elementet T og veggen 5, hvis akustiske impedans ikke er strengt tilpasset impedansen av det vann som anbringes i berøring med veggen 5.

Claims (9)

1. Fremgangsmåte for å detektere frakturer langs veggen i et materiale eller en formasjon, ved hvilken det utsendes ultralydsignaler i en retning hovedsaklig vinkelrett på veggen, fra i det minste et senderelement i avstand fra denne, gjennom et mellomliggende medium, og signaler reflektert langs den samme retning blir mottatt, karakterisert ved at sendingen og mottagningen foretas med en liten stråleåpningsvinkel for ultralydsignalene i umiddelbar nærhet av veggen, gjennom et mellomliggende medium som har en kjent liten tykkelse (e) og som med veggen ikke danner noen distinkt grenseflate som ville være i stand til å avstedkomme en nevneverdig parasittrefleksjon av utsendte signaler, og at eventuell mottagning av ultralydsignaler reflektert av veggen i det vesentlige langs senderretningen, detekteres under i det minste et begrenset tidsintervall (Fl) som starter når det fra sendetidspunktet har forløpt et tidsintervall som er i det vesentlige lik gangtiden frem og tilbake for ultralydsignaler gjennom tykkelsen av det mellomliggende medium, idet mottagning av signaler under deteksjonsintervallet (Fl) svarer til fravær av frakturer i veggen på materialet eller formasjonen, og mangel på mottatt signal under det nevnte tidsintervall (Fl) tilsvarer tilstedeværelse av frakturer eller uthulninger i veggen like overfor sendepunktet.
2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at det foretas en rensning eller skrapning av veggen før ultralydsignalene sendes mot denne.
3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at eventuell mottagning av reflekterte ultralydsignaler detekteres under i det minste et ytterligere begrenset tidsintervall (F2) som begynner når det fra sendetidspunktet har forløpt et intervall som er i det vesentlige lik et multiplum av gangtiden frem og tilbake for ultralydsignaler gjennom den kjente tykkelse (e) av det mellomliggende medium.
4. Fremgangsmåte ifølge krav 1, 2 eller 3, karakterisert ved at det som mellomliggende medium anvendes vann.
5. Fremgangsmåte ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at det som mellomliggende materiale anvendes vann og en membran som har i det vesentlige samme akustiske impedans.
6. Fremgangsmåte ifølge et av de foregående krav, karakterisert ved at det utsendes en akustisk bølge med frekvens som ligger i området mellom 400 kilohertz og 5 megahertz.
7. Apparat for utførelse av fremgangsmåten ifølge et av kravene 1-6, karakterisert ved at det i kombi-nasjon omfatter: a) et sondelegeme (1) innrettet til å anbringe en transduser (T) i umiddelbar nærhet av veggen (5) i et materiale eller en formasjon som skal undersøkes, hvilken transduser er innrettet til å sende og motta ultralydsignaler med liten stråleåpningsvinkel, langs en og samme retning hovedsaklig vinkelrett på veggen, hvor det mellom transduseren og veggen er avgrenset et mellomrom (lia) som har en kjent liten tykkelse (e) og inneholder et mellomliggende medium som med veggen (5) ikke danner noen distinkt grenseflate som ville være i stand til å frem-bringe en nevneverdig parasittrefleksjon av signaler (E) utsendt av transduseren, og b) en anordning (27, 29) forbundet med transduseren (T) for å defenere i det minste et begrenset tidsintervall (Fl) for deteksjon av signaler mottatt av transduseren, hvilket tidsintervall starter når det etter utsendelsen av et signal (E) fra transduseren (T) har forløpt et intervall som er i det vesentlige lik gangtiden frem og tilbake for ultralydsignaler gjennom den nevnte tykkelse (e) av det mellomliggende medium.
8. Apparat ifølge krav 7, karakterisert ved at det omfatter en anordning (27, 29) til å definere i det minste et ytterligere begrenset tidsintervall (F2) for deteksjon av signaler mottatt av transduseren, hvilket tidsintervall starter når det etter sendetidspunktet har forløpt et intervall i det vesentlige lik et multiplum av gangtiden frem og tilbake for ultralydsignaler gjennom den nevnte tykkelse (e) av det mellomliggende medium, med kjent verdi.
9. Apparat ifølge krav 7 eller 8, karakterisert ved at det omfatter en ring (11) hvis ene flate ligger i berøring med transduseren (T) og hvis annen flate er lagt an mot veggen (5) ved hjelp av elastiske organer, og at det indre (lia) av ringen (11) inneholder det nevnte mellomliggende medium.
NO834779A 1982-12-27 1983-12-22 Fremgangsmaate og apparat for aa detektere frakturer. NO162254C (no)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR8221831A FR2538562B1 (fr) 1982-12-27 1982-12-27 Methode et appareillage de detection des fractures par echographie ultrasonique le long de la paroi d'un materiau ou d'une formation

Publications (3)

Publication Number Publication Date
NO834779L NO834779L (no) 1984-06-28
NO162254B true NO162254B (no) 1989-08-21
NO162254C NO162254C (no) 1989-11-29

Family

ID=9280536

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO834779A NO162254C (no) 1982-12-27 1983-12-22 Fremgangsmaate og apparat for aa detektere frakturer.

Country Status (8)

Country Link
US (1) US4596143A (no)
EP (1) EP0116244B1 (no)
CA (1) CA1214541A (no)
DE (1) DE3373549D1 (no)
FR (1) FR2538562B1 (no)
IN (1) IN161394B (no)
MX (1) MX7467E (no)
NO (1) NO162254C (no)

Families Citing this family (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4692908A (en) * 1982-03-24 1987-09-08 Schlumberger-Doll Research Method and apparatus for investigating stand-off in a borehole
FR2569476B1 (fr) * 1984-08-24 1987-01-09 Schlumberger Prospection Procede et dispositif pour evaluer la qualite du ciment entourant le tubage d'un puits
US4852069A (en) * 1986-12-31 1989-07-25 Shell Oil Company Thin bed evaluation device
US4711984A (en) * 1987-03-09 1987-12-08 General Motors Corporation Ultrasonic method and apparatus for spot weld control
US5146050A (en) * 1989-04-25 1992-09-08 Western Atlas International, Inc. Method and apparatus for acoustic formation dip logging
US4979585A (en) * 1989-10-02 1990-12-25 Halliburton Logging Services, Inc. Compound suspension linkage
US5099407A (en) * 1990-09-24 1992-03-24 Thorne Richard L Inverter with power factor correction circuit
US5413174A (en) * 1994-05-18 1995-05-09 Atlantic Richfield Company Signal transmission through deflected well tubing
US5995447A (en) * 1997-05-14 1999-11-30 Gas Research Institute System and method for processing acoustic signals to image behind reflective layers
US6021093A (en) * 1997-05-14 2000-02-01 Gas Research Institute Transducer configuration having a multiple viewing position feature
US6125079A (en) * 1997-05-14 2000-09-26 Gas Research Institute System and method for providing dual distance transducers to image behind an acoustically reflective layer
US6002639A (en) * 1997-05-14 1999-12-14 Gas Research Institute Sensor configuration for nulling reverberations to image behind reflective layers
US5983701A (en) * 1997-06-13 1999-11-16 The Royal Institution For The Advancement Of Learning Non-destructive evaluation of geological material structures
US6546803B1 (en) 1999-12-23 2003-04-15 Daimlerchrysler Corporation Ultrasonic array transducer
US6535735B2 (en) * 2001-03-22 2003-03-18 Skyworks Solutions, Inc. Critical path adaptive power control
US7132617B2 (en) * 2002-02-20 2006-11-07 Daimlerchrysler Corporation Method and system for assessing quality of spot welds
US20050077268A1 (en) * 2002-02-25 2005-04-14 Goran Vogt Welding electrode comprising an ultrasound probe
US7464588B2 (en) 2005-10-14 2008-12-16 Baker Hughes Incorporated Apparatus and method for detecting fluid entering a wellbore
US7446612B2 (en) * 2006-09-08 2008-11-04 Skyworks Solutions, Inc. Amplifier feedback and bias configuration
US7696826B2 (en) * 2006-12-04 2010-04-13 Skyworks Solutions, Inc. Temperature compensation of collector-voltage control RF amplifiers
WO2011043763A1 (en) * 2009-10-05 2011-04-14 Halliburton Energy Services, Inc. Well drilling method utilizing real time response to ahead of bit measurements
EP2486230B1 (en) 2009-10-05 2018-09-05 Halliburton Energy Services, Inc. Integrated geomechanics determinations and wellbore pressure control
US8860416B2 (en) 2009-10-05 2014-10-14 Halliburton Energy Services, Inc. Downhole sensing in borehole environments
WO2011043851A1 (en) 2009-10-05 2011-04-14 Halliburton Energy Services, Inc. Deep evaluation of resistive anomalies in borehole environments
GB201104409D0 (en) * 2011-03-16 2011-04-27 Airbus Operations Ltd Improvements in inspection of composite components
US8797035B2 (en) 2011-11-09 2014-08-05 Halliburton Energy Services, Inc. Apparatus and methods for monitoring a core during coring operations
US8854044B2 (en) 2011-11-09 2014-10-07 Haliburton Energy Services, Inc. Instrumented core barrels and methods of monitoring a core while the core is being cut
CN104280779A (zh) * 2014-09-19 2015-01-14 中国矿业大学 一种水体下充填采煤导水裂隙高度测试方法
US11905816B2 (en) * 2016-03-03 2024-02-20 Halliburton Energy Services, Inc. Casing thickness estimation by frequency correlation
CA3146080A1 (en) 2019-08-05 2021-02-11 Conocophillips Company Portable articulating ultrasonic inspection

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3175639A (en) * 1960-10-19 1965-03-30 Liben William Method for measuring formation porosity, permeability and mud cake thickness in oil well bore holes by sonic pulses
US3356177A (en) * 1964-06-12 1967-12-05 Shell Oil Co Method for detecting fractures in a formation penetrated by a borehole
US3394586A (en) * 1964-08-14 1968-07-30 Exxon Research Engineering Co Delay line for ultrasonic testing instrument
US3511334A (en) * 1968-12-02 1970-05-12 Mobil Oil Corp Acoustic well logging tool
US3688569A (en) * 1970-07-16 1972-09-05 Automation Ind Inc Ultrasonic surface roughness indicator
FR2172808B1 (no) * 1972-02-22 1978-09-29 Inst Francais Du Petrole
US3921442A (en) * 1973-11-28 1975-11-25 Automation Ind Inc Acoustic couplant for use with an ultrasonic search unit
US4168483A (en) * 1977-09-06 1979-09-18 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics & Space Administration System for detecting substructure microfractures and method therefor
US4137776A (en) * 1978-05-08 1979-02-06 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Department Of Transportation Automatic base gate positioning circuit
FR2486997A1 (fr) * 1980-07-15 1982-01-22 Inst Francais Du Petrole Methode pour determiner le pendage de formations geologiques traversees par un sondage

Also Published As

Publication number Publication date
EP0116244A1 (fr) 1984-08-22
NO162254C (no) 1989-11-29
EP0116244B1 (fr) 1987-09-09
CA1214541A (fr) 1986-11-25
IN161394B (no) 1987-11-28
DE3373549D1 (en) 1987-10-15
MX7467E (es) 1989-01-18
NO834779L (no) 1984-06-28
FR2538562A1 (fr) 1984-06-29
US4596143A (en) 1986-06-24
FR2538562B1 (fr) 1985-07-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NO162254B (no) Fremgangsmaate og apparat for aa detektere frakturer.
US6018496A (en) Method and apparatus for hydraulic isolation determination
EP3080558B1 (en) Pulse-wave ultrasound production well logging method and tool
CA1152201A (en) Shear wave acoustic logging system
CA2014875C (en) Logging method and apparatus for acoustic inspection of a borehole fitted with casing
US5874676A (en) Method and apparatus for acoustically investigating a casing with a swept frequency pulse
NO161465B (no) Fremgangsmaate og system for estimering av parametre for skjaerboelger.
US5146050A (en) Method and apparatus for acoustic formation dip logging
US4328567A (en) Methods and apparatus for acoustic logging in earth formations
US4885723A (en) Acoustic apparatus and method for detecting borehole wall discontinuities such as vertical fractures
US4701891A (en) Method and apparatus for measuring formation compression and shear wave velocity
EP0298165B1 (en) System and method for measuring ice thickness
GB2154320A (en) Downhole fracture analysis
US4293934A (en) Circumferential acoustic device
US3406776A (en) Acoustic method and apparatus for examining formations adjacent the walls of boreholes
US4683557A (en) Acoustic logging method for identifying subsurface formation boundaries
GB2333155A (en) Acoustic measurement while drilling system using compressional waves reflected from within formation
US4495605A (en) Method for determining the dip angle of geological formations traversed by a borehole
CA1129066A (en) Method and apparatus for acoustically investigating a casing and casing cement bond in borehole penetrating an earth formation
US3401772A (en) Method for logging cased boreholes
US4992994A (en) Borehole televiewer for fracture detection and cement evaluation
EP0549419B1 (en) Method and apparatus for hydraulic isolation determination
US3311875A (en) Elastic wave well logging
US4458340A (en) Borehole sonic method for porosity characterization
US4525815A (en) Well pipe perforation detector