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JPH1062555A - Method and apparatus for bored hole sound wave reflection detection layer - Google Patents

Method and apparatus for bored hole sound wave reflection detection layer

Info

Publication number
JPH1062555A
JPH1062555A JP8329958A JP32995896A JPH1062555A JP H1062555 A JPH1062555 A JP H1062555A JP 8329958 A JP8329958 A JP 8329958A JP 32995896 A JP32995896 A JP 32995896A JP H1062555 A JPH1062555 A JP H1062555A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
borehole
formation
receiver
transmitter
tool
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
JP8329958A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Esumaasoi Sengitsutsu
エスマーソイ センギッツ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schlumberger Overseas SA
Original Assignee
Schlumberger Overseas SA
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 Schlumberger Overseas SA filed Critical Schlumberger Overseas SA
Publication of JPH1062555A publication Critical patent/JPH1062555A/en
Pending legal-status Critical Current

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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
    • G01N29/04Analysing solids
    • G01N29/11Analysing solids by measuring attenuation of acoustic waves
    • 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
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/02Indexing codes associated with the analysed material
    • G01N2291/028Material parameters
    • G01N2291/02854Length, thickness
    • GPHYSICS
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    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/04Wave modes and trajectories
    • G01N2291/044Internal reflections (echoes), e.g. on walls or defects

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  • Geology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
  • Length Measuring Devices Characterised By Use Of Acoustic Means (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a reflected sound wave detection layer art which enables measurement in a wide range of stratum. SOLUTION: A method is provided to form an image of a stratum on the perimeter of a bored hole 14. The diameter of the bored hole is determined, a sound wave attenuation characteristic of the stratum is determined and the range of interest is determined in the prospecting depth into the stratus from the bored hole. A tool 10 is positioned in the bored hole, a sound wave signal is transmitted into the stratum from the tool and the sound wave signal reflected on a construction in the stratum is received by the tool. The received sound wave signal is analyzed to determine the distance of the reflecting construction from the bored hole while an image of the position of the reflecting construction is generated pertaining to the bored hole based on the determined distance. teps as mentioned above are arranged. This tool has at least one monopole transmitter 18 and at least one sound wave receiver 20 isolated from the transmitter by a distance selected according to the range of interest of the prospecting depth. The frequency of the sound wave signal is selected according to the diameter of the bored hole, the sound wave attenuation characteristic of the stratum and the range of interest of the prospecting depth.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ボアホール内にお
いて発生され且つ受信された音波信号を使用してボアホ
ールの周りの地層内の音波反射体を検知することを含む
ボアホール検層に使用する方法及び装置に関するもので
ある。
FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a method for use in borehole logging including detecting sound wave reflectors in a formation surrounding the borehole using sound wave signals generated and received in the borehole. It concerns the device.

【0002】[0002]

【従来の技術】地層の特性づけのための音波技術は公知
である。これらの技術の全ては、供給源から興味のある
地層を介して受信器へ音波信号を送信することを行な
う。該信号の周波数は、地震適用例における非常に低い
周波数から、使用される特定の技術に依存して、音波周
波数を介し超音波周波数へ変化することが可能である。
殆どのボアホールロギング即ち穿孔検層では、ボアホー
ルの壁における地層を介して供給源から実質的に直接的
に受信器へ通過する音波信号に対する時間の測定を行な
う。しばしば、この測定は、これらの直接的到達を記録
し且つ反射に基く信号を排除すべく設計される。一方、
受信信号をフィルタして反射に起因する信号を除去する
場合がある。
2. Description of the Prior Art Sonic techniques for characterizing formations are known. All of these techniques involve transmitting acoustic signals from a source through a formation of interest to a receiver. The frequency of the signal can change from a very low frequency in seismic applications to an ultrasonic frequency via an acoustic frequency, depending on the particular technology used.
Most borehole logging provides a time measurement for the acoustic signal passing from the source to the receiver substantially directly through the formation in the wall of the borehole. Often, this measurement is designed to record these direct arrivals and to eliminate signals based on reflection. on the other hand,
In some cases, a received signal is filtered to remove a signal caused by reflection.

【0003】地震探査は、大略、地表面下側の構造を検
知するために典型的に非常に低い周波数において反射音
波信号を使用する。信号供給源及び/又は検知器は、通
常、地表に位置されている。ボアホール地震技術はこれ
らのうちの1つをボアホールの内側に配置させる。
[0003] Seismic surveys generally use reflected acoustic signals at very low frequencies to detect structures below the ground surface. Signal sources and / or detectors are typically located at the surface. Borehole seismic technology places one of these inside the borehole.

【0004】ボアホール音波反射探査においては、同一
のボアホール内に配置した音波送信器及び受信器で測定
が行なわれる。この形態は、ボアホール軸に関し小さな
角度を有する音波反射体からの反射波フィールドを記録
するのに最もよく適している。例えば、ほぼ垂直な断
口、断層及び岩塩ドーム側面はほぼ垂直なウエル即ちさ
く井に対する良好なボアホール反射ターゲットである。
ほぼ水平な床境界、流体接触界面(気体/石油又は石油
/水)及び貯留箇所内部の鉱条は高度に離れており且つ
水平なウエル即ちさく井に対する良好なターゲットであ
る。ボアホール反射探査における所望のイベント(反
射)は、ボアホールから地層の反射体へ伝播し且つボア
ホールへ戻ってくる波動である。然しながら、送信器か
らの音波エネルギの著しい部分は直接的に受信器アレイ
へ伝播する。これらの直接的な波動は圧縮性及び剪断性
ヘッドウエーブ(ヘッド波)、チューブウエーブ(スト
ンレー波)、流体及びボアホールモード及びさく井にケ
ーシングが設けられている場合には種々のケーシングモ
ードを包含している。直接的な波は、更に、ツール本体
に沿って伝播する種々のツールモードを包含する場合が
ある。音波検層適用例においては、これらの直接的な波
のうちの幾つか、例えばヘッド波及びストンレー波、を
使用して地層の特性を検層する。然しながら、反射探査
適用例においては、それらは不所望のものである。これ
らの直接波は、典型的に、反射波よりも著しく大きなも
のである。
[0004] In the borehole acoustic reflection survey, measurement is performed by an acoustic wave transmitter and a receiver arranged in the same borehole. This configuration is best suited for recording the reflected wave field from a sound reflector having a small angle with respect to the borehole axis. For example, near vertical cuts, faults and salt dome sides are good borehole reflection targets for near vertical wells.
Nearly horizontal floor boundaries, fluid contact interfaces (gas / petroleum or petroleum / water) and ore strips inside the reservoir are highly remote and good targets for horizontal wells. The desired event (reflection) in the borehole reflection survey is a wave propagating from the borehole to the reflector in the formation and returning to the borehole. However, a significant portion of the sonic energy from the transmitter propagates directly to the receiver array. These direct waves include compressive and shearing headwaves (head waves), tube waves (Stoneley waves), fluid and borehole modes, and various casing modes if wells are provided with casing. I have. Direct waves may also include various tool modes that propagate along the tool body. In sonic logging applications, some of these direct waves are used to log formation properties, such as head and Stoneley waves. However, in reflection probing applications, they are undesirable. These direct waves are typically significantly larger than the reflected waves.

【0005】ダウンホール音波測定を使用してさく井周
りの反射画像形成は、特に、ボアホールと相対的に貯留
箇所の上部又は底部の位置を決定するために水平なさく
井において使用するために従来提案されていた。米国特
許第4,833,658号は、水平なさく井周りの反射
体の位置を決定するために信号を処理する方法を開示し
ている。図1は上記米国特許に記載されているシステム
を示している。ツール(装置)5は、地表にあるドリル
用デリック31へ結合されているドリルストリング30
の端部において水平方向のボアホール1内に位置されて
いる4個の送信器E1 −E4 及び12個の受信器R1
12を有している。これらの送信器は一定の間隔、例え
ば0.25mに等しい間隔で互いに離隔されており且つ
受信器は一定の間隔、例えば1mに等しい間隔で互いに
離隔されている。最も近い送信器と受信器との離隔は1
mとして提案されている。該ツールの長さは、高々、ボ
アホールと興味のある最も離れた反射構成体(界面1
3,15)との間の距離に等しく選択されている。ツー
ル5はボアホール1に沿って検層され且つ送信器Eは
5,000乃至10,000Hzの範囲内の周波数で音
波信号を発生し、且つ受信器Rは直接波及び反射波の両
方を受信する。受信信号を解析して、直接(回折)波及
び反射波の平均伝播速度を決定する。反射波に対応する
信号から時間セクションが決定され、この時間セクショ
ンは反射波の平均伝播速度によって深さセクションへ変
換される。反射用界面の位置はこの深さセクションから
決定される。上記’658特許において提案されている
アプローチ及びパラメータはある場合には動作するが、
動作しない場合が多数ある。該’658特許は、このこ
とを認識しておらず且つ全ての状況において動作するこ
とを可能とする技術に対する適宜の修正について提案す
るものではない。
[0005] Reflection imaging around wells using downhole acoustic measurements has been previously proposed, especially for use in horizontal wells to determine the location of the top or bottom of the reservoir relative to the borehole. I was U.S. Pat. No. 4,833,658 discloses a method of processing a signal to determine the position of a reflector around a horizontal well. FIG. 1 shows the system described in the aforementioned U.S. Pat. The tool (device) 5 includes a drill string 30 connected to a drill derrick 31 on the ground surface.
Transmitters E 1 -E 4 and 12 receivers R 1- located in the horizontal borehole 1 at the ends of
It has a R 12. The transmitters are spaced apart from one another at regular intervals, for example, equal to 0.25 m, and the receivers are spaced apart from one another at regular intervals, for example, 1 m. The closest separation between transmitter and receiver is 1
m. The length of the tool is at most the borehole and the furthest reflective structure of interest (Interface 1).
3, 15). Tool 5 is logged along borehole 1 and transmitter E generates an acoustic signal at a frequency in the range of 5,000 to 10,000 Hz, and receiver R receives both direct and reflected waves. . The received signal is analyzed to determine the average velocity of the direct (diffraction) and reflected waves. A time section is determined from the signal corresponding to the reflected wave, and this time section is converted to a depth section by the average propagation velocity of the reflected wave. The position of the reflective interface is determined from this depth section. While the approaches and parameters proposed in the '658 patent work in some cases,
Many do not work. The '658 patent is not aware of this and does not suggest any appropriate modifications to the technology that would allow it to operate in all situations.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上の点に
鑑みなされたものであって、上述した問題がそれ程深刻
なものではなく且つより幅広の地層範囲にわたって測定
を行なうことを可能とする反射音波検層技術を提供する
ことを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above points, and makes it possible to perform a measurement over a wider geological area without the above-mentioned problems being serious. An object of the present invention is to provide a reflection acoustic logging technique.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明に基くボアホール
周りの地層の画像形成を行なう方法は、ボアホールの直
径を決定し、地層の音波減衰特性を決定し、ボアホール
から地層内への探査深さ用の興味のある範囲を決定し、
少なくとも1個の単極送信器と探査深さの興味のある範
囲にしたがって選択された距離だけ該送信器から離隔さ
れている少なくとも1個の音波受信器を具備するツール
をボアホール内に位置決めし、前記少なくとも1個の単
極送信器でボアホールの直径と、地層の音波減衰特性
と、探査深さの興味のある範囲とにしたがって選択され
た周波数において音波信号を地層内へ送信し、地層内の
構造から反射された音波信号を少なくとも1個の受信器
で受信し、前記受信音波信号を解析してボアホールから
反射構造の距離を決定し、且つ前記決定された距離に基
いてボアホールに関する反射用構造の位置の画像を発生
させる、上記各ステップを有している。
SUMMARY OF THE INVENTION A method of forming an image of a formation around a borehole according to the present invention comprises determining the diameter of the borehole, determining the acoustic attenuation characteristics of the formation, and determining the depth of the search from the borehole into the formation. Determine the area of interest for
Positioning a tool in the borehole comprising at least one monopolar transmitter and at least one acoustic receiver spaced from the transmitter by a distance selected according to the range of interest of the search depth; Transmitting at least one monopolar transmitter into the formation at a frequency selected according to the diameter of the borehole, the sound attenuation characteristics of the formation, and the range of interest of the exploration depth; A sound signal reflected from the structure is received by at least one receiver, the received sound signal is analyzed to determine a distance of the reflecting structure from the borehole, and a reflecting structure for the borehole based on the determined distance. Each of the above steps for generating an image at the position of.

【0008】ボアホール周りの地層の画像形成を行なう
本発明に基く装置は、ツール本体、ボアホール直径と、
地層の所定の音波減衰特性と、探査深さに対する興味の
ある範囲とにしたがって選択された周波数において地層
内へ音波信号を送信し該ツール本体上に位置されている
少なくとも1個の単極送信器、探査深さの興味のある範
囲にしたがって選択された距離だけ前記少なくとも1個
の送信器から離隔されており前記ツール本体上に位置さ
れており地層内の構造から反射されて来た音波信号を受
信する少なくとも1個の音波受信器、ボアホールからの
反射構造の距離を決定するために受信した音波信号を解
析する手段、前記決定された距離に基いてボアホールに
関し反射構造の位置の画像を発生する手段、を有してい
る。
An apparatus according to the present invention for forming an image of a formation around a borehole includes a tool body, a borehole diameter,
At least one monopolar transmitter for transmitting an acoustic signal into the formation at a frequency selected according to the predetermined sound attenuation characteristics of the formation and the range of interest for the exploration depth and located on the tool body; The sound signal reflected from structures in the formation, located on the tool body and spaced from the at least one transmitter by a distance selected according to the range of interest of the search depth. At least one receiving acoustic wave receiver, means for analyzing the received acoustic wave signal to determine a distance of the reflective structure from the borehole, and generating an image of the position of the reflective structure with respect to the borehole based on the determined distance. Means.

【0009】地層の減衰特性と、ボアホール直径の効果
及び所望の探査深さを考慮に入れることによって、従来
不可能であった条件範囲にわたり性能を最適化させるた
めにツールを構成し且つ動作させることが可能である。
Configuring and operating the tool to optimize performance over a range of conditions not previously possible by taking into account the damping properties of the formation, the effect of borehole diameter and the desired probing depth. Is possible.

【0010】本発明の特に好適な使用態様の1つは、特
に、ボアホールが水平方向である場合に、そのボアホー
ルの周りの地層の画像形成を行なう場合である。反射信
号は例えば貯留箇所境界、岩塩ドーム又はボアホールと
相対的な地層内の断口等の反射構造の位置を識別するた
めに解析することが可能であり、且つその位置は地層を
特性づけるために使用することの可能な画像として表現
することが可能である。
[0010] One particularly preferred mode of use of the present invention is in the case of forming an image of a formation around the borehole when the borehole is horizontal. The reflected signal can be analyzed to identify the location of the reflective structure, for example, a cutoff in the formation relative to the reservoir boundary, salt dome or borehole, and that location is used to characterize the formation. It can be represented as an image that can be performed.

【0011】1個又はそれ以上の送信器及び複数個の受
信器からなるアレイを使用することが好適である。ある
環境においては単一の送信器を使用することが可能であ
るが、探査深さ範囲はしばしば制限される。従って、良
好な探査深さ範囲を与えるために送信器と受信器との間
隔において充分な範囲を与えるために2個以上の送信器
を使用することが好適である。2個又は3個の送信器が
ボアホールツールの範囲と物理的及び動作上の条件との
間の最もよい妥協を与えるものと思われる。軸方向受信
器アレイは、チューブウエーブに関して増加された反射
イベント振幅を与える。典型的な受信器アレイは、8個
の軸方向受信器ステーションを有し、各ステーションは
等しい距離、例えば、6インチだけ離隔されている。方
位角受信器アレイは、ボアホールに関して地層内の反射
物体の方位角位置を決定することを可能とする。各受信
器ステーションにおいてツール軸周りに4個のハイドロ
フォンを配設することが好適である。各ステーションに
おける各ハイドロフォンにおいて波形を記録することに
よって、信号を比較することが可能であり、且つ反射が
どの方向から来たものであるかを決定することが可能で
ある。
It is preferred to use an array of one or more transmitters and a plurality of receivers. In some circumstances it is possible to use a single transmitter, but the search depth range is often limited. Therefore, it is preferable to use two or more transmitters to provide sufficient range in the spacing between the transmitter and receiver to provide a good search depth range. Two or three transmitters seem to provide the best compromise between range of borehole tool and physical and operational conditions. The axial receiver array provides increased reflected event amplitude with respect to the tube wave. A typical receiver array has eight axial receiver stations, each station separated by an equal distance, for example, 6 inches. The azimuthal receiver array allows for determining the azimuthal position of a reflective object in the formation with respect to the borehole. Preferably, four hydrophones are arranged around the tool axis at each receiver station. By recording the waveform at each hydrophone at each station, it is possible to compare the signals and to determine from which direction the reflection came.

【0012】送信した音波信号の周波数は、ボアホール
直径、地層の特性及び所望の探査範囲にしたがって選択
される。周波数は、減衰媒体における長距離にわたる画
像形成用の100Hz以下から非減衰媒体における短距
離高分解能画像形成用の20kHz以上の範囲にわたる
ことが可能である。本発明に適した典型的な単極供給源
の場合には、周波数は、通常、1kHz乃至15kHz
の範囲内である。
The frequency of the transmitted sound signal is selected according to the borehole diameter, the properties of the formation and the desired search range. Frequencies can range from 100 Hz or less for long-range imaging in attenuated media to 20 kHz or more for short-range high-resolution imaging in unattenuated media. For a typical monopolar source suitable for the present invention, the frequency is typically between 1 kHz and 15 kHz.
Is within the range.

【0013】直接的なチューブウエーブ信号の一部が受
信器(又は送信器)を通過して伝播し且つボアホール内
部の構造から反射されて受信器へ戻り地層からの反射信
号と干渉することを防止するために、ツールストリング
内に位置させて1つ又はそれ以上の減衰器を使用するこ
とが望ましい。これらは、好適には同時係属中の出願で
ある米国特許出願第08/527,736号に記載され
ている形態のものであり、該特許出願は引用により本明
細書に取込む。
A portion of the direct tube wave signal propagates through the receiver (or transmitter) and is reflected from structures inside the borehole back to the receiver to prevent interference with the reflected signal from the formation. In order to achieve this, it is desirable to use one or more attenuators located within the tool string. These are preferably of the form described in co-pending US patent application Ser. No. 08 / 527,736, which is incorporated herein by reference.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】図2は本発明の一実施例に基くボ
アホール音波反射画像形成システムを示した概略図であ
る。音波反射画像形成ツール(装置)10はボアホール
14内へ外装多導体ケーブル12によって下降されてお
り、ボアホール14はケーシングを設けたものか又は設
けていないものとすることが可能であり、地表下側の地
層16の画像形成を行なうための音波測定を行なう。ボ
アホールが垂直からそれている場合、特に、水平方向に
延在している場合には、重力が該ツールを興味のある深
さへ移動させるのに不充分であるか又は不可能である場
合に、ケーブル12をドリルパイプ又はコイルチュービ
ング等のチュービング内に走行させてツール10をボア
ホール内へ押込むことが可能である。ツール10は送信
器18a,18b,18c及びそれにすぐ隣接して受信
器アレイ20が設けられており、それらは米国特許第
4,850,450号、第5,036,945号、第
5,043,952号においてより詳細に説明されてお
り、それらの特許を引用により本明細書に取込む。送信
器と受信器アレイとの離隔は例えば米国特許第5,03
6,945号に記載されているような音波分離ジョイン
トを組込む離隔体19を使用することによって達成され
る。離隔体19の長さは、興味のある探査深さ範囲に従
って選択される。例えば、離隔体19の典型的な長さは
32フィート(9.75m)であり且つ最も遠い送信器
18aから受信器アレイ20の最も遠い位置までの全体
的な距離は43フィート(13.1m)である。ボアホ
ール内の反射チューブウエーブの干渉効果を減少させる
ために送信器/受信器アレイセクションの両端部に1個
又はそれ以上のチューブウエーブ減衰器22を設けるこ
とが可能である。これらの減衰器及びそれらの機能につ
いては本明細書に取込んだ同時係属出願の米国特許出願
第08/527,736号に詳細に記載されている。こ
のような減衰器は、必要に応じ、送信器と減衰器アレイ
との間において使用することも可能である。オリエンテ
ーション装置(例えば、磁力計及び加速度計を含むシュ
ルンベルジェ社のGPITツール)23及びテレメトリ
ーカートリッジ24が設けられることによって本ダウン
ホールツールが完成される。
FIG. 2 is a schematic view showing a borehole acoustic reflection image forming system according to an embodiment of the present invention. The acoustic reflection image forming tool (apparatus) 10 is lowered into the borehole 14 by the outer multi-conductor cable 12, and the borehole 14 may or may not be provided with a casing. A sound wave measurement for forming an image of the formation 16 is performed. If the borehole is deviated from vertical, especially if it extends horizontally, if the gravity is insufficient or impossible to move the tool to the depth of interest The tool 10 can be pushed into the borehole by running the cable 12 through tubing such as a drill pipe or coil tubing. Tool 10 is provided with transmitters 18a, 18b, 18c and a receiver array 20 immediately adjacent thereto, which are disclosed in U.S. Patent Nos. 4,850,450, 5,036,945, and 5,043. , 952, which patents are incorporated herein by reference. The separation between the transmitter and the receiver array is described, for example, in US Pat.
This is accomplished by using a standoff 19 that incorporates an acoustic isolation joint as described in US Pat. No. 6,945. The length of the spacer 19 is selected according to the exploration depth range of interest. For example, a typical length of the standoff 19 is 32 feet (9.75 m) and the overall distance from the furthest transmitter 18a to the furthest position of the receiver array 20 is 43 feet (13.1 m). It is. One or more tube wave attenuators 22 can be provided at each end of the transmitter / receiver array section to reduce the interference effects of the reflective tube waves in the borehole. These attenuators and their functions are described in detail in co-pending US patent application Ser. No. 08 / 527,736, which is incorporated herein by reference. Such an attenuator can be used between the transmitter and the attenuator array, if desired. The downhole tool is completed by providing an orientation device (for example, a Schlumberger GPIT tool including a magnetometer and an accelerometer) 23 and a telemetry cartridge 24.

【0015】ツール10はボアホール14を上下に移動
すべく適合されており、且つツール10が移動すると、
送信器18は周期的に音波信号を発生する。発生された
音波信号はボアホールを介し及び/又は地層を介して伝
播し、そこで地下構造物によって反射され、且つ受信器
アレイ20における受信器が、典型的に、発生された信
号から得られる何等かのエネルギを検知する。ボアホー
ル内においてツール10を移動させるメカニズムは、地
層の地表における滑車ホイール25へ延在し、次いで適
宜のドラム及びウインチメカニズム26へ延在するケー
ブル12を有しており、ドラム及びウインチメカニズム
26は所望に応じツール10をボアホール内において昇
降動作させる。送信器アレイ18及び受信器アレイ20
と地表の装置との間の電気的接続は、ドラム及びウイン
チメカニズム26と関連している多要素スリップリング
及びブラシコンタクト組立体28を介して行なわれてい
る。ユニット30は、ツール10へ電気的信号を送り且
つそれからケーブル12及び組立体28を介してその他
の電気的信号(音波ログ)を受け取るツール制御及び予
備処理回路を有している。ユニット30は、受信器アレ
イ20からの信号をボアホール14内のそれぞれの深さ
レベルと関連させるために、深さ測定ホイール34から
深さレベル信号を派生する深さ記録器32と共働する。
受信器アレイ20の出力は、ユニット30におけるオプ
ションとしての予備処理の後に、信号格納部36へ送ら
れ、信号格納部36は、更に、音波信号出力をボアホー
ル14内のそれぞれの深さレベルと関連づけるために深
さ記録器32から又はそれを介しての信号を受取ること
が可能である。格納部36はデジタル音波ログ測定値の
形態で受信器アレイ20の出力を格納することが可能で
ある。格納部36は、例えばディスク又はテープ等の磁
気記録装置、及び/又は例えば半導体又は等価のメモリ
回路等のその他の格納媒体を有することが可能である。
次いで、格納されたデジタルデータを処理してボアホー
ル周りの地下の地層の画像をプリント画像又はVDU3
8上の表示として与えることが可能である。地震処理に
おいて一般的に使用されているようなデータのキルヒホ
フ型マイグレーションを使用してボアホール周りの反射
構造物の画像を派生させる。
The tool 10 is adapted to move the borehole 14 up and down, and as the tool 10 moves,
The transmitter 18 periodically generates a sound wave signal. The generated acoustic signal propagates through the borehole and / or through the formation, where it is reflected by underground structures and the receiver in the receiver array 20 typically receives whatever is derived from the generated signal. The energy of is detected. The mechanism for moving the tool 10 within the borehole includes a cable 12 that extends to a pulley wheel 25 at the surface of the formation and then to a suitable drum and winch mechanism 26, which drum and winch mechanism 26 is desired. The tool 10 is moved up and down in the borehole in accordance with the above. Transmitter array 18 and receiver array 20
The electrical connection between the ground and the surface equipment is made through a multi-element slip ring and brush contact assembly 28 associated with the drum and winch mechanism 26. Unit 30 includes tool control and pre-processing circuitry that sends electrical signals to tool 10 and then receives other electrical signals (acoustic logs) via cable 12 and assembly 28. Unit 30 cooperates with a depth recorder 32 which derives a depth level signal from a depth measurement wheel 34 to correlate signals from receiver array 20 with respective depth levels in borehole 14.
The output of the receiver array 20, after optional pre-processing in the unit 30, is sent to a signal storage 36, which further associates the acoustic signal output with a respective depth level in the borehole 14. It is possible to receive signals from or through the depth recorder 32 for this purpose. The storage 36 can store the output of the receiver array 20 in the form of digital acoustic log measurements. The storage unit 36 may include a magnetic recording device such as a disk or a tape, and / or other storage media such as a semiconductor or an equivalent memory circuit.
Next, the stored digital data is processed to print the image of the underground stratum around the borehole as a print image or VDU3.
8 can be given as a display. An image of the reflective structure around the borehole is derived using Kirchhoff-type migration of the data as commonly used in seismic processing.

【0016】各送信器18a,18b,18cは実質的
に米国特許第5,043,952号(引用により本明細
書に導入する)において記載されており且つ図3に示し
た単極源を有している。これらは従来の音波検層適用例
において使用されている単極源と実質的に同じものであ
る。該供給源は、波型容器44によって画定される油を
充填したキャビティ42内に保持されているピエゾセラ
ミック円筒40を有しており、容器44の波型が波型容
器外側のマッド(泥水)と波型容器内側のオイルとの間
の差動的体積変化を可能としている。該円筒を半径方向
にポーリングするために電極46を介してパワーアンプ
がピエゾセラミック円筒40へ取付けられている。電極
46は該円筒へ電圧を印加するためにピエゾセラミック
円筒40の内側表面及び外側表面へ取付けられており、
該電圧は該円筒の長さ及び半径を拡大させ、その際に体
積膨脹によってボアホール内へ圧縮波が発生され且つ伝
播され、且つ圧縮波及び剪断波の両方が地層内へ伝播さ
れる。
Each transmitter 18a, 18b, 18c has a monopolar source substantially as described in US Pat. No. 5,043,952 (incorporated herein by reference) and shown in FIG. doing. These are substantially the same as the monopolar sources used in conventional sonic logging applications. The source has a piezoceramic cylinder 40 held in an oil-filled cavity 42 defined by a corrugated container 44, the corrugation of the container 44 having a mud outside the corrugated container. And the oil inside the corrugated container allows a differential volume change. A power amplifier is attached to the piezoceramic cylinder 40 via electrodes 46 to poll the cylinder radially. Electrodes 46 are attached to the inner and outer surfaces of the piezoceramic cylinder 40 for applying a voltage to the cylinder,
The voltage expands the length and radius of the cylinder, whereby a volume expansion causes a compression wave to be generated and propagated into the borehole, and both the compression wave and the shear wave are propagated into the formation.

【0017】充分に音波エネルギを放射させるために、
送信器18は不可避的に長い時間にわたりリンギングす
るほぼ幾何学的共振で動作すべく設計されている。この
リンギングを停止させるためにダンピングメカニズムが
導入されており、それは音波信号供給源に対してはゴム
タングステン裏張り物質48を有しており、それを取付
けた構成に対して良好なインピーダンス整合とダンピン
グとを与えている。このゴムタングステン裏張りは、更
に、トランスデユーサが液体内に浸漬された場合に付加
的な流体モード励起を防止している。このゴムタングス
テン複合体は、タングステン粉末で充填させたブチルゴ
ム骨格体を有している。該裏張りのインピーダンス及び
減衰は、タングステンの百分率、該粉末の圧縮度、加硫
度及びゴムの粉末に対する接着度に依存している。
In order to radiate sound wave energy sufficiently,
The transmitter 18 is designed to operate at a near geometric resonance that inevitably rings for a long time. A damping mechanism has been introduced to stop this ringing, which has a rubber tungsten backing material 48 for the sonic signal source and provides good impedance matching and damping for the configuration to which it is attached. And have given. The rubber tungsten backing further prevents additional fluid mode excitation when the transducer is immersed in a liquid. The rubber tungsten composite has a butyl rubber skeleton filled with tungsten powder. The impedance and damping of the backing depends on the percentage of tungsten, the degree of compaction, the degree of vulcanization of the powder and the degree of adhesion of the rubber to the powder.

【0018】図2において、3個の送信器が示されてい
るが、本発明はこれよりも多数又は少数の送信器で実施
することが可能であることは勿論である。例えば、2個
の送信器は30フィート(9.14m)の程度の探査深
さ範囲を与えることが可能であり、それはある環境にお
いては適切な場合がある。送信器の間の間隔は、広範囲
の探査深さを達成すべく選択されている。送信器18a
と18bとの間の間隔は約4フィート(1.22m)で
あり、且つ送信器18bと18cとの間の間隔は約3フ
ィート6インチ(1.07m)である。与えられた環境
に対して最良の間隔を選択するための検討事項について
は以下により詳細に説明する。供給源出力をモニタする
目的のために送信器18cにおいてハイドロフォンが位
置されている。このハイドロフォンは、オプションとし
て、短い間隔とした受信器として使用することも可能で
ある。送信器18cと受信器との間の間隔は、探査深さ
を増加させるために増加させることが可能である。一
方、送信器の間の間隔は複数個の探査深さを与えるため
に増加させることが可能である。
Although three transmitters are shown in FIG. 2, it should be understood that the present invention can be implemented with more or fewer transmitters. For example, two transmitters can provide a search depth range on the order of 30 feet (9.14 m), which may be appropriate in certain circumstances. The spacing between the transmitters has been chosen to achieve a wide range of search depths. Transmitter 18a
The distance between transmitters 18b and 18b is about 4 feet (1.22 m), and the distance between transmitters 18b and 18c is about 3 feet 6 inches (1.07 m). The considerations for selecting the best interval for a given environment are described in more detail below. A hydrophone is located at transmitter 18c for the purpose of monitoring the source output. The hydrophone can optionally be used as a short-spaced receiver. The spacing between the transmitter 18c and the receiver can be increased to increase the search depth. On the other hand, the spacing between the transmitters can be increased to provide multiple search depths.

【0019】受信器アレイ20は垂直方向に6インチ
(15.24cm)離隔されている8個の受信器ステー
ションを有しており、各ステーションはツール周りに9
0度の間隔で円周方向に配設した4個のハイドロフォン
を有しており、全部で32個のハイドロフォンが設けら
れている。このアレイは米国特許第5,036,945
号において詳細に説明されている。各ハイドロフォンに
おいて検知された信号は別個に記録され且つアレイによ
って受信された信号は解析されてボアホールから反射構
造物の方向及び距離を与える。
The receiver array 20 has eight receiver stations that are vertically spaced 6 inches (15.24 cm) apart, with each station having 9 stations around the tool.
It has four hydrophones arranged in the circumferential direction at an interval of 0 degrees, and a total of 32 hydrophones are provided. This array is disclosed in U.S. Pat. No. 5,036,945.
This is described in more detail in The signals detected at each hydrophone are recorded separately and the signals received by the array are analyzed to provide the direction and distance of the reflective structure from the borehole.

【0020】オリエンテーション装置23はボアホール
内のツールの位置及びオリエンテーション(配向状態)
を決定することを可能としている。従って、反射波がど
の方向から到達するかを決定することが可能であり、且
つ反射体が水平方向に延在するウエル(さく井)内のボ
アホールの上側又は下側であるか、又は、垂直のウエル
(さく井)のボアホールと相対的なその方向を決定する
ことが可能である。
The orientation device 23 is used to position and orient the tool in the borehole (orientation state).
It is possible to determine. It is therefore possible to determine from which direction the reflected wave arrives and whether the reflector is above or below a borehole in a horizontally extending well, or vertically. It is possible to determine the direction of the well relative to the borehole.

【0021】ボアホールから離れた反射体の画像形成範
囲(ウインド)は幾つかの理由のために制限されてい
る。第一に、殆どの場合において、このウインド(図4
における領域Xで示してある)は反射圧縮波よりも典型
的に著しく大きなものである剪断ヘッドウエーブ及びチ
ューブウエーブによって終端される。ボアホール軸に対
して平行な反射体の場合には、圧縮波反射の到達時間は
ほぼ次式によって与えられる。
The imaging area (window) of the reflector away from the borehole is limited for several reasons. First, in most cases, this window (FIG. 4)
(Indicated by region X in FIG. 2) is terminated by a shearing head wave and a tube wave which are typically significantly larger than the reflected compression wave. In the case of a reflector parallel to the borehole axis, the arrival time of the compression wave reflection is approximately given by:

【0022】[0022]

【数1】 (Equation 1)

【0023】尚、rangeはボアホールから反射体の
距離であり、offsetは送信器−受信器オフセット
であり、νp は圧縮波速度である。画像形成ウインドの
終端を画定する直接剪断波到達時間は次式によって与え
られる。
Note that range is the distance of the reflector from the borehole, offset is the transmitter-receiver offset, and ν p is the compression wave velocity. The direct shear wave arrival time that defines the end of the imaging window is given by:

【0024】[0024]

【数2】 (Equation 2)

【0025】大きなオフセットアプローチで画像形成す
ることの可能なボアホールからの最大距離は上式(1)
と(2)を等置し且つrangeについて解くことによ
って得られ、それは次式の如くなる。
The maximum distance from a borehole in which an image can be formed by a large offset approach is given by the above equation (1).
And (2) are equalized and solved for range, which is given by:

【0026】[0026]

【数3】 (Equation 3)

【0027】例えば、典型的な値であるνp /νs
1.73である場合には、最大範囲はrangemax
0.7offsetによって与えられる。より一般的な
形態においては、上式のνs は圧縮ヘッドウエーブに続
く最初の支配的な直接波の速度を表わしている。更に、
最小範囲限界も存在している。非常に近接した反射体か
らの反射は直接波のリンギングによってマスクされる場
合がある。このリンギングの期間は、直接波の帯域幅に
逆比例しており、それは例えば送信器のスペクトル出力
等の採取パラメータに非常に依存している。干渉する直
接波の共振周波数はリンギング期間を減少させるために
回避すべきである。例えば、圧縮速度が10,000f
t/sec(100μsec/ft)の地層の場合に
は、最小範囲は1kHzの帯域幅の場合には約5フィー
トであり、且つ500Hz帯域幅の場合には10フィー
トである。
For example, a typical value ν p / ν s =
If 1.73, the maximum range is range max
Given by 0.7 offset. In a more general form, ν s in the above equation represents the velocity of the first dominant direct wave following the compression headwave. Furthermore,
There is also a minimum range limit. Reflections from very close reflectors may be masked by direct wave ringing. The duration of this ringing is inversely proportional to the bandwidth of the direct wave, which is highly dependent on acquisition parameters such as, for example, the spectral output of the transmitter. Resonant frequencies of the interfering direct waves should be avoided to reduce the ringing period. For example, if the compression speed is 10,000 f
For a formation of t / sec (100 μsec / ft), the minimum range is about 5 feet for a 1 kHz bandwidth and 10 feet for a 500 Hz bandwidth.

【0028】範囲制限に対する2番目の理由は幾何学的
な拡散及び減衰に起因する反射波振幅の迅速な減少であ
る。幾何学的拡散に基く振幅の減少は反射イベントによ
って伝播した全距離又はその到達時間にほぼ比例する。
減衰に起因する大きなオフセットにおける振幅の減少は
幾何学的拡散よりも一層顕著な場合がある。反射波振幅
の減衰、周波数及び距離に対する依存性は次式によって
与えられる。
A second reason for range limitation is the rapid decrease in reflected wave amplitude due to geometric spread and attenuation. The decrease in amplitude due to geometric diffusion is approximately proportional to the total distance propagated by the reflection event or its arrival time.
The reduction in amplitude at large offsets due to attenuation may be more pronounced than geometric diffusion. The dependence of the reflected wave amplitude on attenuation, frequency and distance is given by:

【0029】[0029]

【数4】 (Equation 4)

【0030】尚、fは周波数であり、dは反射光束経路
であり、Qは媒体の減衰特性を表わす数値である。Q値
は著しく変化する場合があり、非常に減衰性の媒体に対
する5から理想的に非減衰性の媒体の場合の100へ変
化する場合がある。上式は、減衰に起因する振幅減少
は、オフセットと共に増加する反射イベントの伝播経路
長に関し指数的に増加することを示している。使用する
周波数は減衰性媒体における長距離の画像形成に対する
100Hz(又はそれ以下)から非減衰性媒体における
短距離の高分解能画像形成に対する20kHz(又はそ
れ以上)の範囲にわたることが可能である。
Note that f is a frequency, d is a reflected light beam path, and Q is a numerical value representing the attenuation characteristic of the medium. The Q value can vary significantly, from 5 for very damping media to 100 for ideally non-damping media. The above equation shows that the amplitude decrease due to attenuation increases exponentially with respect to the propagation path length of the reflection event, which increases with the offset. The frequencies used can range from 100 Hz (or less) for long-range imaging in attenuating media to 20 kHz (or more) for short-range high-resolution imaging in non-attenuating media.

【0031】供給源からの各パルスの基幹及び各パルス
に対し受信器アレイにおいて行なわれる測定回数は、デ
ータを記録するシステムの能力に依存する。多数のパル
スを使用し且つ各パルスに対し異なる組のハイドロフォ
ンからデータを記録し、該データを積み上げてアレイ内
の全ての送信器及び受信器の組合わせに対して測定が行
なわれることを確保することが必要であるか又は望まし
い場合がある。このことは、通常の検層速度でボアホー
ルを介してツールを移動しながら行なうことが可能であ
る。
The backbone of each pulse from the source and the number of measurements made at the receiver array for each pulse depend on the ability of the system to record the data. Using multiple pulses and recording data from different sets of hydrophones for each pulse, stacking the data to ensure that measurements are made for all transmitter and receiver combinations in the array It may be necessary or desirable to do so. This can be done while moving the tool through the borehole at normal logging speed.

【0032】ハイドロフォンの各々によって受信される
信号は、地震アレイにおけるハイドロフォンによって受
信された信号と基本的に同一の態様で処理され、且つ同
一の技術を使用して画像が生成される。従って、画像は
ボアホール軸(深さ軸)にそって且つボアホール周りに
方位角的に生成することが可能である。各方位角ハイド
ロフォン位置において完全な波形を記録することによっ
て、与えられた反射波が各位置において検知される時間
を決定し、従ってどの方向からそれが到達したかを決定
することが可能となる。例えば、水平方向のボアホール
においては、最初に最も上側のハイドロフォンによって
ある反射が検知され、次いでより下側のハイドロフォン
において検知される場合には、その反射構造物はボアホ
ールの上側に存在するものとして識別することが可能で
あり、且つその反対の場合には、反射体はボアホールの
下側にあるものとして識別することが可能である。
The signals received by each of the hydrophones are processed in essentially the same manner as the signals received by the hydrophones in the seismic array, and an image is generated using the same techniques. Thus, images can be generated azimuthally along and around the borehole axis (depth axis). By recording the complete waveform at each azimuthal hydrophone location, it is possible to determine the time at which a given reflected wave is detected at each location, and thus from which direction it arrived . For example, in a horizontal borehole, a reflection is first detected by the uppermost hydrophone, then, if detected in a lower hydrophone, the reflective structure is above the borehole. And vice versa, the reflector can be identified as being below the borehole.

【0033】ボアホールにおいて反射測定を行なう上述
した装置は、既知の態様で地層特性の評価を行なうため
に従来の回折データを得るために使用することが可能な
場合があり、その場合には、例えばヘッドウエーブ測定
等の本発明にとって不必要と考えられる測定を使用して
地層パラメータを決定することが可能な場合がある。更
に、上述した一般的なアプローチは、ウエル即ちさく井
が充分に近接している場合には、交差ウエル(さく井)
画像形成に適用することも可能である。
The above-described apparatus for performing reflection measurements in boreholes may be able to be used to obtain conventional diffraction data to evaluate formation properties in a known manner, in which case, for example, It may be possible to determine formation parameters using measurements deemed unnecessary for the present invention, such as headwave measurements. In addition, the general approach described above requires that the wells be well-closed and that the cross wells be well-defined.
Application to image formation is also possible.

【0034】本発明は、ワイヤライン及びドリリングし
ながらの検層適用例の両方に適用可能である。LWD適
用においては、前に提案したLWD音波検層ツールの態
様で、ドリルビット上方の底部孔組立体の一部を形成す
る。
The present invention is applicable to both wire line and drilling logging applications. In an LWD application, a portion of the bottom hole assembly above the drill bit is formed in the manner of the previously proposed LWD sonic logging tool.

【0035】以上、本発明の具体的実施の態様について
詳細に説明したが、本発明は、これら具体例にのみ限定
されるべきものではなく、本発明の技術的範囲を逸脱す
ることなしに種々の変形が可能であることは勿論であ
る。
Although the specific embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention should not be limited to only these specific examples, but may be variously modified without departing from the technical scope of the present invention. Of course is possible.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 従来のボアホール反射画像形成システムを示
した概略図。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a conventional borehole reflection image forming system.

【図2】 本発明に基くボアホール反射画像形成システ
ムを示した概略図。
FIG. 2 is a schematic diagram showing a borehole reflection image forming system according to the present invention.

【図3】 本発明に使用可能な単極供給源を示した概略
断面図。
FIG. 3 is a schematic sectional view showing a monopolar supply source usable in the present invention.

【図4】 反射信号の検知を制限するヘッドウエーブ到
達を示したグラフ図。
FIG. 4 is a graph showing arrival at a head wave which limits detection of a reflected signal.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 音波反射画像形成ツール 12 ケーブル 14 ボアホール 16 地層 18 送信器 19 離隔体 20 受信器アレイ 22 減衰器 23 オリエンテーション装置 24 テレメトリーカートリッジ 30 ツール制御及び予備処理回路 32 深さ記録器 36 信号格納部 38 VDU(ビデオディスプレイユニット) DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Sound reflection image forming tool 12 Cable 14 Borehole 16 Formation 18 Transmitter 19 Separator 20 Receiver array 22 Attenuator 23 Orientation device 24 Telemetry cartridge 30 Tool control and preprocessing circuit 32 Depth recorder 36 Signal storage unit 38 VDU ( Video display unit)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G01V 1/28 G01V 1/28 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Agency reference number FI Technical display location G01V 1/28 G01V 1/28

Claims (20)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ボアホールの周りの地層の画像形成方法
において、 (a)ボアホールの直径を決定し、 (b)前記地層の音波減衰特性を決定し、 (c)前記ボアホールから前記地層内への探査深さに対
する興味のある範囲を決定し、 (d)ボアホール内にツールを位置決めし、尚前記ツー
ルは少なくとも1個の単極送信器を具備すると共に前記
探査深さの興味のある範囲にしたがって選択された距離
だけ前記送信器から離隔されている少なくとも1個の音
波受信器を具備しており、 (e)前記少なくとも1個の単極送信器によって前記ボ
アホールの直径、前記地層の音波減衰特性及び前記探査
深さに対する興味のある範囲にしたがって選択した周波
数において音波信号を前記地層内へ送信し、 (f)前記地層内の構造から反射された音波信号を前記
少なくとも1個の受信器で受信し、 (g)前記受信した音波信号を解析して前記反射性構造
の前記ボアホールからの距離を決定し、 (h)前記決定した距離に基いてボアホールに関し前記
反射性構造の位置の画像を発生させる、上記各ステップ
を有することを特徴とする方法。
1. A method of forming an image of a formation around a borehole, comprising: (a) determining the diameter of the borehole; (b) determining the acoustic attenuation characteristics of the formation; and (c) determining the sound attenuation characteristics of the formation from the borehole. Determining an area of interest for the search depth; (d) positioning a tool in the borehole, wherein the tool comprises at least one monopolar transmitter and according to the area of interest for the search depth. At least one acoustic receiver spaced from the transmitter by a selected distance; and (e) the diameter of the borehole, the acoustic attenuation characteristics of the formation by the at least one monopolar transmitter. And transmitting an acoustic signal into the formation at a frequency selected according to the range of interest for the exploration depth; and (f) acoustic signals reflected from structures in the formation. (G) analyzing the received sound wave signal to determine a distance of the reflective structure from the borehole; and (h) a borehole based on the determined distance. Generating an image of the location of the reflective structure with respect to the method.
【請求項2】 請求項1において、前記周波数は、前記
送信器から前記受信器へ移動するヘッド波の共振周波数
を回避するように選択されていることを特徴とする方
法。
2. The method of claim 1, wherein the frequency is selected to avoid a resonance frequency of a head wave traveling from the transmitter to the receiver.
【請求項3】 請求項1において、前記周波数が、反射
された音波信号のボアホールへの結合を最適化させるべ
く選択されていることを特徴とする方法。
3. The method of claim 1, wherein the frequency is selected to optimize coupling of the reflected acoustic signal into the borehole.
【請求項4】 請求項1において、1つを超えた周波数
の音波信号が送信され且つ検知されることを特徴とする
方法。
4. The method of claim 1, wherein sound wave signals of more than one frequency are transmitted and detected.
【請求項5】 請求項1において、探査深さ範囲を増加
させるために異なる距離だけ前記少なくとも1個の受信
器から離隔されている複数個の送信器から音波信号を送
信させることを特徴とする方法。
5. The method of claim 1, wherein a plurality of transmitters are separated from the at least one receiver by different distances to transmit sound signals to increase a search depth range. Method.
【請求項6】 請求項1において、複数個の受信器から
なるアレイで反射された音波信号を受信することを特徴
とする方法。
6. The method of claim 1, wherein the acoustic signal reflected from an array of a plurality of receivers is received.
【請求項7】 請求項1において、前記ツール周りの複
数個の方位角位置において反射信号を受信することを特
徴とする方法。
7. The method of claim 1, wherein reflected signals are received at a plurality of azimuthal locations around the tool.
【請求項8】 請求項7において、更に、前記受信信号
を解析して前記ボアホールからの前記反射性構造の方向
を決定することを特徴とする方法。
8. The method of claim 7, further comprising analyzing the received signal to determine a direction of the reflective structure from the borehole.
【請求項9】 請求項7において、各方位角位置におい
て完全な波形が記録されることを特徴とする方法。
9. The method of claim 7, wherein a complete waveform is recorded at each azimuthal position.
【請求項10】 ボアホール周りの地層の画像形成を行
なう装置において、 (a)ツール本体、 (b)ボアホール直径、地層の所定の音波減衰特性及び
探査深さの興味のある範囲にしたがって選択された周波
数において前記地層内へ音波信号を送信するために前記
ツール本体上に位置されている少なくとも1個の単極送
信器、 (c)前記探査深さの興味のある範囲にしたがって選択
された距離だけ前記少なくとも1個の送信器から離隔さ
れており且つ前記ツール本体上に位置されており、前記
地層内の構造から反射された音波信号を受信する少なく
とも1個の音波受信器、 (d)前記ボアホールからの前記反射性構造の距離を決
定するために前記受信した音波信号を解析する手段、 (e)前記決定した距離に基いて前記ボアホールに関し
前記反射性構造の位置の画像を発生する手段、を有する
ことを特徴とする装置。
10. An apparatus for forming an image of a formation around a borehole, wherein: (a) a tool body; (b) a borehole diameter, predetermined sound attenuation characteristics of the formation and an exploration depth selected according to a range of interest. At least one monopolar transmitter located on the tool body for transmitting an acoustic signal into the formation at a frequency; (c) a distance selected according to a range of interest of the search depth. At least one sonic receiver spaced apart from the at least one transmitter and located on the tool body for receiving sonic signals reflected from structures in the formation; and (d) the borehole. Means for analyzing the received acoustic signal to determine a distance of the reflective structure from the e.g., (e) with respect to the borehole based on the determined distance. Means for generating an image of the position of the reflective structure, device characterized in that it comprises a.
【請求項11】 請求項10において、前記音波受信器
が複数個のハイドロフォンからなる軸方向アレイを有す
ることを特徴とする装置。
11. Apparatus according to claim 10, wherein said acoustic receiver comprises an axial array of a plurality of hydrophones.
【請求項12】 請求項10において、前記音波受信器
が複数個のハイドロフォンからなる半径方向アレイを有
していることを特徴とする装置。
12. The apparatus of claim 10, wherein said acoustic receiver has a radial array of a plurality of hydrophones.
【請求項13】 請求項10において、前記ツール本体
上に少なくとも2つの軸方向に離隔された送信器が設け
られていることを特徴とする装置。
13. The apparatus of claim 10, wherein at least two axially spaced transmitters are provided on the tool body.
【請求項14】 請求項10において、前記音波信号の
周波数が1kHz乃至15kHzの範囲内であることを
特徴とする装置。
14. The apparatus according to claim 10, wherein the frequency of the sound wave signal is in a range of 1 kHz to 15 kHz.
【請求項15】 請求項12において、前記半径方向ア
レイが前記ツール本体周りに90度の間隔で配設された
複数個のハイドロフォンを有することを特徴とする装
置。
15. The apparatus of claim 12, wherein the radial array comprises a plurality of hydrophones disposed at 90 degree intervals around the tool body.
【請求項16】 請求項15において、各ハイドロフォ
ンが実質的に完全な波形を記録することを特徴とする装
置。
16. The apparatus of claim 15, wherein each hydrophone records a substantially complete waveform.
【請求項17】 請求項16において、前記受信音波信
号を解析する手段が、前記ボアホールからの前記反射性
構造の方向を決定するために各ハイドロフォンからの波
形を解析することを特徴とする装置。
17. The apparatus of claim 16, wherein the means for analyzing the received acoustic signal analyzes a waveform from each hydrophone to determine a direction of the reflective structure from the borehole. .
【請求項18】 請求項10において、更に、前記少な
くとも1個の送信器の箇所に1個の音波受信器を位置さ
せたことを特徴とする装置。
18. The apparatus of claim 10, further comprising one sonic receiver located at the at least one transmitter.
【請求項19】 請求項11において、前記軸方向アレ
イが実質的に等距離に離隔された8個の受信器ステーシ
ョンを有することを特徴とする装置。
19. The apparatus of claim 11, wherein said axial array comprises eight receiver stations that are substantially equidistantly spaced.
【請求項20】 請求項19において、各受信器ステー
ションが、前記ツール本体周りに90度の間隔で配設し
た4個のハイドロフォンを有することを特徴とする装
置。
20. The apparatus of claim 19, wherein each receiver station has four hydrophones disposed at 90 degree intervals around the tool body.
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