Акустический каротаж (АК)

Акустический каротаж (регистрация кинематических и динамических параметров продольных и поперечных волн и их относительных параметров) относится к основным методам, проводится в открытом стволе во всех поисковых скважинах, перед спуском каждой технической или эксплуатационной колонны, по всему разрезу, исключая кондуктор.

При наличии в разрезе газонасыщенных пластов акустический каротаж рекомендуется проводить в интервалах каждого стандартного каротажа, т.е. в условиях, когда зоны проникновения еще не достигают критических для АК значений.

Метод АК обеспечивает высокое вертикальное расчленение разреза (выделяются контрастные по кинематическим и по динамическим параметрам прослои 0,4-0,6м).

На показания АК практически не влияют диаметр скважины, наличие и свойства глинистой корки, тип и характеристики промывочной жидкости, свойства вмещающих пород, температура в интервалах замеров, что переводит АК в разряд эффективных методов с минимальным числом поправок при определении пористости.

Физические основы метода.

Акустический каротаж основан на возбуждении в жидкости, заполняющей скважину, импульса упругих колебаний и регистрации волн, прошедших через горные породы, на заданном расстоянии от излучателя в одной или нескольких точках на оси скважины. Возбуждение и регистрация упругих волн при АК осуществляется с помощью электроакустических преобразователей.

При воздействии на элементарный объем породы с помощью ультразвуковой волны (10-75 кГц) происходит деформация частиц породы и их перемещение. Во всех направлениях от точки приложения возбуждающей силы изменяется первоначальное состояние среды.

Процесс последовательного распространения деформации называется упругой волной. Различают продольные и поперечные волны. Продольные волны связаны с деформациями объема твердой или жидкой среды, а поперечные с деформациями только твердой среды.

Продольная волна представляет собой перемещение зон сжатия и растяжения вдоль луча, а поперечная - перемещение зон скольжения слоев относительно друг друга в направлении перпендикулярном лучу. Продольные волны распространяются в 1,5 -10 раз быстрее поперечных.

Упругие свойства горных пород, а значит и скорости распространения упругих волн в них обусловлены их минеральным составом, пористостью и формой порового пространства и, таким образом, тесно связаны с литологическими и петрофизическими свойствами.

Скорость распространения упругих волн в различных средах следующая:

- воздух - 300-500 м/с,

- метан - 430 м/с,

- нефть - 1300 м/с,

- вода пресная - 1470 м/с,

- вода минерализованная - 1600 м/с,

- глина - 1200-2500 м/с,

- песчаник плотный - 3000-6000 м/с,

- цемент - 3500 м/с,

- сталь - 5400 м/с.

Акустический метод применяется для расчленения разрезов скважин по плотности, пористости, коллекторным свойствам, а также для выявления границ газ - нефть, нефть - вода и определения состава насыщающего породы флюида. Кроме того, по данным этого метода можно судить о техническом состоянии скважин и, в частности, о качестве цементации обсадных колонн.

69 СЕЙСМОМЕТРИЯ СКВАЖИН

Сейсмометрия скважин включает пьезоэлектрический метод, интегральный акустический (сейсмический) метод, метод про­ходящих волн, вертикальное сейсмическое профилирование (ВСП), метод обращенных годографов (МОГ), метод межскважинного акустического просвечивания и метод отраженны волн.

Пьезоэлектрический метод. Метод основан на изучении элек­тромагнитных (пьезоэлектрических) волн, которые возникают в горных породах, содержащих мннералы-пьезоэлектрнки, под действием упругих колебаний. Значительными пьезоэлектриче­скими эффектами обладают такие минералы, как кварц, тур­малин, сфалерит, нефтелнн. кинонарь и др. Пьезоэффскт обна­ружен и в горных породах, в которых присутствуют эти ми­нералы.

Главное назначение пьезоэлектрического метода — поиски месторождений полезных ископаемых (золота, олова, вольф­рама, слюды, пьезосырья). связанных с кварцевыми и пегмати­товыми образованиями.

Дальность пьезоэлектрического просвечивания достигает де­сятков — сотен метров.

Интегральный акустический (сейсмический) метод. Приме-
няется этот метод для определения времени пробега проходя-
щей волны от источника О. расположенного на поверхности
земли, до заданных точек скважины С₁ С₂……., в которых на-
ходятся приемники акустических волн. Результаты исследований интегральным акустическим методом позволяют с достаточной точностью изучить сейсмический разрез, найти зависимость средней скоро­сти распространения упругих волн от глубины и обнаружить тонкие отражающие или преломляющие слои геологического разреза, вскры­того скважиной, что необходимо для достоверной интерпретации данных сейсморазведки.

Метод проходящих волн. Этот метод применяется в случае, когда источник О и приемники акустиче­ских волн С₁, С₂,... расположены по разные стороны от исследуемой границы SS (см. рис. 130, в). При различии упругих свойств сред, разделенных границей SS, проис­ходит преломление проходящих волн под разными углами в зави­симости от формы инородного включения. По полученным резуль­татам можно определить наличие и форму соляных штоков, интрузив­ных массивов и т. п. при отличии их упругих свойств от свойств вме­щающих пород.

Вертикальное сейсмическое профилирование (ВСП). Отличается этот метод тем, что сейсмоприемникн С₁, С₂............................................. помещенные в скважину на глубину несколько сотен метров с целью устранения помех-поверхностных и кратных волн, регистрируют все колебания, возбуждаемые источником О,расположенным на поверхности (см.рис.
130.д). В качестве источника упругих колебаний используют
взрывы.

Метод обращенных годографов (МОГ). Основан метод на регистрации в заданной точке С скважины отраженных волн (от некоторого участка границы 55) от последовательно воз­буждаемых источников 0₁, 0₂,..., расположенных на поверх­ности земли па разных расстояниях от устья скважины (см. рис. 130, г). Точка наблюдения С расположена выше изучаемой границы 55 и выбирается на основании результатов анализа волновой картины ВСП в интервале с наиболее интенсивными однократноотраженнымн волнами от исследуемого горизонта.

Метод межскважинного акустического просвечивания. Этим методом изучается распространение упругих волн, возбуждае­мых в одной скважине и регистрируемых в другой (см. рис. 130, е). При наличии в межскважннном пространстве инородных включений с худшими, чем у вмещающих пород, упругими свой­ствами, например карстовой полости в известняках, наблюда­ется «акустическая тень», которая выражается в уменьшении амплитуды принимаемых сигналов в приемнике. Практически акустическое просвечивание можно проводить при расстоянии между скважинами до 150 м.

Межскважинное акустическое просвечивание позволяет вы­полнять детальные структурные исследования рудных тел, уточ­нять элементы залегания отдельных горизонтов, пластов, выяв­лять зоны нарушения и их местоположение, а также обнару­живать отдельные рудные тела при отличии их упругих свойств от свойств вмещающих пород.

Метод отраженных волн. Источник и приемник упругих волн помещают в скважину одновременно (рис. 130, ж). Если вблизи скважины (до 50 м) имеется геологическое тело, отличающееся по упругим свойствам от вмещающих пород, то амплитуда отраженного сигнала будет меньше или больше, чем при от» сутствии тела. Степень уменьшения или увеличения амплитуды отраженной волны зависит от соотношения величин, характери­зующих упругие свойства инородного включения и окружаю­щих пород. Методом отраженных волн решаются те же геологические задачи, что и методом межскважинного акустического просвечивания.

Поиск по сайту: