Поверхневі хвилі (хвилі Лемба-Стоунлі)

Поверхневі хвилі є складним хвильовим явищем, відносяться до класу нормальних хвиль і розповсюджуються вздовж стовбура свердловинної рідини з аномально низьким затуханням. Вони несуть інформацію як про властивості присвердловинної зони, так і про властивості рідини, яка заповнює стовбур свердловини.

Кінематичні характеристики поверхневих хвиль. Основною кінематичною характеристикою поверхневих хвиль є швидкість, яка нижча від швидкостей повздовжніх і поперечних хвиль і, як правило, мало змінюється по розрізу. Швидкість поверхневих хвиль функціонально зв’язана з модулем зсуву гірських порід, тому може використовуватися для визначення швидкостей поперечних хвиль в тих випадках, коли їх вступи спотворені перешкодами або швидкості нижчі від швидкостей хвиль Лемба.

Динамічні характеристики хвиль Лемба-Стоуна (амплітуда АL, енергія ЕL, просторовий αL і часовий λL коефіцієнти затухання) залежать від щільності гірських порід, модуля зсуву, діаметра свердловини і наявності гідро провідних каналів, які виходять на стінку свердловини. Амплітуди АL максимальні в щільних породах з високими модулями зсуву. В цих випадках вони можуть більше, ніж на порядок перевищувати амплітуди повздовжніх хвиль. В слабозцементованих і високо проникних (в тому числі тріщинуватих вапняках) породи амплітуди L-хвиль різко знижуються і стають співвимірними з амплітудами повздовжніх і поперечних хвиль. Амплітуди лембівських хвиль більш чутливі до наявності відкритих тріщин, ніж амплітуди поперечних. Експериментально встановлено, що при слабкій зміні літологічного складу порід до постійності діаметру свердловини для амплітуди лемківської хвилі характерний тісний статистичний зв’язок з коефіцієнтом проникності, при цьому зонам з максимальною проникністю відповідають мінімальні амплітуди хвилі Лемба. Коефіцієнти поглинання хвиль Лемба передусім залежать від різких неоднорідностей, наприклад, каверн, границь пластів, крупних тріщин. В зонах таких неоднорідностей, коефіцієнт αL мають високі значення і мало залежать від літологічних і петрофізичних характеристик самих порід.

Частотні характеристики поверхневих хвиль достатньо стійкі по розрізу свердловини, слабо залежать від літологічних і петрофізичних характеристик пластів і визначаються в основному змінами геометрії стовбура свердловини і інтерференційними явищами, пов’язаними з границями пластів. Спектр реєструючого сигналу хвилі Лемба характеризується більш низькою в порівнянні з повздовжніми і поперечними хвилями частотою.

Акустичні методи дослідження розрізів свердловин засновані на визначенні пружних властивостей гірських порід за даними спостережень за розповсюдженням в них пружних хвиль.

Метод акустичного каротажу в теперішній час широко використовується в різних областях геофізичних досліджень – сейсмічній розвідці, розвідувальній і промисловій геофізиці, інженерних пошуках.

За допомогою АК вирішуються наступні геологічні задачі:

1) літологічне розчленування розрізу (по швидкості руху Vp), яка пов’язана з густиною породи;

2) визначення коефіцієнта пористості – для цього використовують рівняння середнього часу:

(1.11)

де Δt_П – породи;

Δt_ТВ – твердої фази породи;

Δt_З – заповнювача порового простору.

Це рівняння дійсне для визначення пористості “чистих” неглинистих порід.

3) виділення колекторів;

Якщо по Δt в колекторах значення будуть в теригенному розрізі Δt≈ до середніх; мінімальні значення – для щільних; максимальні – для глин, середні – для колекторів.

4) оцінка характеру насичення. при Р-хвилі:

V_ВП>V_НП>>V_ГП (1.12)

При S-хвилі:

V_ВП≈V_НП<V_ГП (1.13)

α_ГП>α_НП≈α_ВП (1.14)

5) визначення якості цементування обсадної колони – визначається щільність контакту цементного каменю з обсадною колоною, а в окремих випадках і з гірською породою.

Поиск по сайту: