Лабораторна робота № 11

Побудова палетки типу Δt=ƒ(Kn Kгл) і вивчення впливу пористості та глинистості різних типів на кінематичні характеристики пружних хвиль.

11.1 Мета роботи:

Вивчити вплив окремих геолого-петрофізичних факторів на швидкісні характеристики пружних хвиль, що розповсюджуються в гірських породах.

11.2 Завдання

Побудувати залежності інтервального часу від коефіцієнту загальної пористості і глинистості і зробити висновок.

11.3 Теоретичні відомості

Залежність швидкості повздовжніх хвиль в "чистих", неглинистих породах від швидкостей їх поширення в окремих фазах породи ікоефіцієнту пористості найбільш просто описується рівнянням середнього часу:

(11.1)

, , — інтервальні часи (час проходження хвилею відстані 1 м) відповідно в породі, і твердій фазі і заповнювачі порового простору, мкс/м;

k_п — коефіцієнт пористості породи (в долях одиниці).

(10.2)

де Vр - швидкість поширення повздовжньої хвилі в середовищі, м/с.

Основні фактори, що впливають на швидкість розповсюдження пружних хвиль в гірських породах: геолого-мінералогічний склад, пористість, характер заповнювача порового простору, ступінь насичення пор рідиною або газом, ступінь цементації скелету породи, текстурні і структурні особливості, ефективний тиск та ін.

Швидкість поширення повздовжніх пружних хвиль Vр в гірській породі, що залягає на глибині H, визначається наступним чином:

(10.3)

ДеVpmin, Vрmax — відповідно швидкості повздовжніх хвиль вненавантаженій породі і породі, що знаходиться під дією максимально можливого тиску, м/с. Швидкість повздовжніх хвиль у воді залежить від її мінералізації, температури і тиску:

(10.4)

де t° — температура води, °С;

С_г/л — мінералізація води, г/л,

Р_пл — пластовий тиск, МПа.

Якщо склад скелету гірської породи представлений n-ним числом компонентів, то інтервальний час в твердій частині породи:

(10.5)

де А_i — вміст (в долях одиниць) і-го компонента в породі;

Δt_i— інтервальний час в і-му компоненті, мкс/м.

При наявності в гірській породі розсіяного глинистого матеріалу рівняння середнього часу приймає вигляд:

(10.6)

де — коефіцієнт об'ємної глинистості (в долях одиниці);

— інтервальний час в глинистій фракції, мкс/м. Для різних типів глинистого матеріалу в середньому становить: для каолініту - 217 мкс/м, гідрослюди - 250 мкс/м, монтморилоніту - 286 мкс/м.

Наявність у водонасиченій гірській породі глинистого матеріалу контактного або шаруватого характеру враховується при визначенні дійсної величини наступним чином:

(11.7)

де - коефіцієнт пористості "чистої" породи (в долях одиниці), визначений за рівнянням інтервального часу;

— коефіцієнт пористості глинистого матеріалу (в долях одиниць), визначений за даними АК.

(11.8)

де — інтервальний час упластовій воді, мкс/м;

— інтервальний час у твердій частині глинистого матеріалу, мкс/м. Приймається середнє значення = 172 мкс/м.

11.4 Порядок виконання роботи

Використовуючи дані про склад скелету породи (табл. 11.1) і додаткові дані [2] про інтервал зміни значень пружних характеристик кожного компоненту породи, за формулою (11.3), визначають V_Р і у всіх складних частинах твердої фази породи при заданій глибині Н. Для гірської породи в цілому розраховують за формулою (11.5).

Кінематичні характеристики заповнювача порового простору (води) визначають з виразу (11.4). Приймається, що пластовий тиск дорівнює гідростатичному, а геотермічний градієнт — 0.03 °С.

По рівнянню (11.6) визначають при зміні значень в інтервалі 0-0.4 з кроком 0.1 і зміні значень в інтервалі 0.2-0.8 з кроком 0.2. Будують графік залежності Δt=ƒ(Kn,Kгл)використовуючи в якості шифру кривих.

Аналогічно будують графік залежності , вираженої рівнянням (11.7), попередньо визначивши з виразу (11.8) і середньозважену величину для глинистого матеріалу заданого складу.

Аналіз побудованих кривих викладають у висновку.

Таблиця 11.1

Вихідні дані для розрахунку кінематичних характеристик гірських

№ вар.	Склад скелету породи	Склад глинистого матеріалу	Н, м	Сгл, г/п
1	Пісковик – 70% Алевроліт – 30%	Каолініт-80% Монтморилоніт - 20 %	3500	100
2	Вапняк - 90 % Доломіт - 10%	Каолініт-70% Гідрослюда - 30 %	4000	100
3	Пісковик – 60% Аргіліт - 20 % Сланець глинист.-20%	Монтморилоніт	5300	150
4	Вапняк-80% Гіпс -10% Ангідрит - 10 %	Каолініт	4500	150
5	Вапняк 70 % Мергель - 30 %	Монтморилоніт - 60 % Гідрослюда - 40 %	3200	100
6	Вапняк - 80 % Крейда - 20 %	Гідрослюда	3000	100
7	Пісковик - 80 % Сланець піщан. - 20 %	Каолініт-50% Монтморилоніт-30% Гідрослюда - 20 %	4800	100
8	Пісковик-50% Алевроліт - 30 % Аргіліт - 20 %	Каолініт	4200	150
9	Пісковик - 80 % Кварцит - 20 %	Гідрослюда	5600	200
10	Вапняк – 80% Гіпс – 10% Мергель – 10%	Гідрослюда	3700	100
11	Вапняк - 60 % Доломіт - 30 % Крейда - 10%	Каолініт	2900	50
12	Вапняк-50% Доломіт - 10% Мергель - 30 %	Каолініт-60% Монтморилоніт - 40 %	4300	150
13	Пісковик-50% Алевроліт - 50 %	Монтморилонгг	2500	50
14	Пісковик-50% Алевроліт - 50 %	Каолініт	2000	50
15	Вапняк - 70 % Ангілоит - 30 %	Гідрослюда-80 % Каолініт-20%	3600	100

11.5 Контрольні запитання

1. Кінематичні характеристики пружних хвили, їх зміна з глибиною.

2. Вплив глинистості різних типів на пружні властивості гірських порід.

3. Фактори, що впливають на швидкість поширення пружних хвиль в гірських породах.

4. Оцінка результатів розрахунків.

11.6 Література

1. Резванов Р. А. Радиоактивные и другие неэлектрические методы исследования скважин. — М., Недра, 1982.

2. Кобранова В. Н. Петрофизика. — М., Недра, 1986.