§67. Низкочастотный широкополосный акустический л1етод

Большое практическое значение при исследовании разрезов нефтяных и газовых скважин имеет низкочастотный широкопо­лосный акустический метод (НШАМ). Этим методом изучается акустическое поле частотой 5—20 кГц. В НШАМ длина и энер­гия упругой волны примерно вдвое больше, чем в ультразвуко­вом методе, поэтому происходит меньшее затухание упругих ко­лебаний в породах и обеспечивается большая глубинность. В НШАМ уверенно регистрируются поперечные волны, обла­дающие большой энергией и, следовательно, глубинностью ис­следования.

В силу большего радиуса исследования низкочастотный ши­рокополосный акустический метод применяется и в закреплен­ных скважинах с целью изучения их геологического разреза. В случае надежного цементирования обсадных колонн, обеспе­чивающего акустическую прозрачность закрепленных скважин, широкополосный акустический метод позволяет получить при­годные для количественной обработки фазокорреляциониые ди­аграммы упругих волн, распространяющихся по горной породе за колонной.

Принцип действия аппаратуры низкочастотного широкопо­лосного метода аналогичен описанному выше для ультразвуко­вого метода.

Широкополосная аппаратура «Звук-2» применяется в непре­рывном низкочастотном акустическом методе (рис. 128). Она включает два разных широкополосных зонда и рассчитана на работу с унифицированной наземной панелью АКН-1. В этой аппаратуре акустический зонд имеет два излучателя И1 и И2, заключенных вместе с генераторами / и 2 и схемами синхрони­зации и запуска 3 в общий контейнер. Приемник П вместе с уси­лителем 4 расположены во втором контейнере. Запуск излуча­телей обеспечивается подачей синхроимпульсов из блока син­хронизации 5 поочередно на генераторы / и 2. В момент излучения в наземную аппаратуру подается сигнал момента из­лучения. Принятый приемником П акустический сигнал, уенлен-

ный в блоке 4, через геофизический кабель 6 поступает на блок вычисления 7, который может определять т_ь т₂, Дт, А?_ь Лр₂, 1п Лр,/у4р₂, Лэр Л₅₂, а также амплитуды волн по колонне Л_к и Лр_р гидроволны Л_Рр, которые записываются фоторегистрато-

ром 8.

Усиленный сигнал через фильтр 9 поступает на индикатор 10 фазокорреляционных диаграмм (ФКД), регистрирующий их на фотобумаге, и на осциллограф //, с экрана которого с помощью кинорегистратора 12 ведется съемка волновой картины сигнала. Одновременно получаемые после фильтра 9 сигналы подаются на контрольный осциллограф 13, позволяющий визуально на­блюдать принятые акустические сигналы и контролировать ра­боту индикатора фазокорреляционных диаграмм. Таким обра­зом, в аппаратуре «Звук-2» предусмотрены регистрация акусти­ческих данных на ФКД по обоим каналам, фоторегистрация волновых картин и запись аналоговых кривых.

П

Рис. 128. Блок-схема аппаратуры «Звук-2»

ри исследованиях скважин низкочастотным широкополос­ным методом можно использовать также аппаратуру СПАК-6. При этом в СПАК-6 используют низкочастотные излучатели, широкополосный приемник и частичное подавление фильтрацией в наземной ча­сти высокочастотной волны, распростра­няющейся ио колонне, и уверенно выде­ляют как продольные, так и поперечные волны.

При совместной регистрации кинема­тических и динамических параметров продольной и поперечной волн интерпре­тация акустических данных облегчается.

Для коллекторов, насыщенных водой, нефтью или газом, характерны взаимо­отношения скоростей распространения продольных и поперечных волн и_Рв11 >

>^уРнп>^иРгп ^и ^пп<^_нп<^_гп, ко­эффициентов затухания для продольных волн— ^ар_в,,<^ар„_п<^ар_гп И для попе­речных волн — а_5вп > а5_нп > «в,.,, (см. рис. 166). Дифференциация скоростей продольных и поперечных волн для раз­лично насыщенных коллекторов может достигать 20 % и вследствие влияния скважинных условий измерения и аппа­ратурных погрешностей может нивели­роваться. С этой точки зрения более пер­спективно изучение коэффициентов зату­хания (см. рис. 166). Так, для терриген- пых коллекторов с пористостью 20 %>

насыщенных разными флюидами, при частотах упругих коле­баний, используемых в ЫШАМ, различие в коэффициентах за­тухания может достигать 300—400 % [14]. Кроме того, аку­стические данные по НШАМ слабо зависят от минерализации насыщающей воды, что повышает надежность выделения про­дуктивных пластов в любых стадиях их обводнения.

Низкочастотным широкополосным акустическим методом ре­шаются тс же геологические задачи, что и ультразвуковым ме­тодом (см. § 66). Этот метод особенно перспективен при иссле­довании трещиновато-кавернозных коллекторов, выделении в закрепленных скважинах продуктивных коллекторов, обвод­ненных как минерализованными, так и пресными водами, опре­делении характера насыщения пластов-коллекторов в ком­плексе с другими методами ГИС. Большие надежды свя­зываются с низкочастотным широкополосным методом при определении коэффициентов пористости по данным распростра­нения поперечных волн.