Влияние скважины на показания инк

На абсолютные величины плотности тепловых нейтронов щ и радиационного гамма-излучения 1_пу существенное влияние ока­зывает скважина. С увеличением диаметра необсаженной сква­жины дифференциация кривых ИННК и глубинность исследо­ваний, как и в случае стационарных методов НК, снижаются. Проникновение пресной ПЖ в пласт сказывается на показаниях ИННК так же, как увеличение диаметра скважины d_it запол­ненной таким же раствором. При глубине проникновения филь­трата ПЖ, превышающей глубинность ИННК, определение нейтронных параметров пласта исключается.

При смещении прибора от центрированного положения в скважине к эксцентрированному (прибор прижат к стенке скважины) происходит возрастание показаний ИНГК на 10— 15 %, а показаний ИННК в 2—3 раза, что является результа­том экранного влияния слоя жидкости в скважине. В связи с этим метод ИНГК более помехоустойчив по сравнению с ИННК и более перспективен при исследовании скважин, особенно малогабаритной аппаратурой в действующих сква­жинах.

Глубинность исследования методом инк

Под глубинностью понимают цилиндрическую зону радиусом г_и, за пределами которой среда изменяет регистрируемую ве­личину не более чем на 0,1—0,2 от замеренных показаний. Наличие зоны проникновения фильтрата ПЖ в пласт существенно снижает глубинность ис­следования. Из данных наблюдений следует, что в начальный период после крепления скважины показания ИНК обуслов­лены в основном влиянием зоны проникновения. По наблюде­ниям, проведенным в скважинах, установлено, что в песчаных неглинистых пластах пористостью более 25 % и проницаемо­стью порядка К)-⁶ мкм² зона проникновения расформировыва­ется через 5—10 сут после крепления скважины колонной. При уменьшении пористости и проницаемости пласта время сохранения зоны проникновения возрастает.

При изучении нефтяных и газовых месторождений главными задачами являются выделение в разрезе нефтегазоносных пла­стов и определение водонефтяного (ВНК) и газожидкостного (ГЖК) контактов.

ИНК нашел широкое применение при исследовании действую­щих обсаженных колоннами скважин для прослеживания водо­нефтяного и газожидкостного контактов, установления нефте-насыщенных зон и интервалов, не отдающих нефть, выявления перетоков нефти между пластами и газовых шапок, прослежи­вания продвижения фронта воды, сопоставления разрезов и границ ВНК с данными других скважин. ИНК применяется также для количественной оценки начальной, текущей и оста­точной нефте- и газонасыщенности, контроля за процессом ис­пытания и освоения скважин, контроля за прорывом закачивае­мых вод. Данные ИНК приобретают важное значение при оценке эффективности разработки месторождения, для проек­тирования вторичных методов разработки и выполнения ре­монтных работ в скважине.

31. 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.

Рис. 19. Общий вид диаграммы скорости (а) и амплитуды (б) при акустическом каротаже: 1 - породы средней пористости, сухие; 2 - породы средней пористости, влажные; 3 - породы высокой пористости; 4 - породы низкой пористости, плотные

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,

Кроме того, различные породы по разному ослабляют энергию наблюдаемой волны по мере удаления от источника возбуждения упругих волн. Чем выше газонасыщенность, глинистость, трещиноватость и кавернозность пород, тем больше затухание колебаний.

Наиболее простой способ акустических исследований - каротаж скорости, когда автоматически регистрируется кривая изменения времени пробега прямой или головной волны между двумя приемниками. Поскольку расстояние между приемниками постоянно, то кривая времени является фактически обратным графиком изменения скорости. При каротаже по затуханию измеряется амплитуда упругой волны и ослабление сигнала между двумя приемниками.

Скорость распространения упругих волн зависит от упругих модулей пород, их литологического состава, плотности и пористости, а величина затухания - от характера заполнителя пор, текстуры и структуры породы (рис. 19). На акустических диаграммах высокими значениями скоростей распространения упругих волн выделяются плотные породы - магматические, метаморфические, скальные, осадочные. В рыхлых песках и песчаниках скорость тем ниже, чем больше пористость. Наибольшее затухание (наименьшая амплитуда сигнала) наблюдается в породах, заполненных газом, меньше затухание в породах нефтенасыщенных, еще меньше - у водонасыщенных.

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.

32. Акустическим каротажем (АК) называют методы изучения свойств горных пород по измерениям в скважине характери­стик упругих волн ультразвуковой (выше 20 кГц) и звуковой частоты. При АК в скважине возбуждаются упругие колеба­ния, которые распространяются в ней и в окружающих породах и воспринимаются приемниками, расположенными в той же скважине.

По типу регистрируемых параметров выделяют следующие основные модификации акустического каротажа: акустический каротаж по скорости; акустический каротаж по затуханию; волновой акустический каротаж и др. Каротажи по скорости и затуханию составляют стандартный АК и проводятся обычно одновременно.

Выделяют два вида:

1. АК по скорости — акустический каротаж, основанный на изу­чении скорости распространения упругих волн в породах путем измерения интервала времени. При этом время пробега волны определяется по разности вре­мен вступления в приемники П₂ и П_ь соответственно t₂ и t_x. Часть пути от излучателя до приемника продольная волна проходит по промывочной жидкости и глинистой корке. Эти отрезки пути одинаковы для каждого приемника, что при вы­читании времен вступления обеспечивает исключение влияния скважины при измерениях трехэлементным зондом. В связи с этим на показания акустического каротажа по скорости не оказывают влияние основные свойства промывочной жидкости (минерализация, плотность и др.), что является одним из важ­ных преимуществ метода.

2. АК по затуханию - вид АК основан на изучении характеристик затухания упругих волн. Упругие колебания ультразвуковой частоты (де­сятки килогерц) при прохождении через горную породу заметно ослабляются (затухают). Поглощение упругих колебаний поро дой происходит вследствие необратимых процессов преобразо­вания энергии колебаний в тепловую энергию, что приводит к уменьшению амплитуды принимаемых сигналов.

Затухание обусловлено в основном следующими причинами: поглощением вследствие неидеально упругой среды; распро­странением энергии во все больший объем среды в результате расширения фронта волны при ее движении; рассеянием и ди­фракцией волн на неоднородностях среды и вследствие много­кратных отражений и преломлений на границах сред с различ­ными скоростями распространения колебаний. Этим объясня­ется сильное влияние на затухание упругих колебаний глини­стости, трещиноватости, кавернозности пород и характера их насыщения. Амплитуда А упругих колебаний связана с рассто­янием S, пройденным волной экспоненциально.

Амплитуда колебаний продольной волны, воспринимаемая приемником, измеряется в условных единицах, например в мил­ливольтах. В некоторых случаях пользуются относительной ам­плитудой колебаний — отношением амплитуды А регистрируе­мой волны к наибольшему значению амплитуды против опор­ного пласта А_оп. За опорный пласт принимают мощный пласт плотных пород с наибольшей амплитудой Л_оп-

Поглощающие свойства пород связаны с литологией еще более тесно, чем скорость распространения упругих волн. Ин­тенсивность поглощения породой упругих колебаний зависит также от состава флюида, заполняющего поровое пространство, что приводит к следующим соотношениям коэффициентов по­глощения для водо-, нефте- и газонасыщенных пластов. Наибольшее затухание претерпевают упругие волны в трещиноватых и кавернозных породах. В связи с этим аку­стический каротаж по затуханию весьма эффективен при изу­чении разреза скважин, вскрывающих карбонатные по­роды.

Основная помеха при применении акустического каротажа по затуханию — наличие акустического сопротивления на гра­ницах скважинный прибор — окружающая среда и промывоч­ная жидкость — порода. Это сопротивление характеризуется сильной изменчивостью и оказывает значительное влияние на измерения, которое не поддается учету.

Результаты сопоставления акустических разрезов соседних скважин в комплексе с другими геофизическими материалами дают дополнительные сведения для однозначного решения во­проса о природе коллекторов и характере их насыщения.

Одна из основных задач акустического каротажа — изуче­ние связи между литологическими и акустическими свойст­вами пород для уточнения их коллекторских свойств и харак­тера насыщения.