2. Расчет кривых ак

2.1 Основные положения

Наибольшее распространение получили трехэлементные зонды. Они представляют собой дифференциальные системы, которые при соответствующем расположении в скважине позволяют существенно уменьшить погрешность измерения интервального времени путем исключения времени распространения колебаний по промывочной жидкости. Трехэлементный зонд содержит один излучатель и два приемника колебаний либо два излучателя и один приемник (рис. 2.1.1). Расстояние между приемниками (база Δl) характеризует разрешающую способность зонда. Чем меньше база, тем более тонкие слои могут быть выделены на диаграмме АК. Однако уменьшение базы ведет к снижению точности измерений. На практике размер базы устанавливается меньше мощности самого тонкого из интересующих нас слоев.

Рис. 2.1.1. Схемы трехэлементных акустических зондов

В первом зонде измеряется время Δt распространения колебаний, излучаемых источником, на отрезке ΔS между серединами приемников, называемом базой зонда. Излучатели И₁ и И₂ другого трехэлементного зонда осуществляют поочередную посылку акустических импульсов, которые после прохождения по породе воспринимаются приемником П. Разница во временах пробега колебаний Δt на участке И₁И₂, определяет скорость распространения их в породе.

Действительно, поскольку

(2.1.1.)

а

(2.1.2),

то

(2.1.3)

(2.1.4)

Где Vж – скорость упругих волн в жидкости, Vп – скорость волн в породе.

Таким образом, при отсутствии значительных каверн, пустот и т. п. отмеченное трехэлементным зондом время, не зависит от расположения его элементов относительно стенки скважины и зонд не нуждается в специальной ориентации в скважине, пока достаточно приближен к стенке скважины

При определении глубин за точки записи кривых τ₁ , τ₂ и А₁, А₂, А_Р, A_S принимается середина расстояния между ближним и дальним излучателями и приемником, а за точки записи кривых Δτ и α_уз — середина расстояния между излучателями (у трехэлементных зондов с двумя излучателями).

Пласты с аномальными упругими свойствами отмечаются па кривых Δτ и α_уз симметричной аномалией, максимум которой соответствует истинным значениям Δτ и α_уз пласта, если его мощность больше длины зонда (h≥ΔL). При ΔL значения Δτ max и α_уз max занижены по сравнению с истинными, причем степень занижения тем больше, чем меньше h. Границы пластов любой мощности отбиваются в точках, расположенных на расстоянии 0,5 ΔL от начала наклонного участка кривой против вмещающих пород.

Времена τ₁ и τ₂ и амплитуды А₁ и А₂ зависят от диаметра скважины. С увеличением диаметра скважины τ₁ и τ₂ возрастают, А₁ и А₂ уменьшаются, так как удлиняется путь волны по промывочной жидкости и уменьшается доля энергии излучателя, затрачиваемой на образование головной волны Р₁₂₁.

На значения Δτ и α_уз, измеряемые трехэлементным зондом, не оказывает влияния диаметр скважины, если он постоянен в интервале расположения зонда, однако влияет непараллельность осей прибора и скважины и изменение диаметра скважины — наличие каверны. Каверна отмечается на кривых Δτ и α_уз повышенными аномалиями. Границы каверны определяются по кривым Δτ и α_уз так же, как границы обычного пласта. От свойств жидкости, заполняющей скважину, показания трехэлементного зонда почти не зависят. Литология разреза скважины определяется по значению Δτ с учетом данных других геофизических методов.

Интервальное время и скорость распространения упругих колебаний выбирают согласно литологии изучаемого разреза. Значения Δτ_ж или v_ж выбирают, исходя из типа флюида, заполняющего поровое пространство, и пластовых условий — температуры и давления. В воде нормальной солености v_ж изменяется от 1470—1530 м/с на глубине 0—600 м; до 1580 м/с на глубине 600—1200 м; и до 1640 м/с па глубине 1200—1800 м. В минерализованной воде эти величины на 10—20 % выше, чем в пресной. Скорость распространения упругих волн в нефти v_н зависит от ее вязкости, температуры и давления. В диапазоне изменения температуры 20—70 °С и давления (0,001 —0,251)*10⁸ Па v_н =1370-1035 м/с. При расчетах принимают v_н =1310 м/с. В газообразном заполнителе v_r также зависит от давления и температуры и принимается равным 365 м/с. Когда радиус исследований не выходит за пределы радиуса промытой зоны, v_ж принимают равной скорости распространения волн в фильтрате промывочной жидкости, т. е. от 1500 до 1650 м/с с поправкой на остаточную нефтенасыщенность.