МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФГБОУ ВПО «Уральский государственный горный университет»

Факультет геологии и геофизики

Кафедра геофизики

Дисциплина:

«Геофизические методы и исследования скважин»

Курсовая работа

“Приборы акустического каротажа ”

Исполнитель: Студент гр. РФ-13

Прокошев Д.Е.

Руководитель: Блинкова Н.В.

Екатеринбург

2015

Содержание

1. История развития акустических методов исследования скважин

2. Акустические методы

2.1. Теоретические основы метода

2.1.1. Акустический каротаж. Теоретические основы

2.1.2. Акустический каротаж на преломленных волнах

2.2. Применяемая аппаратура и оборудование

2.2.1 Модуль АК-М

2.2.2 АКЦ-М

2.2.3 Прибор АКВ-1

2.2.4 СПАК-6

2.2.5 АКЦ–НВ–48

3. Применение широкополосного волнового акустического каротажа для определения характера насыщения и ФЭС коллекторов через колонну

4. Телевизор скважинный акустический типа CAT

5. Прибор акустического каротажа в процессе бурения SonicScope

6. Список литературы.

1.История развития акустических методов исследования скважин

АКУСТИЧЕСКИЙ КАРОТАЖ (а. acoustic velocity logging; н. akustische Bohrlochmessungen, akustische Karottage; ф. carottage acoustique; и. perfilaje ecoico) — метод геофизических исследований в скважинах, основанный на изучении акустических свойств (скоростей распространения и затухания упругих волн) горных пород, пересечённых скважиной.

Используется при поисках и разведке месторождений, контроле технического состояния скважин, интерпретации данных сейсмической разведки, а также при решении инженерных геологических задач. Первые образцы аппаратуры акустического каротажа выполнены в 1950-х гг. в CCCP и США; промышленное применение начато с 1960. 

Сергей Григорьевич Комаров был инициатором постановки научных исследований в области акустического каротажа в Волго-Уральском филиале ВНИИгеофизики (с 1970 г. - ВНИИГИС) в самом начале деятельности молодого коллектива этого НИИ. В 1959 г. в институте была создана партия ультразвукового каротажа, которая активно взялась за работу в этом, находившемся тогда в зачаточном состоянии научном направлении по использованию данных акустических исследований для изучения разрезов скважин. С. Г. Комаров постоянно следил и направлял работу молодых учёных по акустическому каротажу, был руководителем их диссертационных работ.

К началу 1964 г. коллектив молодых сотрудников ВУФ ВНИИгеофизики (Д. В. Белоконь, В. П. Майоров, А. Ф. Косолапов, М. Г. Шакирьянов, Л. С. Грибцов, А. А. Гильманов) под руководством Петра Алексеевича Прямова разработал аппаратуру акустического каротажа АКЗ-1, применяемую как при исследовании открытого ствола, так и при оценке качества цементирования обсаженных скважин, и провёл её производственные испытания. Несколько позже коллектив акустиков пополнился опытным руководителем Николаем Григорьевичем Нестеренко.

Большие объёмы бурения скважин в нефтяной промышленности и необходимость контроля качества их цементирования определили дальнейшее развитие акустической аппаратуры, прежде всего для контроля цементирования в качестве самостоятельного направления. Разработанная с использованием результатов НИР по АКЗ-1 аппаратура АКЦ-1 стала в тот период основным средством контроля качества цементирования скважин, которая выпускалась затем в течение 10 лет большими сериями и была принята на вооружение практически всеми геофизическими предприятиями бывшего СССР.

Её успешному применению в промышленных масштабах способствовала разработанная П. А. Прямовым методика интерпретации результатов исследования скважин по оценке качества цементирования. Используемые в методике положения и в настоящее время составляют основу алгоритма большинства программ компьютеризированной обработки результатов исследований качества цементирования скважин акустическим методом на головных волнах.

2. Акустические методы

2.1 Теоретические основы метода

2.1.1. Акустический каротаж. Теоретические основы

Горные породы являются упругими телами, которые под действием внешней возбуждающей силы, претерпевают деформации объема (растяжение и сжатие) и деформации формы (сдвига).

Последовательное распространение деформации называется - упругой волной. Первое отклонение частицы от положения покоя называется - вступлением волны.

В акустическом каротаже различают (регистрируют) несколько типов волн:

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 (акустические) волны, как и все прочие волны, характеризуются определенным набором свойств. К этим свойствам относят: частоту волны, длину волны, скорость и амплитуду (затухание).

При проведении акустического каротажа наибольший практический интерес представляют два параметра волн – скорость и амплитуда. Следовательно, горные породы вскрытые скважиной можно изучать как по скорости распространения колебаний, так и по их затуханию.

Простейший измерительный зонд АК (рис.1) содержащий в своем составе излучатель (И) упругих волн звукового (2-20 кГц) и ультразвукового(2-60 кГц) диапазонов частот и расположенный от него на определенном расстоянии (1,4-3,5 м) широкополосный приемник.

Рис.1. Схема работы скважинного прибора акустического каротажа

Для проведения АК применяются сложные: трех – и более элементные приборы.