Лабораторна робота №12 Обробка та інтерпретація даних сейсмокаротажу, визначення середніх і пластових швидкостей розповсюдження сейсмічних хвиль

12.1 Мета і завдання роботи

Метою роботи є ознайомлення студентів з одним із методів дослідження свердловин, виділенням границь пластів, визначенням пластових та середніх швидкостей і побудовою зведеної швидкісної колонки.

Завдання роботи: за наведеними даними побудувати вертикальні поздовжні годографи прямих хвиль; визначити пластові швидкості; побудувати криві середньої, пластової та променевої швидкостей; побудувати зведену швидкісну колонку.

12.2 Короткі теоретичні відомості

В сучасній сейсморозвідці значне застосування отримало вивчення прямих хвиль з метою визначення швидкісного розрізу досліджуваної території за даними свердловинних досліджень. Такі дослідження називають сейсмічним каротажем. Розрізняють прямий і обернений каротаж.

При прямому каротажі збудження хвиль виконують на поверхні землі біля гирла свердловини, а реєстрація коливань відбувається сейсмоприймачами, що розміщені вздовж стовбура свердловини через рівні інтервали (25м, 50м).

При оберненому каротажі (сейсмоторпедування) збудження відбувається у внутрішніх точках середовища вздовж стовбура свердловини через рівні проміжки (25м, 50м), а реєстрація відбувається на поверхні землі сейсмоприймачами, що розташовані біля гирла свердловини та на деякому віддаленні від нього. В обох випадках реєструють перші вступи прямих сейсмічних хвиль. Кореляційна модифікація сейсмокаротажу, при якому відбувається реєстрація сейсмічних хвиль в перших і наступних вступах, називається вертикальним сейсмічним профілюванням.

В тому випадку, коли при сейсмокаротажі використовують звукові або ультразвукові частоти, то методи відповідно називаються акустичним або ультразвуковим сейсмокаротажами.

Сейсмокаротажні дослідження виконують з метою визначення швидкісної характеристики досліджуваного середовища.

Для визначення швидкості розповсюдження сейсмічних хвиль вздовж стінки свердловини спостерігають пряму (прохідну) хвилю, що розповсюджується від джерела коливань, і знаходять час її пробігу. За визначеними часами перших вступів хвилі будують годограф вступів прямої хвилі.

Годографи сейсмічних хвиль, що спостережені при сейсмокаротажних дослідженнях, називаються верти-кальними. При цьому розрізняють поздовжній вертикальний годограф, коли пункт збудження розташований на гирлі свердловини, і непоздовжній – коли пункт збудження вине-сений на певну віддаль від гирла свердловини.

Для визначення пластових і середніх швидкостей використовують поздовжні вертикальні годографи прямих хвиль. Непоздовжні годографи повинні бути перераховані до умов, коли пункт збудження знаходився би на гирлі свердловини (тобто приведені до вертикалі). Такий перерахунок можна виконати за формулою

, (12.1)

де t´ - приведений до вертикалі час пробігу хвилі;

t – час за непоздовжнім годографом;

z – глибина розміщення сейсмоприймачів у свердловині;

d – віддалення ПЗ від гирла свердловини.

Після перерахування непоздовжнього годографа до поздовжнього необхідно його співставити з дійсним поздовжнім для оцінки ступеня неоднорідності середовища.

Приведений вертикальний годограф використовують для визначення пластових швидкостей. Виходячи з умови шаруватості середовища, необхідно розріз розчленувати на окремі шари. Для цього даний годограф апроксимується ламаною лінією. Кожному з відрізків ламаної лінії відповідає пластова швидкість, яка визначається за формулою

, (12.2)

де - потужність пласта;

- час пробігу хвилі в пласті.

При розчленуванні кривої на окремі відрізки слід дотримуватись наступних умов:

- кожна ланка апроксимованої ламаної лінії повинна проходити не менше, ніж через три точки кривої;

- різниця пластових швидкостей між двома суміжними пластами повинна бути більшою за подвійну похибку визначення швидкості, в інакшому випадку такі пласти потрібно об’єднювати в один.

Середня швидкість для різних глибин визначається за формулою

. (12.3)

Непоздовжній вертикальний годограф можна використати для розрахунку променевої швидкості, яка є середньою швидкістю пробігу хвилі вздовж променя, за формулою

, (12.4)

де - час за непоздовжнім годографом.

Згідно принципу Ферма завжди має місце співвідношення . Дані величини можуть бути рівними тільки у випадку однорідного середовища. Тому співставлення середньої швидкості з променевою дозволяє робити висновок про ступінь однорідності досліджуваного середовища.

Результати обробки даних сейсмокаротажу представляються у вигляді зведеної швидкісної колонки, приклад якої показано на рис.12.1.

Рисунок 12.1 – Зведена швидкісна колонка