Гамма-каротаж

Метод исследования геологического разреза, основанный на регистрации излучений, испускаемых радиоактивными элементами горных пород, носит название метода естественной радиоактивности.

Величина Ιγ пропорциональна содержанию в породе радиоактивных элементов.

Для измерения Ιγ в скважину опускают детектор гамма-излучения и электронную схему, размещенные внутри металлического кожуха.

Под действием гамма-лучей в детекторе возникают электрические импульсы, которые усиливаются и по кабелю передаются на поверхность, где они преобразуются в постоянный ток, сила которого прямо пропорциональна среднему числу импульсов. Регистрируя этот ток при перемещении прибора в скважине, получают кривую изменения Ιγ, называемую диаграммой ГК.

Регистрируемая интенсивность естественного гамма-излучения определяется излучением породы, находящейся вблизи детектора. Гамма-излучение от удаленных участков породы поглощается, не достигнув детектора, а радиоактивность промывочной жидкости обычно меньше радиоактивности пород. Радиус исследования ГМ составляет 30 см.

Гамма-гамма-каротаж

В гамма-гамме каротаже (ГГК) регистрируют гамма-излучение, создаваемое источником, расположенным в скважинном приборе на некотором расстоянии от детектора.

При исследовании ГГК нефтяных и газовых скважин основными процессами взаимодействия со средой являются рассеяние гамма-квантов на электронах среды и фотопоглощение. В результате рассеяния энергия гамма-квантов, испускаемых источником, уменьшается и когда энергия становится достаточно малой, гамма-кванты поглощаются. На заданном расстоянии от источника интенсивность рассеянного гамма-излучения убывает с увеличением плотности среды, окружающей зонд.

Пластам, сложенным плотными породами, будут соответствовать минимумы, а пластам, сложенным менее плотными породами, максимумы на диаграмме ГГК.

Радиус исследования ГГК увеличивается с увеличением длины зонда. На практике длина зонда не превышает 40 см. Применение зондов большой длины требует более мощных источников, что нежелательно по соображениям ТБ.

Если в скважине против коллекторов образовалась глинистая корка, то это приводит к завышению показаний ГГК., т.к. плотность глин меньше плотности породы-коллектора. Для учета влияния глинистой корки одновременно проводят измерения зондами разной длины.

Лекция 6

Акустический метод исследования скважин.

Методы ГИС, основанные на изучении поля упругих волн, распространяющихся в скважине, околоскважинном и межскважинном пространствах, называют сейсмоакустическими. Связь параметров поля упругих волн с литологией, пористостью, характером насыщения и другими свойствами пород создает предпосылки для применения сейсмоакустики для решения широкого круга задач на всех этапах горно-геологического процесса. При определенных условиях применение сейсмоакустики позволяет судить о состоянии обсадки скважин.

Сейсмоакустические методы ГИС можно разделить на акустические и сейсмические.

Акустический метод применяется при изучении распространения упругих волн от источника до приемника, расположенных в скважине. Сейсмические методы применяют при исследовании околоскважинного и межскважинного пространств. В сейсмическом методе изучается распространение упругих волн от приповерхностного источника до сейсмоприемников, расположенных в скважине.

Физические основы акустического каротажа (АК, АМ)

Продольные Р и поперечные Ѕ волны. В волне Р частицы среды движутся в направлении распространения волны. Плоская волна представляет собой чередование зон сжатия и растяжения, перпендикулярных к оси Х и перемещаются вдоль оси Х со скоростью υ, называемой скоростью волны.

Движение частиц в поперечной волне Ѕ.

Скорости распространения волн зависят от плотности и упругих свойств среды. Обратные величины скорости продольной волны - Δt.

Величина Δt называется интервальным временем и равна времени пробега волны расстояния в 1 м, т.е.

Δt = 1/ υр.

Интервальное время выражается в микросекундах на метр (мкс/м).

Скорость распространения поперечных волн υs в 1,5 – 2 раза ниже скорости υр.

Скорость распространения волн в породе уменьшается, а интервальное время увеличивается с ростом коэффициента пористости Кп. Во многих случаях зависимость Δt от Кп прямолинейна.

Скорость волн в газоносных ниже, чем в нефтеносных, а в нефтеносных ниже, чем в водоносных.

Законы изменения энергии волн Е и амплитуды колебаний А при удалении от излучателя. Е = Ео е ^–ατ , А = Ао е^ατ , где

τ – расстояние от излучателя до точки наблюдения,

α – амплитудный коэффициент поглощения.

Законы ослабления волн при распространении волн в системе скважина-пласт. Эффективный коэффициент затухания. Изменение коэффициента затухания с ростом коэффициента пористости, глинистости и особенно трещинноватости горных пород.

Лекция 7