Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Курс лекций по Экологической геофизике.doc
Скачиваний:
69
Добавлен:
12.03.2016
Размер:
8.17 Mб
Скачать

Каротаж на основе сейсмоакустических полей

Методы акустического каротажа (АК) основаны на возбуждении упругих волн в полосе частот f = 1-10 кГц. Существует несколько модификаций зондов АК. Наибольшее распространение получили трехэлементные зонды. Они состоят из одного излучателя и 2-х приемников или в силу принципа взаимности, наоборот – одного приёмника и 2-х излучателей (рис. 129).

Рис. 129. Схема трехэлементного зонда АК

L3-1, L3-2– длины зондов, ∆L – база зонда, П1, П2 –приемники, И – излучатель

Трехэлектродным зондом регистрируют параметры: 1) tp1 – время первого вступления первого приемника, 2) tp2 – время первого вступления второго приемника, 3) t – интервальное время – разница времен прихода головной волны на второй и первый приемники, 4) А1 – амплитуда сигнала на первом приемнике в заданной точке, 5) А2 – амплитуда сигнала на втором приемнике в заданной точке, 6) α – коэффициент поглощения.

t = L/V и α = ln (A1/A2)/L (81)

Наиболее информативной в АК является кривая t. Базу выбирают в соответствии требуемой разрешающей способностью. Чем меньше ∆L, тем более тонкие пласты могут быть выделены.

Многоэлементный зонд АК содержит минимум 2 измерителя и более 10 приемников (16, 24, 48 и т.д.). Такие зонды называют матричными. Блок волновых картин имеет вид сейсмограмм (рис. 130).

Рис. 130. Типовая картина многоэлементного зонда АК

Посредством корреляции удается идентифицировать различные типы волн и затем оценить их кинематические и динамические параметры не только во времени, но и вдоль оси скважины.

Информативная форма записи результатов АК – фазокорреляционные диаграммы (ФКД). ФКД – это изображения линий равных фаз. Диаграммы получаются путем идентифицирования положительных полупериодов волновой картины. Для этого ФКД, полученные 2-мя приёмниками, направляют в разные стороны, получая образ скважины (рис.131). Метод ФКД эффективен при литологическом расчленении разрезов, отбивки границ пластов, оценки качества цементирования. Обработка волновых картин ФКД позволяет определить любые кинематические и динамические параметры упругих волн, в частности t.

Области применения АК:

  1. получение данных для интерпретации материалов сейсморазведки

  2. литологическое расчленение разрезов

  3. оценка прочностных свойств пород

  4. выделение коллекторов, определение их пористости

  5. изучение обсадки скважины

Рис. 131. Форма представления данных ФКД

1 – известняк, 2 – галит, 3 – песчаник, 4,5,6 – качество цементирования хорошее, удовлетворительное, неудовлетворительное

Скважинное акустическое телевидение (САТ) - специальный вид АК, предназначенный для детально исследования стенок обсаженных и необсаженных скважин. Сканирование осуществляется с помощью вращающегося преобразователя. Амплитуда сигналов определяется отношением волновых сопротивлений стенки скважины и бурового раствора. Разрешающая способность САТ зависит от длины волны λ. Поэтому для увеличения детальности используют достаточно высокую частоту f = 1-2 мГц. В то же время это вызывает большое затухание волн в буровом растворе. САТ эффективен для выявления в разрезах скважин тектонически-нарушенных и трещиноватых зон, а также проницаемых коллекторов, где коэффициент отражения имеет пониженные значения (рис. 132).

Рис. 132. Пример «фотографирования» стенок скважины по результатам САТ

Акустические профилеметрия и кавернометрия, как и САТ, основаны на законах отраженных волн. Используется принцип импульсной эхолокации, то есть изменение времени t распространения упругих волн от излучателя до стенки скважины и обратно:

dc = Vс tс (82), где

Vс – скорость в буровом растворе, tс – время, dc – диаметр скважины.

Чтобы измерять время по кротчайшему расстоянию, точки измерения и приема совмещают. В качестве источника – приемника применяют пьезопреобразователи с частотой f = 200-500 кГц. На таких частотах λ< (l1x l2). l1, l2 – размеры преобразователя.

Акустическая профилеметрия отличается от акустической кавернометрии тем, что в ней обеспечивается вращения луча. Запись амплитудных сигналов осуществляется несколькими сдвинутыми друг относительно друга преобразователями. Результаты каротажных исследований представляют в виде кривых акустической жесткости и круговых диаграмм, отображающих форму ствола скважины по его диаметру (рис.133).

Рис. 133. Пример обработки и представления диаграмм акустической профилеметрии

I, II, III – интервалы сечения

ТЕМА: Геолого-геофизическая интерпретация результатов комплексных скважинных геофизических исследований

Интерпретация методов ГИС состоит в: 1) обработке диаграмм; 2) геофизической интерпретации; 3) геологической интерпретации.

Обработка диаграмм включает: а) приведение результатов к определенным глубинам и системе отсчетов; б) учет и устранение аппаратурных и других помех; в) нахождение границ пластов и их толщин (мощности); г) снятие показаний. Далее, с целью проведения последующей количественной интерпретации, снимают (определяют) «существенные значения». Например для кривых ρк, это либо средние (ρксред), либо максимальные (ρкмах), либо оптимальные (ρкопт) значения (рис 134).

Рис 134. Определение существенных значений ρк на примере кривых КС, зарегистрированных градиент-зондом

1 – исследуемый пласт, 2 – вмещающие породы

Геофизическая интерпретация проводится с целью определения истинных параметров, например ρп, на основе решения обратной задачи, то есть методом подбора наблюдённой кривой с одной из теоретических и привлечением априорных данных. Следует отметить, что теоретические кривые, например того же метода КС, являются результатом решения прямой задачи и выражают зависимость ρк от различных определяющих его параметров (ρп УЭС пласта, ρс – УЭС промывочной жидкости (бурового раствора), Lз – длина зонда (для градиент-зондов расстояние АО или МО, а для потенциал-зондов – расстояние АМ), dc – диаметр скважины, ρзп – УЭС зоны проникновения, D – диаметр зоны проникновения). Условия, обеспечивающие единственность решения, зависят от модели среды.

Геологическая интерпретация заключается в определении геологических характеристик разреза. В частности при истолковании электрических методов ГИС используются обе модификации КС-электропрофилирование одиночными зондами и боковое каротажное зондирование (БКЗ). Электропрофилирование применяют для нахождения границ пластов, а также в благоприятных условиях для литологического расчленения разрезов, выявления целевых объектов (нефте-, газо-, водоколлекторов, пластов угля, руд и т. д.). БКЗ используют для определения количественных характеристик (коэффициентов пористости, нефтегазонасыщенности, зольности и т. д.).

Основные требования к проведению качественной интерпретации заключаются в: 1) определении границ пластов, глубин их залегания, толщин (мощности), 2) литологическом расчленении разрезов скважин, 3) выработке рабочей гипотезы о геологической природе аномальных объектов, 4) принятии решений о необходимости проведения количественной интерпретации и дополнительных геолого-геофизических исследований.

Определения границ пластов в большинстве случаев сводится к нахождению точек, соответствующих градиентам максимального возрастания (убывания) кривых (рис.135).

Рис. 135. Пример определения

границ пластов на каротажных диаграммах

Литологическое расчленение разрезов скважин выполняется по диаграммам поисковых комплексов ГИС, которые разрабатываются и применяются для определенных типов месторождений. Универсальными методами являются КС, БК, ГК, ПС, кавернометрия. В качестве примеров можно привести описание приемов и диагностических признаков при литологическом расчленении разрезов угольной и нефтегазовой скважин.

В угольной скважине регистрация кривых проводилась методами: КС-ПЗ, ГК, ГГК, АК и КМ. По характерным признакам кривых, зарегистрированных зондами КС-ПЗ, ГК, ГГК, АК и КМ были выделены пласты углей, известняков, аргиллитов, алевролитов и песчаников (рис.136).

Рис. 136. Сопоставление каротажных диаграмм по разрезу угольной скважины на месторождении антрацитов (Восточный Донбасс)

1 – уголь; 2 – углистый сланец; 3 – аргиллит; 4 – алевролит; 5 – песчаник; 6 – известняк

Тонкие пласты угля характеризуются минимальными значениями КС-ПЗ (ρК < 12 Ом*м). На кривых, зарегистрированных зондами ГГК, АК и КМ эти угольные пласты имеют максимальные значения. На диаграмме ГК первый пласт угля на глубине 85 метров отмечается интенсивной отрицательной аномалией гамма-излучения. Jγ составляет 12 мкр/час. Этот же пласт наиболее ярко выражен и аномалиями на кривых ГГК и АК.

Пласты известняка имеют максимальные значения ρК на кривых КС-ПЗ и минимальные на кривых ГК, АК, ГГК и КМ.

Пласты аргиллитов, алевролитов и песчаников уверенно разделяются по значения ρк и Jγ.

В нефтяной скважине интерпретация кривых проводилась по кривым методов КС-ПЗ, ПС, БК, ИК, МКЗ, ГК, НКТ, АК, КМ (рис 137).

Сопоставление кривых показывает, что исследованный разрез наиболее уверенно дифференцируется по кривым КС, ПС и КМ. На диаграммах ГК, НКТ и АК однозначно выделяются только плотные высокоомные пласты, вскрытые в интервалах 2515-2518м и 2552-2555м.

В соответствии с изложенным, границы пластов первоначально выделялись по кривым ПС, КС-ПЗ и КС-БК и далее уточнялись по остальным методам.

Литологическое расчленение разреза производилось в следующей последовательности:

1) интервалы разреза с повышенными показаниями ПС и пониженными значениями КС определялись как глинистые – т.е. аргиллиты;

2) пласты с пониженными значениями ПС и повышенными КС считались песчаниками. Последние подвергались повторному, более детальному рассмотрению, в частности, на предмет их проницаемости;

3) проницаемость пластов оценивалась в первую очередь по кривым БК и ИК. В случае, если кривые совпадали, то данный пласт считается проницаемым, т.е. соответствовал песчаникам, а когда наблюдалось расхождение кривых, то пласт являлся непроницаемым и соответствовал глинам (аргиллитам). Дополнительным диагностическим признаком проницаемости являлась оценка наличия глинистой корки, что приводит к сглаживанию кривых ГК;

4) в интервалах проницаемых пластов отдельно выделялись плотные высокоомные разности, которые во всей видимости представляли собой плотные сцементированные песчаники.

Рис. 137. Сопоставление каротажных диаграмм, зарегистрированных

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Оставленные комментарии видны всем.