53.Сейсмометрия скважин

Сейсмометрия скважин включает пьезоэлектрический метод, интегральный акустический (сейсмический) метод, метод про­ходящих волн, вертикальное сейсмическое профилирование (ВСП), метод обращенных годографов (МОГ), метод межскважинного акустического просвечивания и метод отраженны волн.

Пьезоэлектрический метод. Метод основан на изучении элек­тромагнитных (пьезоэлектрических) волн, которые возникают в горных породах, содержащих мннералы-пьезоэлектрики, под действием упругих колебаний. Значительными пьезоэлектриче­скими эффектами обладают такие минералы, как кварц, тур­малин, сфалерит, нефтелин, кинонарь и др. Пьезоэффект обна­ружен и в горных породах, в которых присутствуют эти ми­нералы.

Главное назначение пьезоэлектрического метода — поиски месторождений полезных ископаемых (золота, олова, вольф­рама, слюды, пьезосырья). связанных с кварцевыми и пегмати­товыми образованиями.

Дальность пьезоэлектрического просвечивания достигает де­сятков — сотен метров.

Интегральный акустический (сейсмический) метод. Приме- няется этот метод для определения времени пробега проходя- щей волны от источника О. расположенного на поверхности земли, до заданных точек скважины С₁ С₂……., в которых на- ходятся приемники акустических волн. Результаты исследований интегральным акустическим методом позволяют с достаточной точностью изучить сейсмический разрез, найти зависимость средней скоро­сти распространения упругих волн от глубины и обнаружить тонкие отражающие или преломляющие слои геологического разреза, вскры­того скважиной, что необходимо для достоверной интерпретации данных сейсморазведки.

Метод проходящих волн. Этот метод применяется в случае, когда источник О и приемники акустиче­ских волн С₁, С₂, ... расположены по разные стороны от исследуемой границы SS (см. рис. 130, в). При различии упругих свойств сред, разделенных границей SS, проис­ходит преломление проходящих волн под разными углами в зави­симости от формы инородного включения. По полученным резуль­татам можно определить наличие и форму соляных штоков, интрузив­ных массивов и т. п. при отличии их упругих свойств от свойств вме­щающих пород.

Вертикальное сейсмическое профилирование (ВСП). Отличается этот метод тем, что сейсмоприемникн С₁, С₂………помещенные в скважину на глубину несколько сотен метров с целью устранения помех - поверхностных и кратных волн, регистрируют все колебания, возбуждаемые источником О, расположенным на поверхности (см.рис.130.д). В качестве источника упругих колебаний используют взрывы.

Метод обращенных годографов (МОГ). Основан метод на регистрации в заданной точке С скважины отраженных волн (от некоторого участка границы 55) от последовательно воз­буждаемых источников 0₁, 0₂,..., расположенных на поверх­ности земли па разных расстояниях от устья скважины (см. рис. 130, г). Точка наблюдения С расположена выше изучаемой границы 55 и выбирается на основании результатов анализа волновой картины ВСП в интервале с наиболее интенсивными однократноотраженными волнами от исследуемого горизонта.

Метод межскважинного акустического просвечивания. Этим методом изучается распространение упругих волн, возбуждае­мых в одной скважине и регистрируемых в другой (см. рис. 130, е). При наличии в межскважинном пространстве инородных включений с худшими, чем у вмещающих пород, упругими свой­ствами, например карстовой полости в известняках, наблюда­ется «акустическая тень», которая выражается в уменьшении амплитуды принимаемых сигналов в приемнике. Практически акустическое просвечивание можно проводить при расстоянии между скважинами до 150 м.

Межскважинное акустическое просвечивание позволяет вы­полнять детальные структурные исследования рудных тел, уточ­нять элементы залегания отдельных горизонтов, пластов, выяв­лять зоны нарушения и их местоположение, а также обнару­живать отдельные рудные тела при отличии их упругих свойств от свойств вмещающих пород.

Метод отраженных волн. Источник и приемник упругих волн помещают в скважину одновременно (рис. 130, ж). Если вблизи скважины (до 50 м) имеется геологическое тело, отличающееся по упругим свойствам от вмещающих пород, то амплитуда отраженного сигнала будет меньше или больше, чем при отсутствии тела. Степень уменьшения или увеличения амплитуды отраженной волны зависит от соотношения величин, характери­зующих упругие свойства инородного включения и окружаю­щих пород. Методом отраженных волн решаются те же геологические задачи, что и методом межскважинного акустического просвечивания.

54. Ультразвуковой метод.

Для изучения акустических свойств горных пород ультразву­ковым методом необходимо в скважине возбудить упругие ко­лебания частотой 10—75 кГц и наблюдать за ними после про­хождения их через горные породы, слагающие разрез.

Простейший скважинный прибор состоит из одного излуча­теля И и одного приемника П, разделенных между собой аку­стическим изолятором (рис. 123). Расстояние L между излуча­ющим и приемным элементами называется базой измере­ния. Это расстояние является и длиной двухэлементного зонда.

Чтобы получить представление о принципе скважинных из­мерений ультразвуковым методом, целесообразно рассмотреть распространение упругих волн в идеализированных скважин­ных условиях от сферического излучателя И. При этом предпо­лагается, что излучатель и приемник ультразвуковых колеба­ний расположены на оси скважины с постоянным диаметром, пересекающей пласт неограниченной мощности и заполненной однородной промывочной жидкостью (см. рис. 123). В этом случае наблюдается следующая картина распространения упругих волн, испускаемых излучателем.

56.Люминесцентно-битуминологический метод исследования скважин. В наиболее перспективных на нефть и газ интервалах разреза одновременно с газометрическими исследованиями скважин эпизодически проводят люминесцентно-битуминологический анализ промывочной жидкости, шлама и керна с целью выявления нефтеносных пород.

Люминесцентно-битуминологический метод исследования скважин основан на способности нефтей и битумов люминесцировать (светиться) под воздействием ультрафиолетовых лучей. Цвет люминесценции битума определяется главным образом со­держанием масляного и смоляного компонентов, люминесцирующих соответственно голубоватым и желто-бурым цветами. Легкие нефти люминесцируют синевато-серым и бледно-жел­тым, нефть среднего удельного веса — темно-желтым и желто­вато-коричневым, тяжелые (окислившиеся) нефти — буровато-коричневыми цветами.

Люминесцентно-битуминологический метод обладает высо­кой чувствительностью. Он позволяет выявлять в промывочной жидкости малые количества нефти (0,01—0,005 %). Для повы­шения чувствительности и получения более надежных данных пробу промывочной жидкости, предназначенную для люминес­центного анализа, разбавляют водой или добавляют в нее ка­кой-либо растворитель (чаще всего хлороформ). Из проб шлама растворителем делают вытяжку, которую и подвергают люминесцентно-битуминологическому анализу. Яркость свече­ния сначала интенсивно возрастает пропорционально содер­жанию битумов в породе, затем становится менее интенсив­ной, а при содержании битумов более 0,1 % уменьшается (рис. 136).

Таким образом, по данным люминесцентно-битуминологического анализа можно определить качественное и в какой-то сте­пени количественное содержание битумов в промывочной жид­кости, шламе, керне, а следовательно, получить представление о нефтеносности пробуренных пород.

Люминесцентно-битуминологический анализ проводят с по­мощью люминоскопа, входящего в комплект газометрических станций.