ИНТЕРПРЕТАЦИЯ ДИАГРАММ АКУСТИЧЕСКОГО МЕТОДА
Цель работы. Изучение основ интерпретации акустического метода исследования скважин, приобретение навыков обработки диаграмм акустического каротажа (АК).
Задание. Перед лабораторной работой изучить физические основы акустического метода исследования скважин. По диаграммам акустического каротажа оценить качество имеющегося материала. Для 8-10 пластов, различных по акустическим свойствам, снять значения времен пробега и амплитуды головных продольных волн. По формулам (1),(2),(4) вычислить основные параметры V, QТ, Q акустического сигнала.
Краткие теоретические основы метода.
Сущность акустического метода состоит в измерении параметров волнового поля, создаваемого помещенным в скважину акустическим импульсным источником упругих колебаний.
Волновое поле системы скважина-пласт включает множество волн, различных по типу и природе возникновения. В неограниченном массиве однородных горных пород точечным источником могут быть возбуждены продольные и поперечные волны. Скорости распространения продольных Vp и
поперечных Vs волн различны, приближенно можно считать, что
Vр/ Vs = 1.73.
Скорости Vp и Vs зависят от литологического состава, пористости, структуры пород и характера насыщенности.
На границе раздела двух сред происходит отражение и преломление волн согласно закону Снеллиуса:
где Q- угол падения первичной волны; Q1 и Q1 углы отражения продольной и поперечной волн в первой среде; Q2и Q2 углы преломления продольной и поперечной волн во второй среде (углы измеряются между направлением луча и перпендикуляром к границе раздела).
|
|
|
Соотношения между амплитудами падающей, отраженной и прелом- ленной волн определяются волновыми сопротивлениями сред (произведениями скорости на плотность). Амплитуды волн зависят от степени поглощения энергии в среде, наличия в разрезе отражающих границ, т.е. от трещиноватости, слоистости горных пород и др.
Для возбуждения и наблюдения упругих волн в скважину опускают зонд, который может содержать один или несколько излучателей и приемников упругих волн. Основными видами зондов являются двухэлементные (акустические цементомеры) и трехэлементные (скважинные приборы типа СПАК и др.).
Двухэлементный зонд состоит из излучателя и расположенного на некотором расстоянии от него приемника. Трехэлементный акустический зонд, состоит из двух излучателей колебаний и одного приемника и обозначается сверху вниз: И2 0.5 И1 1.5 П ( расстояния между излучателями и приемниками даны в метрах). Этот зонд эквивалентен зонду, состоящему из двух приемников и одного излучателя П1 П2 И. Расстояние между приемниками (излучателями) в трехэлементном зонде АК является базой зонда S.
|
|
|
Длине зонда соответствует расстояние от средней точки между одноименными элементами (которая является точкой записи) до разноименного элемента Ls. База трехэлементного зонда определяет его вертикальную расчле- няющую способность и возможность точных измерений разности времен прихода волн к приемникам и затухания волн на интервале между приемниками. Обычно S=0.3-0.5M.
Длину зонда L выбирают такой, чтобы получить достаточно интенсивный сигнал в породах с большим поглощением волн, а также, чтобы прямая волна по промывочной жидкости приходила к приемникам позже головных. Обычно эти требования соблюдаются, если L = 1.5 2м.
В качестве излучателя применяют магнитострикционные преобразо- ватели: ферромагнитные вещества, изменяющие форму и размеры под действием переменного магнитного поля.
Приемником ультразвуковых колебаний обычно служит пьезоэлект- рический преобразователь, в котором механическая деформация приводит к его электрической поляризации - появлению на электродах электрического напряжения, пропорционального механическому и меняющего свой знак вместе с последним (прямой пьезоэлектрический эффект).
|
|
|
Стандартная аппаратура типа СПАК (СПАК-4, СПАК-6) обеспечивает регистрацию таких параметров продольных волн как:
Т1, Т2 - времена первого вступления для первого и второго приемников;
А1,А2 - амплитуды первого вступления для ближнего и дальнего приемников;
QТ – время прохождения продольной волны в интервале между П1 и П2 на расстоянии, равном базе акустического зонда S.
Q - коэффициента ослабления (затухания) амплитуды, отнесенной к единице длины.
Значения Т1, Т2, QТs регистрируются в микросекундах; A1 и А2 - в условных единицах (например, мВ), Q - в децибеллах на метр (дБ/м) .
Порядок выполнения работы.
Первая часть задания. Оценка качества диаграмм.
Диаграммы QТ, пригодные для интерпретации, должны удовлетворять следующим правилам:
1. Нужно, чтобы кривые Т1 и Т2 короткого и длинного двухэлементных зондов в общих чертах повторяли друг друга.
2. Необходимо, чтобы повторные кривые Т1 и Т2 отличались от пер- воначальных не более чем на 1.5 % , а кривые QТ не более чем на 3% .
3. Требуется, чтобы значения QТ в эталонных средах соответствовали характерным для них значениям, приведенным в таблице. Для выполнения этого условия на диаграмме QТ должны быть выделены два опорных пласта.
|
|
|
Таблица
Характерные показания QТ в опорных средах
| СРЕДА | QТ,мкс/м | ПРИМЕЧАНИЕ |
| каверна большого диаметра | 580-600 | максимальные показания |
| плотные известняки Кп>1% | 155-160 | минимальные показания |
| плотные доломиты Кп<1% | 140-145 | то же |
| незацементированная обсадная колонна | 185 | то же |
Кривые Т1, Т2, QТ не удовлетворяющие одному из перечисленных требований, являются браком и интерпретации не подлежат.
Вторая часть задания. Определение границ пластов.
Кривая интервального времени регистрируется в линейном масштабе так, что величина QТ растет слева направо. Кривая затухания Q регистрируется в линейном, либо в логарифмическом масштабе.
Породы с высокой пористостью и повышенным ослаблением энергии волн отмечаются на фоне вмещающих пород максимумами на кривых QТ и Q. Аномалии симметричны относительно середины пласта.
Границы пласта находят по точкам, смещенным на величину половины базы зонда S/2 , от основания аномалии к середине пласта.
Пользуясь этим правилом, для дальнейшего выполнения работы, требуется выделить на кривой QТ восемь - десять пластов различных по своим акустическим свойствам.
Третья часть задания. Количественная интерпретация данных акустического метода.
Для количественной интерпретации используют интервальное время QТ (в мкс/м), приведенное к стандартной базе зонда, равной 1 метру;
(3)
Величина QТ связана со скоростью распространения упругой волны V (в м/с) соотношением:
(4)
Для выделенных на предыдущем этапе пластов определяется их мощность и по формуле (4) вычисляется скорость прохождения волны но этим пластам.
Результатом работы является отчет, в котором указывается:
1) тема работы,
2) цель работы,
3) порядок выполнения работы,
4) шифр зонда и его параметры (база зонда и длина зонда),
5) значения мощности выделенных пластов и рассчитанные скорости,
6) ответы на контрольные вопросы.
В заключении работы следует ответить на контрольные вопросы.
Рекомендуемая литература
1. Знаменский В.В., Жданов М.С., Петров Л.П. Геофизические методы разведки и исследования скважин. - М., Недра, 1991.
2. Ивакин Б.Н., Карус Е.В., Кузнецов О.Л. Акустический метод исследования скважин. М.: Недра, 1978.
3. Латышова М.Г. Практическое руководство по интерпретации диаграмм геофизических исследований скважин. М.:НЕДРА, 1991.-219с.
РАБОТА 6
Дата добавления: 2019-03-09; просмотров: 319; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!