|
Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
|
|
Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
Специальность 011200 «Геофизика»Стр 1 из 9Следующая ⇒
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ УФИМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЯНОЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Факультет горно-нефтяной Специальность 011200 «Геофизика» Кафедра «Геофизические методы исследования» РЕЦЕНЗЕНТ «К ЗАЩИТЕ ДОПУЩЕН» Директор РЦМ «УРАЛ», к.т.н. Зав. каф., д.т.н. ______________ В.М.Лобанков ____________В.И.Дворкин «_______» ____________2009 г. «_______» ________2009 г.
ДИПЛОМНАЯ РАБОТА На тему ВОЗМОЖНОСТИ ВОЛНОВОГО АКУСТИЧЕСКОГО КАРОТАЖА В ДЕЙСТВУЮЩЕМ ФОНДЕ СКВАЖИН НЕФТЕГАЗОВЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ. Студент ГФ-04 ____________________ Л.Н.Курбанов Руководитель: нач. КИП-1 ОАО «Когалымнефтегеофизика» _____________________ Р.У.Исянгулов Нормоконтролер, Инженер-геофизик ОАО НПФ«Геофизика»____________________________________ Л.Р. Ахметова
Уфа 2008 Содержание
Введение
Высокая информативность волнового акустического каротажа способствует его широкому применению на различных стадиях исследования скважин. При выборе того или иного метода следует учитывать его технологическую эффективность: глубинность исследования, скорость каротажа, ограничения по минерализации пластовой воды, ограничения по состоянию колонны, цемента; необходимость закачек контрастного вещества и т.д. Существенное расширение получаемой информации, при тех же временных затратах, дает исследование скважин методом волнового акустического каротажа. Этот метод позволяет за одну спуско-подъемную операцию получить текущую комплексную информацию о свойствах пласта и скважины, что эквивалентно применению до 4-х отдельных методов ГИС. Данная информация находит применение в различных практических задачах. С развитием технических средств АК постоянно увеличивается количество геологических и технических задач, решаемых в открытых и обсаженных скважинах, и качество самих решений. При изучении геологических разрезов - это литологическое расчленение и расчет упругих (прочностных) свойств пород, локализация трещинных зон, трещин гидроразрывов и интервалов напряжённого состояния пород, определение коэффициентов межзерновой и вторичной (трещинно-каверновой) пористости коллекторов и характера их насыщенности, выделение проницаемых интервалов в чистых и глинистых породах. Технические задачи в обсаженных скважинах включают в себя выявление нарушений обсадных колонн, оценку заполнения затрубного пространства цементом и степени его сцепления с колонной и породами, обнаружение в цементном камне вертикальных каналов и зон вспученного (газонасыщенного) цемента, определение интервалов поступления в скважину пластовых флюидов и их заколонных перетоков, интенсификацию дебитов. Волновое поле, регистрируемое методом ВАК, содержит в себе разные типы упругих волн, основными из которых являются: продольная (P), поперечная (S) и поверхностная волна Стоунли (St). На каждом шаге регистрации данные волны отражают распространение в среде упругих деформаций различного вида. Это позволяет получать по данным ВАК комплексную информацию о свойствах пласта, содержащихся в нем флюидов и техническом состоянии скважины. В настоящее время, в связи с широким применением способов повышения нефтеотдачи пласта, и в первую очередь дорогостоящего способа гидроразрыва пласта (ГРП), возникла потребность геофизического сопровождения данных работ для повышения их эффективности. Одним из методов, способных повлиять на расчет параметров дизайна ГРП, является многоволновая акустика. Получаемые данные дают возможность до проведения работ ГРП определить механические свойства горных пород, оценить общую пористость, изучить направление вектора горизонтального напряженного состояния и т.д., что позволяет оптимальным образом рассчитать дизайн ГРП и прогнозировать направление трещины (или трещин), формирующихся в пласте при проведении работ. Прежде всего, это относится к отбору скважин потенциально повышенного технологического риска, а именно в первых рядах добывающих скважин, а также в зонах, примыкающих к зонам высокой выработки пластов, или краевых зонах. Метод ВАК способен обеспечить информационную базу, необходимую для эффективного проектирования технологии и выполнения ГРП, и позволяет оценить качество выполненной работы. В данной дипломной работе рассматриваются современные достижения и перспективы развития аппаратуры, методики измерения, обработки и интерпретации данных ВАК для изучения коллекторов нефти и газа. Приводятся результаты интерпретации данных ВАК при мониторинге насыщения, оценки трещинных интервалов, сопровождении ГРП.
Геолого-геофизическая характеристика района работ Краткий физико-географический очерк В административном отношении район работ расположен на территории Сургутского района Ханты-Мансийского автономного округа Тюменской области. В орогидрографическом отношении район работ приурочен к водораздельному пространству бассейнов реки Тромъеган и ее левого притока р. Энтль-Имиягун. В геоморфологическом отношении он представляет собой слабопересеченную, сильно заболоченную и залесенную равнину с абсолютными отметками рельефа от +78 м до +96 м над уровнем моря. Гидрографическая сеть представлена извилистыми лесными речками с большим числом мелких притоков. Реки вытекают из небольших мелководных озер. Наиболее крупными из которых являются озеро Сором-Лор и Ряпон-Лор. Климат района резко континентальный, с продолжительной суровой зимой и относительно коротким теплым летом. Среднегодовая температура около -3 º С. Самый холодный месяц - январь (до -50 º С), самый теплый - июль (до +35 º С). Район геофизических работ расположен в зоне разобщенного залегания поверхностных и реликтовых многолетнемерзлых пород (ММП). На поверхности мерзлотные явления фиксируются в виде бугров пучения высотой до 5-10 м и термокарстовых озер округлой формы. Приповерхностные мерзлые грунты залегают на водоразделах под торфяниками. Толщина их контролируется уровнем грунтовых вод и достигает 10-15 м, температура постоянна и близка к 0º С. Нижний (реликтовый) слой залегает на глубине от 160 м до 360 м в виде сегментов, разобщенных сквозными таликами в долинах рек и под крупными озерами. Толщина ММП изменяется от 70 м до 150 м.
Юрская система Отложения юрского возраста представлены тремя отделами. В их составе выделяются горелая, тюменская, васюганская, георгиевская и баженовская свиты. Горелая свита (J1p-J1t) выделяется в основании осадочного чехла в составе нижнего отдела. Литологически по керну она представлена чередованием песчаников, алевролитов и аргиллитов и их тонким переслаиванием. Общая толщина отложений горелой свиты по данным сейсморазведки изменяется от 50 м до 240 м. Тюменская свита (J2a-J3k1) выделяется в основном в составе отложений среднеюрского возраста. Отложения свиты вскрыты на глубинах 2800-2950 м. Литологически они представлены неравномерным чередованием и переслаиванием аргиллитов, алевролитов и песчаников. Нефтегазоносность отложений тюменской свиты связана обычно с верхним в ее разрезе горизонтом ЮС2. На месторождении выявлено крупное по площади скопление нефти в пластах ЮС21 и ЮС22, которое является продолжением единого нефтеносного поля Русскинского месторождения. Васюганская свита (J3k-o) вскрытавсеми пробуренными скважинами на глубинах 2765-2848 метров. Похарактеру своего строения свита подразделяется на две подсвиты. Нижняя подсвита, представлена аргиллитами. Для толщи характерны прослои алевролитов, иногда песчаников, образующих неправильную линзовидную слоистость. Встречаются включения пирита и мелкорассеянного углистого детрита. Верхняя граница нижневасюганской подсвиты проводится условно по кривой кажущегося сопротивления, на которой выделяется пачка с повышенным сопротивлением. К этой границе в разрезах, охарактеризованных фауной, приурочена смена келловейских комплексов фораминифер и аммонитов оксфордскими. Верхняя подсвита сложена песчано-глинистыми осадками с преобладанием песчаных разностей. Наблюдаются включения рассеянных обуглившихся растительных остатков, а также редкие включения углистого детрита. К песчаникам верхней подсвиты приурочены продуктивные пласты ЮС11 и ЮС12, с которыми связаны залежи структурного и структурно-литологического типа. Кровля верхнего пласта ЮС11 совпадает с резкой литологической границей: серые песчано-алевритовые породы сменяются вверх по разрезу зеленовато-серыми глауконитовыми глинисто-алевритовыми породами георгиевской свиты. Нижняя подсвита представлена в основном глинами и глинистыми алевролитами с редкими спорадически развитыми прослоями песчаников. Возраст свиты по фаунистическим данным и спорово-пыльцевым комплексам определен келловей-оксфордским. Толщина васюганской свиты изменяется от 60 м до 80 метров. Георгиевская свита (J3km). Отложения ее согласно залегают на породах васюганской свиты. Представлена аргиллитами, с включениями глауконита, серпулами и стяжениями пирита, многочисленными остатками детрита. Встречаются ростры белемнитов, обломки раковин пелеципод. На электрокаротажных диаграммах георгиевская свита четко фиксируется по индукционному каротажу резким уменьшением величины удельного электрического сопротивления пород, по сравнению с выше-, и нижележащими породами. Возраст свиты определен киммериджским по комплексам фораминифер. Толщина отложений свиты колеблется от1, 2 м до 3, 4 метров. Баженовская свита (J3v) согласно залегает на породах георгиевской свиты на глубинах 2709 – 2832 м, является региональным репером. Разрез свиты представлен уплотненными аргиллитами и песчано-алевролитовыми породами. Битуминозные породы по облику и составу не отличаются от аналогичных пород нормальных разрезов. Глинистые небитуминозные породы АР – это темно-серые или черные аргиллиты, с полураковистым и неровным изломом. Отмечаются мелкие окатыши аргиллитов голубовато-серого цвета. Песчано-алевритовые породы светло-серые и серые, очень крепкие, слюдистые, средне-, мелкозернистые, преимущественно с глинисто-известковисто-сидеритовым цементом базального типа, с редкими намывами растительного детрита. С этими отложениями связана нефтеносность пласта Ю0-Ач. Отложения баженовской свиты содержат фауну аммонитов волжского яруса. Толщина отложений свиты нормального разреза изменяется от20 мдо 40 м. Максимальная толщина аномального разреза баженовской свиты составляет 110 м
Меловая система Меловая система представлена нижним и верхним отделами, сложенными морскими, прибрежно-морскими и континентальными осадками. В разрезе отложений мелового возраста выделяются сортымская, усть-балыкская, сангопайская, алымская, покурская, кузнецовская, березовская и ганькинская свиты. Сортымская свита (K1b-K1v) на территории месторождения вскрыта на глубинах от 2265 м до 2392 м. Отличительной особенностью строения является наличие в ее разрезе мегакосослоистых комплексов пород клиноформного строения. Только в верней части, непосредственно под глинами чеускинской пачки разрез характеризуется покровным развитием. Сортымская свита залегает в основании нижнемелового разреза и представлена четырьмя толщами. Первая толща (подачимовская) сложена темно-серыми, почти черными аргиллитами. Толщина подачимовской толщи до 45 метров. Вторая толща – преимущественно глинистые породы. Аргиллиты, как правило, содержат до 20%, иногда больше, алевритового материала. К этой части разреза приурочены имеющие спорадическое развитие ачимовские отложения, которые являются на месторождении промышленно нефтеносносными. Ачимовские отложения представлены переслаивающимися песчано-алеврито-глинистыми породами, имеют сложное строение. Ачимовская толща не выдержана по площади и разрезу. Нижняя граница толщи следится почти четко, а верхняя определяется степенью развития песчаной фации. К этой части разреза приурочены отложения продуктивных пластов группы БС16-БС22. Общая толщина ачимовской пачки изменяется от 5 м до 163 метров. Третья толща сортымской свиты – глинистая, представлена глинами аргиллито-подобными темно-серыми, плитчатыми, слюдистыми с прослойками и линзами светло-серого песчаного материала. Четвертая толща представлена чередованием песчаников и алевролитов с аргиллитами и аргиллитоподобными глинами. К этой части разреза приурочены промышленно нефтеносные пласты горизонтов БС10-БС12. По керну песчаники серые, преимущественно мелкозернистые, иногда переходящие в крупнозернистые алевролиты. Завершается разрез сортымской свиты пачкой аргиллитов темно-серых, плотных, слабо алевритистых. На Сургутском своде эта пачка аргиллитов имеет покровное распространение и в стратиграфической схеме выделена как чеускинская. В сортымской свите встречена фауна аммонитов и фораминифер берриасского и валанжинского ярусов. Толщина свиты возрастает с запада на юго-восток и изменяется от 400 метров до 506 метров. Усть-Балыкская (K1 v+g) представляет собой толщу переслаивания песчаников и алевролитов, аргиллитов и аргиллитоподобных глин. Свита делится на две части: нижнюю, включающую в себя пласты БС7-БС9, и верхнюю с пластами БС1-БС6. В пределах нижней подсвиты усть-балыкской свиты выделяется сармановская пачка, которая является зональным репером в пределах Широтного Приобья. Отложения сармановской пачки, в основном, представленыны глинами аргиллитоподобными от серых до темно-серых, преимущественно однородными, местами с линзовидно-волнистой слоистостью. В верхней части отложения сармановской пачки опесчаниваются (песчаники серые), к ней приурачивается пласт БС7 Сангопайская свита (K1g+br) Представлена аргиллитоподобными глинамиж. Отличительной чертой песчаников и алевролитов является слабая отсортированность обломочного материала и каолинитовый состав цемента. Возраст сангопайской свиты принимается по схеме как готерив-барремский. Толщина отложений свиты увеличивается в западном направлении достигая 434 метра. Алымская свита (K1a), залегающая на породах сангопайской свиты, представляет собой толщу преимущественно глинистых пород. Осадки этой толщи накапливались в сильно опресненном бассейне и резко отличаются от зелено-цветных и пестроцветных глин готерив-баррема. Толщина свиты возрастает с юго-востока на северо-запад и достигает максимальной толщины – 141 метр. Покурская свита (K1a-al+K2sm) представляет собой мощную толщу (791 – 874 метра) довольно неравномерного переслаивания песчано-глинистых пород. В покурской свите выделяются две подсвиты. Нижняя – более глинистая, для которой характерна большая уплотненность осадков. Здесь выделяются глины аргиллитоподобные. В верхней части преобладают песчаники и алевролиты, по минералогическому составу аналогичные нижним, но значительно менее уплотненные. Верхний отдел меловой системы включает верхнюю часть покурской свиты, кузнецовскую, березовскую и ганькинскую свиты. Кузнецовская свита (K2t) сложена морскими глинами, иногда слабоизвестковистыми, сильно уплотненными, массивными, участками алевритистыми с тонкими прослоями песчаника, с включениями зерен глауконита. Глины кузнецовской свиты выдержаны по площади и разрезу и являются региональным репером в пределах Западной Сибири. Толщина отложений кузнецовской свиты изменяется от 15 до 25 метров. Березовская свита (K2k-st-km), подразделяется на две подсвиты. Нижняя сложена преимущественно опоками и глинами. Опоки светлые, голубовато-серые, прослоями до черных, плотные, алевритистые. В породах фауна радиолярий, фораминифер коньяк-сантонского яруса. Толщина подсвиты изменяется от 67 до 82 метров. Верхняя подсвита березовской свиты сложена светлыми зеленовато-серыми глинами с редкими прослоями опок и опоковидных глин. Толщина отложений кузнецовской свиты изменяется от 46 до 65 метров. Ганькинская свита (K2m+P1d) завершает разрез отложений меловой системы. Сложена свита глинами серыми, зеленовато-серыми, известковистыми до известковых, переходящих в мергели. Толщина ганькинской свиты изменяется от 67 м до 104 м. Толщина свиты возрастает с юга на север.
Палеогеновая система В составе палеогеновой системы выделяются морские осадки верхней части ганькинской, талицкой, люлинворской, тавдинской свит и континентальные отложения атлымской, новомихайловской и туртасской свит. Талицкая свита (P1). Литологически осадки талицкой свиты представлены монтмориллонитовыми глинами, темно-серыми, плотными, аргиллитоподобными, иногда тонколистоватыми. В верхней части глины обогащены линзовидными включениями алевритового материала. Толщина свиты изменяется от 102 м до 132 м. Увеличение толщины наблюдается с юго-востока на северо-запад. Люлинворская свита (Р2) представляет собой толщу светло-серых, зеленоватых, прослоями почти белых глин. В нижней части опоковидных, в верхней диатомовых, переходящих в диатомиты. По возрасту эти отложения относятся к нижнему-среднему эоцену, толщина их составляет 180-200 метров. Тавдинская свита (Р3) завершает разрез морского палеогена. Сложена свита глинами серыми, зеленовато-серыми, зелеными, тонкослоистыми до листоватых, прослоями алевритистыми или с включениями линз алевритов. Толщина свиты до 180 метров. Атлымская свита (Р3) сложена песками кварцевыми, разнозернистыми с прослоями линзовидных включений песчанистых глин. Толщина свиты до 50 метров. Новомихайловская свита (Р3) включает в себя глины серые, коричневато-серые, зеленовато-серые, часто комковатые, с включением слабоуплотненных алевритов и бурых углей. Толщина свиты 30-60 метров. Туртасская свита (Р3) завершает разрез палеогена. Она сложена алевритами, песками и глинами. Пески и алевриты кварцевые с включениями зерен глауконита. Толщина свиты 40-70 метров. Отложения неогена развиты не повсеместно. Они представлены чередованием песков и алевролитов буровато- и желтовато-серых, супесями и суглинками серыми. Толщина отложений 80-100 метров. Для четвертичных отложений характерны аллювиальные и озерно-аллювиальные пески, глины, супеси и суглинки. Толщина отложений 15-30 метров.
Тектоника Исследуемый район представлен структурами складчатого фундамента, которые образуют линейные северо-восточного простирания полосы формационных зон отличных по генезису и возрасту, расчлененными зонами раннемезозойской деструкции земной коры (рифтогенезом) также северо-восточного направления. Согласно современной тектонической карте, месторождение располагается в пределах восточной части Когалымской вершины на северо-востоке Сургутского свода Среднеобского геоблока, осложненного структурами второго порядка. Группа осложняющих площадь месторождения локальных поднятий III порядка таких, как Русскинское, Сорымско-Иминское, Западно-Иминское, Сорымское, Западно-Тевлинское и Тевлинское условно объединяется в Тевлинско-Русскинскую зону и в совокупности представляет собой вал субмеридионального направления. На севере этот вал, заканчивающийся Тевлинским локальным поднятием, ограничен Имилорским прогибом широтного направления. На юге, за Русскинским локальным поднятием, ограничен Савуйской седловиной. На востоке, Тевлинско-Русскинская зона отделяется слабо выраженным прогибом от Коголымской группой поднятий. На западе исследуемые поднятия ограничены Тончинским прогибом, на северо-западе сочленяются с Конитлорской террасой. Таким образом, на тектонической карте по мезокайнозойскому чехлу Тевлинско-Русскинская группа поднятий вместе с Коголымской образуют две структурные дуги субмеридионального направления, названых Коголымской вершиной, которая с запада и с востока ограничена такими же вытянутыми в субмеридиональном направлении отрицательными структурами, а с юга и с севера прогибами субширотного простирания. Нефтегазоносность По нефтегеологическому районированию Тевлинско-Русскинское месторождение относится к Сургутскому нефтегазоносному району (НГР) Среднеобской нефтегазоносной области (НГО). Геологическое строение и характер нефтеносности месторождения имеют как общие для НГР закономерности, так и особенности. Наиболее четко эти закономерности проявляются из характеристики месторождений северной части Сургутского района. На месторождениях в северной части НГР залежи располагаются в стратиграфическом диапазоне от тюменской до сортымской свит. Этаж нефтеносности достигает 900 м. Основной нефтесодержащей толщей является комплекс отложений в составе сортымской свиты. Залежи нефти здесь связаны с пластами горизонтов БС10-БС12, а также ачимовской толщи. Наиболее крупными по размерам и запасам являются залежи, приуроченные к верхней части разреза сортымской свиты в составе горизонта БС10. Пласты группы БС10 имеют наиболее сложное геологическое строение. Характеризуются высокой неоднородностью строения и невыдержанностью В связи с высокой неоднородностью строения пластов, резкой изменчивостью фильтрационных свойств дебиты скважин изменяются в широких пределах, Залежи в пластах группы БС10 в основном пластовые, контролируются ловушками антиклинального типа с литологическими ограничениями. Уникальными в этом отношении являются залежи Тевлинско-Русскинского месторождения, которые контролируются ловушками клиноформного комплекса дельтового происхождения. Вторая группа залежей на месторождениях района связана с пластами ачимовской толщи. Пласты неоднородные по разрезу и невыдержанные по простиранию, имеют, в целом, низкие ёмкостно-фильтрационные свойства. Открытая пористость в среднем по залежам месторождений составляет 16 - 17 %, проницаемость не превышает 0, 01 мкм2. Залежи в пластах ачимовского комплекса характеризуются невысокой продуктивностью, притоки нефти, в основном, меньше 5 т/сут. По характеру строения залежи являются пластовыми сводовыми с литологическими ограничениями. Нижний продуктивный комплекс в разрезе представлен отложениями верхней части васюганской и тюменской свит юрского возраста. Основным объектом является регионально нефтеносный горизонт ЮС1. Залежи нефти в нем присутствуют практически на всех месторождениях района. Горизонт ЮС1 характеризуется зональным развитием различного типа фаций. Соответственно, меняется его морфология и свойства коллекторов. На территории района имеют место обширные по площади зоны распространения коллекторов с низкими фильтрационными свойствами; средняя проницаемость по залежам не превышает 0, 01 мкм2. По другим месторождениям проницаемость, в среднем, изменяется в пределах 0, 01 - 0, 025 мкм2, только на отдельных участках имеют место коллекторы с проницаемостью до 0, 113 мкм2 (Дружное). В связи с низкими фильтрационными свойствами пласта ЮС1 значительный фонд действующих скважин на месторождениях является низкодебитным. По характеру строения большинство залежей являются пластовыми сводовыми с литологическими ограничениями, наряду с этим имеют место обширные по площади поля нефтеносности в ловушках литологического типа. Горизонт ЮС2, приуроченный к континентальным отложениям тюменской свиты, является регионально нефтеносным. Залежи нефти выявлены практически на всех месторождениях Сургутского НГР. Распространение залежей по площади не связано со структурным планом, а определяется только условиями развития коллекторов в составе пластов горизонта. В связи с низкими фильтрационными свойствами коллекторов, пористость в среднем 16-17 %, проницаемость 0, 0009- 0, 017 мкм2, залежи являются низкодебитными. На Тевлинско-Русскинском месторождении нефтегазоносность разреза является типовой для района и связана с перечисленными группами пластов в составе сортымской, баженовской, васюганской и тюменской свит. Согласно государственному балансу по состоянию на 01.01.2005 г. Тевлинско-Русскинское месторождение включает залежи нефти пластов БС100, БС101, БС102-3, БС111, БС12, БС160, БС16, БС170, БС17, БС18-19, БС20, БС21-22, ЮС0, ЮС11, ЮС21, ЮС21, располагающиеся в пределах двух лицензионных участков – Тевлинско-Русскинского и Северо-Когалымского. Общий этаж нефтеносности разреза составляет около 450 м. Выделение типов волн на фазокорреляционных диаграммах (ФКД) Выделение типов волн непосредственно по форме волновых пакетов, подобных показанным на рис.2.8, б, с большими допущениями принципиально возможно в интервалах крепких высокоскоростных пород, для которых существуют определённые соотношения между амплитудами (энергиями) основных информативных волн. Обычно эту процедуру выполняют, используя фазокорреляционные диаграммы (ФКД), записанные в электронном виде или на твёрдом носителе. Фазокорреляционные диаграммы представляют собой упрощённое отображение зарегистрированных волновых пакетов. Их получают для каждого двухэлементного измерительного зонда ИП фиксированием на временной оси t выбранных фаз колебаний (обычно максимумов) при каждом срабатывании излучателя И и отображением положений этих фаз в функции глубины скважины (рис.2.6) на экране монитора или на твёрдой копии. Для передачи динамических характеристик (амплитуд) колебаний фазовые линии ФКД модулируют цветом либо толщиной фазовых линий в черно-белом варианте.
а
б
в
Рисунок 2.6 Формы отображения волновых пакетов и фазокорреляционных диаграмм на экране монитора и твердых копиях: а – волновые пакеты в заданном масштабе глубин; б – фазокорреляционная диаграмма, амплитудная модуляция фазовых линий которой выполнена цветом; в – то же в черно-белом варианте без модуляции линий амплитудами. Выделение на ФКД фазовых линий, принадлежащих волнам различных типов, производят на границах пластов с контрастными значениями скоростей vР, vS, vSt (интервальных времен DtР, DtS, DtSt) Р, S, St и других волн. Разные значения приращений (DtР2-DtР1), (DtS2-DtS1), и т.д. обуславливают на ФКД для каждой волны только ей присущий наклон фазовых линий на границе двух пластов (рис.2.7). На другой границе (верхней, нижней) эта процедура повторяется. Это позволяет однозначно идентифицировать волны разных типов на границах. Принадлежность фазовых линий опредёленным типам волн против однородных пластов достигается их прослеживанием на ФКД между верхней и нижней границами пластов.
б
Рисунок 2.7 Схема выделения волн различных типов на фазокорреляционных а – теоретические кривые; б – фазокорреляционная диаграмма; РР и SS – отражённые продольная и поперечная волны соответственно Практически только на ФКД можно идентифицировать отражённые и обменные волны, которые образуются на границах двух пластов с резко различными значениями акустических импедансов (импеданс – произведение скорости v распространения волны в среде на её плотность). Пример фиксации отражённых волн можно видеть на рис.2.7. Так как эти волны – по крайней мере дважды проходят через один и тот же интервал породы (вначале от излучателя до границы, потом – от границы до приёмника), то на ФКД их фазовые линии имеют вдвое больше наклон, чем линии объёмных Р и S волн. Соответственно, вдвое уменьшается интервал глубин, где их можно распознать. Для того, чтобы волна проявляла себя на ФКД, её фазовые линии должны содержать, по крайней мере, 5-6 точек отображения (рис.2.8). Этому условию соответствует регистрация данных АК, выполненная с шагом регистрации по глубине, равном 0, 05м.
Рисунок 2.8 Выделение на ФКД отражённых продольной (РР) и поперечной (SS) волн: отложения баженовской свиты; отражения происходят на границах литологических прослоев и трещинах; шаг регистрации по глубине – 0.05м; шаг регистрации времени – 2мкс
Рисунок 2.9 Отображение на ФКД волн, отражённых на муфтовых соединениях Обменные волны РS и SР распространяются в породе от излучателя И до наклонной границы двух пластов как один тип волны, например Р или S, а после границы до приёмника П как другой – S или Р. Фазовые линии обменных волн находятся между фазовыми линиями головных Р и S волн; протяжённость фазовых линий по глубине равна длине измерительного зонда ИП.
Параметры упругих волн Важнейшие характеристики упругих волн — скорости распространения (или интервальные времена), амплитуды и коэффициенты затухания, а также звуковые образы. Кинематические параметры. Для идеально упругих изотропных горных пород скорости распространения продольных Vp и поперечных Vs волн определяют по следующим формулам
где dп— плотность породы; Е, n, b — соответственно модуль Юнга, коэффициенты Пуассона и сжимаемости породы.
Скорость волны Стоунли VSt определяется выражением, включающим скорость гидроволн V0, распространяющихся в скважинной жидкости с плотностью d0, и скорость поперечных волн Vs в окружающей скважину горной породе с плотностью dп: Скорость волны Лэмба VL определяется выражением, включающим скорость продольной волны Р в неограниченном пространстве и коэффициент Пуассона n:
Единицей измерения скоростей распространения упругих волн Vp, Vs, VSt и VL служит метр в секунду. Величину, обратную скорости распространения упругой волны в породе, принято называть интервальным временем ДТ, единица его измерения — секунда или микросекунда на метр. Динамические параметры. Распространение упругих волн в горных породах сопровождается постепенным уменьшением их энергии вследствие физических процессов поглощения, рассеяния и геометрического расхождения. Энергию волны характеризует амплитуда колебаний А. Уменьшение амплитуды колебаний с увеличением расстояния от источника возбуждения до точки наблюдения для случая плоского фронта распространения упругой волны происходит по экспоненциальному закону
где A0, А — соответственно амплитуды колебаний вблизи источника возбуждения и точки наблюдения; aП — коэффициент поглощения упругих волн; l — расстояние, пройденное волной. Коэффициент поглощения (затухания) упругих волн aП является показателем потери энергии волн в горных породах вследствие указанных выше физических процессов. Выражение для aП имеет следующий вид
где A1 и A2 — амплитуды волн, регистрируемые приемниками, расположенными на расстоянии ∆ l (базы зонда) друг от друга. Наиболее распространенная единица измерения коэффициента поглощения — децибел на метр. Звуковые образы. Звуковые образы — это формы отображения полного сигнала, регистрируемого при акустическом методе. К ним относятся волновые картины (ВК) — графическая фотозапись полного сигнала совместно с временными марками и фазокорреляционные диаграммы (ФКД) — разновидность записи полного сигнала в виде фазовых линий. При акустических измерениях ВК совместно с ФКД дают наиболее полное представление о кинематике и динамике волновых процессов. В процессе регистрации волновых картин выделяются следующие параметры (рис. 2): - T1 время пробега головной волны от ближнего излучателя (время первого вступления продольной волны 1 зонда); - T2 время пробега головной волны от дальнего излучателя (время первого вступления продольной волны 2 зонда); - A1 амплитуда первого вступления волны от ближнего излучателя (максимальная амплитуда сигнала, поступающего от ближнего излучателя в интервале стробирования ~140 мкс, начинающегося в момент фиксации сигнала); Популярное:
|
Последнее изменение этой страницы: 2016-07-12; Просмотров: 1636; Нарушение авторского права страницы
а
Отражённые волны всегда наблюдаются на муфтовых соединениях незацементированной обсадной колонны (рис.2.9). Они образованы отражениями волны Лэмба LК, распространяющейся в обсадной колонне. Значение DtK для этой волны равно 184-187мкс/м. Легко убедиться, что наклоны их фазовых линей, по крайней мере, вдвое больше наклонов для P, S, St волн.
(1)
(2)
(3)
(4)