Негізгі əдебиет  1 нег.  [246-263], 2 нег.  [188-196]  Қосымша əдебиет  1 қос. [123-128, 129-134]

 

61

11 дəріс. ҰҢҒЫМАЛАРДЫ ЗЕРТТЕУДІҢ АКУСТИКАЛЫҚ 

ƏДІСТЕРІ (АКУСТИКАЛЫҚ КАРОТАЖ) 

 

Акустикалық  каротаждың  негiзгi  мақсаты-  коллектор- 

жыныстардың  кеуектiлiгiн  анықтау.  Одан  басқа,  акустикалық 

каротаждың  мəлiметтерi  қабат  суының  кедергiсi  мен  коллектор- 

жыныстың  қанығуын  анықтау  үшiн  қолданылады.  Каротаждың 

бұл  түрi,  қондырылған  труба  колоннасынан,  цемент  сақинасының 

жабысу дəрежесiн бақылау үшiн кеңiнен қолданылады.  

Акустикалық  каротаж  өзiнiң  атқаратын  мiндетiне  қарай 

үшке бөлiнедi;  

1)  жылдамдыққа  байланысты  акустикалық  каротаж- 

кеуектiлiктi анықтау үшiн;  

2)  басылуға  байланысты  акустикалық  каротаж-  жынысты 

толтырып тұрған флюидтi анықтау үшiн;  

3)  қондырылған  колоннадағы  цементтiң  сапасын  бақылау 

үшiн қолданылатын акустикалық каротаж. 

Жылдамдыққа байланысты акустикалық каротаж 

Акустикалық  каротаждың  қарастырылып  отырған  тобы 

коллектор-  жыныстардың  кеуектiлiктерiн  анықтауға  арналған. 

Бастапқы  мəлiметтерге  қалыңдығы  үлкен  емес,  əдетте  0.3  м, 

жыныс  қабаттарынан  өткен  серпiндi  толқындардың  жүрiп  өту 

уақытын  өлшеу  нəтижесi  жатады.  Жүрiп  өту  уақытының,  жыныс 

литологиясының  жəне  кеуектiлiк  арасында  байланыс  бар  деп 

қабылданған, жəне ол "орташа уақыт формуласымен" өрнектеледi. 

Бұл формула цементтелген жыныстар үшiн тура келедi, бiрақ əлсiз 

цементтелген  жəне  құрамында  сазды  материалдар  бар  жыныстар 

үшiн  сəйкес  келе  бермейдi.  Кеуектiлiктi  анықтау  барысында 

туындаған  мұндай  жағдайда,  жыныста  тараған  сазды  материалға 

жəне жыныстың тығыздығына түзетулер енгiзiлу керек.  

             

 

 

 

 

 

 

 

 

62

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

24 -сурет. 

Акустикалық  каротаж қондырғысы 

(үшэлектродты зонд) И - сəуле шығаратын қондырғы, П1 жəне 

П2- қабылдағыштар, S -зонд базасының ұзындығы 

 

Өлшеу  принципi.  Автоматты  түрде  əсер  ететiн,  тербелiстiң 

магнитострикциялық  генераторы  электрлiк  энергияны  тербелiске 

түрлендiру қызметiн атқарады. Магнитострикциялық түрлендiргiш 

сығылу  мен  кеңею  нəтижесiнде  тербелiс  түзедi,  ал  олар  уақытша 

магниттiк  өрiстер  əсерiнен  пайда  болады.  Осындай  түрлендiргiш 

уақытша  түзiлетiн,  жиiлiгi  бойынша  тұрақты  (20  кГц)  толқындар 

тобын  құрып,  серпiндi  толқындар  импульсiн  сəулелендiргiш 

ретiнде қолданылады.  

Серпiндi 

толқындардың 

мұндай 

импульсi 

уақыт 

функциясында  көрсетiлген  (Т).  Сəулелендiргiштiң  астында  R

1

 

жəне R

2 

қабылдағыштары орналасқан. R

1 

 Т- дан  0.9 м қашықтықта 

орналасады, R

1  

жəне

  

R

2

 арасы 0.3 м тең болып алынады. Кейде R

1

-

ден  0.9  м  аралықта  төмен  орналасатын  үшiншi  қабылдағыш 

қолданылады.  Бұл  жағдайда,  сейсмикалық  барлау  үшiн  талап 

етiлетiн,  1.8  м  арақашықтыққа  таралатын  серпiндi  толқындардың 

орташа жылдамдығын анықтауға болады (24- сурет).  

Жыныстардың  қасиетiн  бағалау  үшiн,  толқындардың  R

1  

жəне

   

R

2

  қабылдағыштар  арасында  жүрiп  өту  уақыты  (∆t) 

қолданылады,  ол  ұзындық  бiрлiгiне  жатады  да,  микросекундтың 

метрге қатынасы арқылы өрнекеледi. R

1   

жəне

   

R

2

 қабылдағаштары 

 

63

қабылдайтын 

тербелiстер, 

сəулелендiргiштен 

шыққан 

тербелiстерден    ерекшеленедi.  Толқының  жүрiп  өту  уақытын 

қабылдағыштарға  түскен  бiрiншi  тербелiстер  бойынша  анықтаған 

дұрыс.  Бiрақ,  толқындардың  бұрғылау  сұйығы  мен  жыныс 

бойынша  тараған  кезде  əлсiрегендiктен,  толқындардың  бiрiншi 

түсу моментiн анықтау қиын, əсiресе, фон түзетiн бөгеттер болған 

кезде.  Жалпы,  жүрiп  өту  уақытын  екi  қабылдағыш  үшiн  бiр 

толқынның  екi сəйкес  нүктесi  арқылы  анықтауға болады, жəне  де 

бұл нүктелердi толқынның бiрiншi түсуiне жақын алады. Тəжiрибе 

жүзiнде, жүрiп  өту  уақытын  белгiлеу  үшiн  толқындардың  жотасы 

көп бөлiк алынады, ал бөгеттер мен шудың əсерiн жою үшiн үлкен 

бөгет  қойылады.  Сəулелендiргiштiң  серпiндi  тербелiстерiнiң 

жиiлiгi  ультрадыбыс  диапазонының  төменгi  бөлiгiнде  алынып,  20 

кГц  –  қа  жуық  болады.  Тербелiстер  қысқа  жеке  импульстар 

ретiнде,  секундына  15-20  рет  жiберiледi.  Сəулелендiргiш  Т-дан 

шыққан серпiндi толқындар, оның жан- жағына тарайды. 

Қабылдағыштардың 

саны 

бойынша 

ерекшеленетiн, 

акустикалық  каротаждың  екi  зонды  бар.  Бiр  қабылдағышты 

зондпен 

0,9м 

жəне  одан 

жоғары 

арақашықтағы 

серпiдi 

толқындардың жүрiп  өту  уақытын  өлшейдi. Мұндай  өлшемдердiң 

нəтижесiне  ұңғыма  көп  əсер  етедi,  сондықтан  да,  жыныстардың 

кеуектiлiгiн  анықтау  үшiн  жүргiзiлетiн  акустикалық  каротажда 

зондтың мұндай түрi қолданылмайды. Екi қабылдағышты зондпен 

R

1

  жəне  R

2

  қабылдағыштары  арасындағы  жүрiп  өту  уақытының 

(∆t) айырмашылығы өлшенедi. Мұның тиiмдi жағы көп, мысалы:    

1) егер аспап ұңғыманың ортасында немесе оған параллель 

орналасса,  бұрғылау  сұйықтығының  қалыңдығындағы  толқынның 

жүрiп өту уақытына түзету енгiзудiң қажетi болмайды;  

2) 

ұңғыма 

немесе 

каверна 

диаметрiндегi 

айырмашылықтармен  байланысты  эффект,  автоматты  түрде 

толтырылады;  

3)  жыныс  қабаттарын  зонд  элементтерiнiң  арасындағы 

үлкен  арақашықтықпен  бөлгеннен,  қима  бойынша  бөлудiң 

мүмкiндiгi жоғары. 

Акустикалық  каротаж  кезiнде  зерттелетiн  жыныс  көлемi, 

əрине,  өте  аз.  Ол,  зерттелiп  жатқан  жыныстағы  ƒ  жиiлiк  пен 

υ

п 

толқын ұзындығына байланысты өзгеретiн серпiндi тербелiстердiң 

λ

 толқын ұзындығына тəуелдi. 

 

64

λ

= 

υ

п

\ ƒ;                                                        

 

Тербелiстiң  жиiлiгi  20  кгц    жəне  серпiндi  толқынның 

жыныста  таралу  жылдамдығы  1500-  ден  7600  м/сек  болған  кезде, 

толқын  ұзындығы  8-ден  38  см  дейiн  өзгередi.  Акустикалық 

каротажда  зерттеу  радиусы  3

λ

-ға  жуық.  Сəулелену  жиiлiгi  20  кгц 

болғанда, зерттеу радиусы, жұмсақ жыныстар үшiн 25 см-ге дейiн, 

ал  қатты  жыныстар  үшiн  115см-ге  дейiнгi  аралықта  болады. 

Жиiлiгi 10 кгц болатын сəулелендiргiштi қолданған кезде, зерттеу 

радиусы екi есеге көбейедi.  

Акустикалық 

каротажды 

колонна 

қондырылмаған, 

бұрғылау сұйықтығы толтырылған ұңғымада жүргiзедi. Ұңғымада 

бұрғылау  сұйықтығы  аспап  пен  жыныс  арасында  акустикалық 

байланыс 

жасау 

үшiн 

қажет, 

бұрғылау 

сұйықтығынсыз 

сəулелендiру  көзiнен  жынысқа  энергияны  тиiмдi  беру  мүмкiн 

емес.  Газға  толған  бұрғылау  сұйықтығы  сəуле  көзiнен  шыққан 

энергияның  жынысқа  серпiндi  тербелiстер  болып  өтуiне  кедергi 

жасайды.  Ал,  ауаға  немесе  газға  толған  ұңғымада  акустикалық 

каротаж  жүргiзу  мүмкiн  емес.  Бұрғылау  сұйықтығында  ерiген 

газдың болуы, толқындардың бүкiл периодының үзiк-үзiк болуына 

əкеледi. 

Басылуға байланысты акустикалық каротаж 

Каротаждың  бұл  түрi  энергияның  серпiндi  тербелiстерге 

өтуiн бақылап, жыныстардың қанығуын анықтауға арналған.  

 Өлшеу принципi. 

Бiр уақытта екi қисық жазылады: 

1)

 

 толқын  таралатын  ортаның  қасиетiне  тəуелдi  болып 

өтетiн, серпiндi толқындардың амплитудасы; 

2)

 

бiр-бiрiнен 

0,3м 

қашықтықта 

орналасқан 

қабылдағыштардың 

арасындағы 

сигналдың 

əлсiреуi. 

Бұл 

өлшемдер,  екi  қабылдағыш  қабылдаған  толқындардың  сəйкес 

фазаларының амплитудаларын салыстыру нəтижесiн бередi. 

Жыныста  газдың,  мұнайдың  немесе  судың  болуы, 

қабылдағыштар  қабылдайтын  серпiндi  толқындардың  импульс 

күшiнiң  əлсiреуiне  əкеледi.  Əлсiреу  коллектордың  құрамындағы 

флюидтiң функциясы болғандықтан, акустикалық каротаждың осы 

əдiсiнiң 

мəлiметтерi 

қабаттың 

қанығуын 

анықтау 

үшiн 

қолданылуы  мүмкiн.  Серпiмдi  тербелiстердiң  басылуын  сенiмдi 

бағалау  үшiн,  өткен  толқын  амплитудасының  (А

пр

)  өлшемiн  жəне 

əлсiреген  сигнал  өлшемiн  (

α

)  тiркеу  қажет.  Басылу  бойынша 

жүргiзiлетiн акустикалық каротаждың негiзгi мəнi осында.  

 

65

Берiлген 

тереңдiктiң 

əрбiр 

импульсiнде 

бiрiншi 

қабылдағышпен 

қабылданған 

акустикалық 

сигналдың 

амплитудасы (А

пр

) өлшенiп, жазылады. Мұнайға қаныққан қабатқа 

қарағанда, газға қаныққан қабатта ол аз болады. Дəл осылай, суға 

қаныққан  қабатқа  қарағанда,  мұнайға  қаныққан  қабатта  ол  аз 

болады.  Екiншi  қабылдағышта  дəл  осы  акустикалық  сигнал  өту 

жолының  ұзақтығына  байланысты  аз  амплитудамен  жазылады. 

Бұл  кезде  əлсiреу  сигналы  мұнайлы  қабатқа  қарағанда,  газды 

қабатта жоғары, ал сулы қабатта əлсiреу сигналы ең төменгi мəнге 

ие болады. 

А

пр

  қисығының  солға  қисаюы  амплитуданың  өскенiн 

бiлдiредi. 

α

  қисығының  оңға  қисаюы  əлсiреудiң  жоғарылағанын 

көрсетедi.  А

пр 

жəне 

α

  диаграммаларында  бекiнiс  сызықтырын 

енгiзуге  болады:  А

пр 

қисығының  бекiнiс  сызығы,  максимальды 

амплитудаларына сəйкес көрсеткiштер бойынша, ал, 

α

 қисығының 

бекiнiс  сызығы  минимальды  əлсiреуге  сəйкес  көрсеткiштер 

бойынша жұргiзiледi. 

Екi  қисық  та  сазға  қарсы  сияқты,  сулы  коллекторларда 

бекiнiс  сызығы  бойымен  өтуi  қажет.  Ауытқулар  төмендегiше  бiр 

немесе бiруақытта бiрнеше себептерден болуы мүмкiн:  

1) сазды жыныстарды каверналардың болуынан;  

2)  сазға  бұрғылау  сұйығының  фильтратының  өтуiнен 

немесе ионды алмау нəтижесiнен саздың өзгеруi;  

3) 

бiрiншi 

толқынның 

орнына 

екiншi 

толқынның 

амплитудасын 

жазу. 

Көрсетiлген 

себептердiң 

үшiншiсiне 

байланысты,  екi  қисық  та  бекiнiс  сызығынан  терiс  қарай 

ауытқиды. 

Жалпы  жағдайда,  екi  қисық  та  бекiнiс  сызығынан  оңға 

қарай  ауытқиды  (оң  ауытқу).  Коллектордың  тұсында  оң  ауытқу 

едəуiр  болса,  ол  газдылықты,  орташа  болса,  мұнайлылықты,  ал 

коллектордың  тұсында  ешқандай  ауытқу  болмаса,  онда  ол 

коллектордың суға толғанын көрсетедi. 

Қондырылған колоннадағы цементтiң сапасын бақылау 

үшiн қолданылатын акустикалық каротаж 

 

66

Каротаждың  бұл  түрi,  қондырылған  колонналардан 

цементтiң  жабысу  сапасын  немесе  олардың  сыртындағы  цемент 

сақиналарында  каналдардың  даму  дəрежесiн  анықтау  үшiн 

қолданылады. Бұл каротаждың  мəлiметтерi  арқылы,  қондырылған 

колонналарды  қоршап  тұрған  цемент  сақинасы,  колонналармен 

қаншалықты жақсы жабысқанын анықтауға болады. Қондырылған 

колонналарды цементтеу, өнiмдi қабаттарды жеке- жеке игеру мен  

бақылау мақсатында, изоляциялау үшiн жүргiзiледi. 

Цементтiң  қондырылған  колоннамен  жабысу  дəрежесiн 

жақсы  көрсететiн  қисық,  сəулелендiргiштен  0,9  м  арақашықтықта 

орналасқан  қабылдағышпен  серпiндi  тербелiстер  энергиясының 

əлсiреуiн  анықтауда  алынады.  Егер  қондырылған  колонна  бос 

болса 

(цементтелмеген), 

əлсiреу 

тербелiсi 

сəулелендiргiш- 

қабылдағыш  аралығында,  салыстырмалы  түрде,  аз  болғанда, 

серпiмдi  толқын  оның  бойымен  5200  м/сек  жылдамдықпен 

тарайды. Бiрақ құбырдың сыртында цемент болып, ол еш ақаусыз 

жəне  каналсыз  құбырмен  сенiмдi  түрде  жабысқанда,  колоннада 

таралатын 

серпiндi 

тербелiстердiң 

жылдамдығы 

цементке 

қарағанда  жоғары  болғандықтан,  колонна  бойынша  таралатын 

бойлық  тербелiстер  дəл  осындай  тербелiстердi  цементте  де 

тудырады. 

Осының 

нəтижесiнде, 

энергияның 

көп 

бөлiгi 

қабылдағышқа  жетпей  таралып  кетедi  де,  қабылдағыш  келген 

тербелiстiң 

бiрден 

əлсiрегенiн 

көрсетедi. 

Лабораториялық 

зерттеулер,  қабылдағыш  қабылдаған  тербелiс  амплитудасының 

жəне  қондырылған  колоннаның  цемент  сақинасымен  байланыс 

дəрежесiнiң арасында сызықтық тəуелдiлiк бар екенiн көрсеттi.  

АК  қисығының  төменгi  амплитудалы  бөлiктерi  цемент 

сапасының  жақсы  болған  зоналарына  (жарықшақсыз,  каналсыз) 

сəйкес.  Керiсiнше,  үлкен  ампитудалар  колоннада  цемент 

сақинасының  жоқтығын  көрсетедi,  яғни,  цемент  сақинасында 

каналдардың 

болуын, 

перфорация 

кезiнде 

цементтiң 

зақымданғанын жəне т.с.  

Негізгі əдебиет  1 нег. [154-171], 2 нег. [209-221] 

Қосымша əдебиет  1 қос. [146-152, 158-172] 

жүктеу/скачать 1,47 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: