Скважинная шумометрия и виброакустическое воздействие на флюидонасыщенные пласты
жүктеу/скачать 0,9 Mb. Pdf көрінісі
|
- Бұл бет үшін навигация:
- 1. Сейсмоакустические исследования скважин
| Введение
При поиске и разведке полезных ископаемых, инженерно-геологических, гидрогеологических и других изысканиях используют результаты исследований гравитационного, геомагнитного, электромагнитного, термического и других полей Земли. Для изучения таких полей в земной коре используются геофизические методы исследования. Общее число геофизических методов превышает 100 и существуют различные способы их классификации. Их подразделяют на гравиразведку, магниторазведку, электроразведку, сейсморазведку, ядерную геофизику и терморазведку. В первых двух используют естественные, а в остальных – естественные и искусственные физические поля Земли. К естественным физическим полям Земли относятся гравитационное (поле тяготения), геомагнитное и электромагнитное, сейсмическое (поле упругих колебаний в результате землетрясений), радиоактивное и термическое. К искусственным полям относятся: электрическое, электромагнитное, акустическое или сейсмическое (поле упругих колебаний, вызванных искусственным путем), вторичных ядерных излучений, термическое (поле температур). Наиболее информативными являются методы геофизических исследований скважин [1]. В последнее время происходит существенное переосмысливание подходов к проблеме повышения нефтеотдачи. Традиционные технологии, в которых упор делался на закачку в нефтеносные пласты физико-химических агентов, в современных условиях становятся малоэффективными и низкорентабельными. Большое внимание в настоящее время уделяется возможностям использования внешних воздействий различной физической природы на нефтегазовые залежи [2,3], что обусловливает практическую значимость рассматриваемых в пособии вопросов. 5 1. Сейсмоакустические исследования скважин Сейсмоакустические методы исследования скважин основаны на изучении времени пробега упругих волн по породам, окружающим стенки скважин, от пункта возбуждения до сейсмоприемников [1,4]. По способу возбуждения упругих волн и частоте колебаний различают сейсмический и акустический виды каротажа. При сейсмическом каротаже упругие волны возбуждаются с помощью взрывов или электрических дуговых разрядов, а время прихода колебаний частотой 50 - 200 Гц измеряется при разном погружении сейсмоприемников по стволу скважины. С помощью сейсмического каротажа определяются средние скорости распространения упругих волн в пластах, которые необходимы для интерпретации результатов полевой сейсморазведки. Результаты исследований используются также и для документации разрезов по изменению упругих свойств, пористости, плотности пород. При акустическом каротаже возбуждение упругих колебаний частотой 10-20 кГц и 20 кГц - 2 МГц производится с помощью магнитострикционных или пьезоэлектрических излучателей. Упругие колебания регистрируют с помощью двух пьезоэлектрических сейсмоприемников, расположенных по одной линии на расстояниях 0,5 - 2 м друг от друга и от излучателя (рис. 1.1). Между излучателем и ближайшим приемником устанавливается звукоизолятор, например, из резины, препятствующий передаче упругих колебаний по зонду. Перечисленные выше приборы вместе с электронным усилителем принятых колебаний размещаются в скважинном снаряде акустического каротажа. Остальная аппаратура располагается в каротажной станции. Акустический каротаж выполняется как в необсаженных скважинах, заполненных жидкостью, так и в обсаженных скважинах. Радиус исследования пород от оси скважины не превышает 0,5 - 1 м. Наиболее простой способ акустических исследований - каротаж скорости, когда автоматически регистрируется кривая изменения времени пробега прямой или головной волны между двумя приемниками. Поскольку расстояние между приемниками постоянно, то кривая времени является фактически обратным графиком изменения скорости. При каротаже по затуханию измеряется амплитуда упругой волны и ослабление сигнала между двумя приемниками. 6 Рис. 1.1. Схема аппаратуры акустического каротажа: а - скважинный снаряд; б - кабель; в - наземная аппаратура:1 - излучатель; 2 - генератор импульса; 3 - акустический изолятор; 4 - приемники; 5 - электронный усилитель; 6 - блок-баланс; 7 - усилитель; 8 - регистратор; 9 - блок питания. Скорость распространения упругих волн зависит от упругих модулей пород, их литологического состава, плотности и пористости, а величина затухания - от характера заполнителя пор, текстуры и структуры породы (рис. 1.2). На акустических диаграммах высокими значениями скоростей распространения упругих волн выделяются плотные породы - магматические, метаморфические, скальные, осадочные. В рыхлых песках и песчаниках скорость тем ниже, чем больше пористость. Наибольшее затухание (наименьшая амплитуда сигнала) наблюдается в породах, заполненных газом, меньше затухание в породах нефтенасыщенных, еще меньше - у водонасыщенных. 7 Рис. 1.2. Общий вид диаграммы скорости (а) и амплитуды (б) при акустическом каротаже: 1 - породы средней пористости, сухие; 2 - породы средней пористости, влажные; 3 - породы высокой пористости; 4 - породы низкой пористости, плотные. Кроме того, по данным этого метода можно судить о техническом состоянии скважин и, в частности, о качестве цементации обсадных колонн. Акустический метод применяется для расчленения разрезов скважин по плотности, пористости, коллекторским свойствам, а также для выявления границ газ - нефть, нефть - вода и определения состава насыщающего породы. |