Способ акустического каротажа скважин

Способ акустического каротажа скважин

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

,и 570863

ОП И САН И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Реслублик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 19.09,75 (21) 2172342/25 с присоединением заявки М— (23) Приоритет

Опубликовано 30.08.77. Бюллетень М 32

Дата опубликования описания 19.09.77 (51) М. Кл. 6 01Ч 1/40//

Е 21В 47/00

Государственный комитет

Совета Министров СССР ло делам изобретений и открытий (53) УДК 550.834(088.8) (72) Авторы изобретения

С. М. Вдовин, В. A. Горгун, К. H. Казаков, В. М. Коровин и

В. В. Зарипова

Всесоюзный научно-исследовательский институт нефтепромысловой геофизики (71) Заявитсль (54) СПОСОБ АКУСТИЧЕСКОГО КАРОТАЖА СКВАЖИН

Изобретение относится к области промыслово-геофизического исследования скважин и решает .задачу выделения нефте газопродуктивных коллекторов и определения типа пористости пород в процессе каротажа скважин.

Известны способы акустического каротажа, с помощью которых по кинематическим и динамическим параметрам продольной и поперечной акустических волн, регистрируемых в функции глубины скважины, выделяют кавернозные и трещиноватые породы.

Для выделения кавернозных и трещиноватых пород привлекаются данные акустическоpro каротажа по затуханию, частотные изменения сигнала и фототрафии полных волновых картин.

В трещиноватых породах затухания упругих акустических волн увеличиваются (амплитуды уменьшаются) пропорционально густоте трещин и уменьшаются при заполнении их твердым веществом. В кавернозных породах затухание пропорционально удельной густоте каверн и величине кавернозной пористости. В трещиноватых коллекторах вследствие сопутствующего сдвига фаз периоды акустической волны могут значительно отклоняться от предполагаемых для нетрещиноватой породы. Однако, в известных способах затухание и периоды акустических волн зависят от величины общей пористости породы и угла встречи волны с трещиной. Наибольшее ослабление наблюдается при больших и малых углах встречи и в меньшей степени при промежуточных.

Таким образом, сильное затухание и увеличе5 ние периодов волн может наблюдаться в пластах с большой межзерновой пористостью или с малой трещиноватой пористостью, на больших или малых углах встречи волны с трещиной и, поэтому, .не является критерием для определения характера нефтегазопродувной емкости пласта.

Другим недостатком способов является то, что при произвольном изменении параметров трещин и каверн по изменению затухания или

15 периодов волн невозможно отличить преимущественно трещиноватые породы от кавернозных или гранулярных, т. е. данные акустические параметры нечувствительны к геометрии порового пространства.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является способ акустического каротажа, в котором для выделения трешинных и гранулярных пород используют совместно с динамическими параметрами (амплитуда25 ми, затуханиями) и кинематические параметры акустических волн (интервальное время).

Для выделения трещинных коллекторов на диатрамме регистрируют в функции глубины скважины параметр вязкости, определяемый

30 выражением:

570863

:1" l (At ) „„ In À, Р, )з

А„) А где Л„, и Л„., — амплитуды одной и той же

1фазы колебаний продольной волны, зарегистрированные ближним и дальним приемником, Л>,, Л, — амплитуды одной и той же фазы колебаний, поперечной волны, зарегистрированные ближним и дальним приемником, At„At, — интервальное время прохождения продольной и поперечной волн.

Недостатком способа является то, что параметр вязкости определяется внутренним трением и релаксацпонными процессами в породе, которые в свою очередь зависят от угла встречи волны с трещиной, от общей пористости породы, от литологии, от характера порозаполнителя и т. д. Поэтому вязкость является косвенным параметром структуры поровото пространства и не может быть использована с достаточной достоверностью для определения типа пористости коллекторов.

Цель изобретения — повысить эффективность и точность интерпретации результатов каротажа.

Цель достигается благодаря тому, что задают для исследуемых пластов, входящих в разрез скважины, интервальное время распространения продольной волны по скелету породы в пласте и интервальное время распространения волны по жидкости, заполняющей lIopoвое пространство, и регистрируют в функции глубины скважины структурный фактор излучаемых пород.

При скважинных акустических исследованиях структурный фактор m определяют из соотношения:

<ск ск (1 75 ск

I1 1 Р / для двуэлементного зонда и — (И вЂ” Aiск 1 75Мск

Р v для трехэлементного зонда, где tð и t„ — время распространения продольной и поперечной волн по породе, ск

t u t — время распространения продольной волны по флюиду и по скелету породы соответственно

AtI, и At,— интервальные времена распространения продольной и поперечной волн по породе

А4, и At — интервальные времена распространения поперечной волны по флюиду и по скелету породы соответственно.

Физическая сущность структурного фактора т заключается в следующем.

Продольная волна проходит через поры и трещины в исследуемой породе независимо от природы насыщаюшего поры флюида. Поперечная волна огибает поры и трещины, т. е. подвергается дифракции. Это oR ÿñllÿåòñÿ тем, что поперечная волна не проходит по поровому флюиду, а длина ее во много раз оольше размера пустот в породе. Эффективный путь поперечной волны в породе пропорционален пористости тК„"тде т)1 коэффициент, зависящий от структуры пор коллектора.

Тогда формулу среднего времени для попсречных волн можно представить в виде: д диск

10 (и — — 1) Atск

Подставляя в формулу коэффициент пористости К„, вычисленный по формуле среднсто времени для продольной волны, получаем:

15 М вЂ” Atc<< At — AtcK

Atск 1) Atñê преобразования получаем значеПосле ние т:

1)+ диск д ск 1 Ate<<

Р о

Величину At, для большинства пород с достаточной степенью точности можно принять:

М,к = 1,75М,,".

Тогда

1) +1

М. ЫС1< д, т::

30 Я ск 1,75Atc

Р 1 V ск

Величины At, и Atv являются постоянными для определенного пласта и могут быть заранее заданы:

Таким образом, структурный фактор m не зависит от величины пористости и определяет величину поверхности раздела фаз в породе, т. е. структуру порового пространства как функцию интервальных скоростей различных по природе акустических волн — продольной и поперечной. В породах с трещиноватой, кавернозной и транулярной пористостью эффективный путь (по стенкам пустот) поперечной волны увеличивается и, следовательно, вели45 чина структурного фактора также увеличивается. Наименьшее значение m будет в ненарушенных породах.

В процессе каротажа регистрируется диаграмма структурного фактора m в 1функции глубины скважины. Гранулярным, кавернозным и трещинным коллекторам на этих диаграммах будут соответствовать положительные аномалии. Тип пористости определяется по величине аномалии, которая будет наибольшей для трещинной пористости и наименьшей для транулярной.

На чертеже дана блок-схема устройства для осуществления предлагаемого способа.

Принятые в скважинном приборе приемными преобразователями импульсные акустические сигналы f1(t) и f (t), преобразованные в электрические импульсы, после предварительного усиления и передачи по кабелю подаются в установленную на земной поверхности авто55 матическую измерительную аппаратуру, 870863

Способ акустического каротажа скважин, основанный на непрерывном измерении интервальных времен продольной и поперечной волн и функциональном анализе регистрируемых сигналов, отличающийся тем, что, с целью повышсния эффективности и точности интерпретации результатов каротажа, задают для исследуемых пластов, входящих в разрез скважины, интервальное время распространения продольной волны по скелету породы в пласте и интервальное время распространения волны по жидкости, заполняющей пор овое пространство, и ре(гистрируют в функции глубины скважины структурный фактор излучаеНр мых пород, определяемый выражением:

Д ск (1 75Д ск

Таким образом, на выходе регистратора в наземной аппаратуре получаем диаграмму с записью структурно го фактора т в функции глубины, Значения т будут достоверны только для тех интервалов, для которых At u

А4< соответствуют заданным значениям. При исследовании продуктивных коллекторов At„ и Л4, известны, и можно по отклонению кривой структурного фактора определять тип пористости коллектора. где At и At, — интервальные времена рас35 Р 8 пространения продольной и поперечнои волн по породе, At — интервальное время распространения продольной волны по жидкости, запол40 няющей поровое пространство породы, Atр — интервальное время распространения продольной волны по скелету породы.

Пройдя через наземные усилители, сигналы поступают в блоки 1 и 2 выделения и измерения интервальных времен продольной Л/р и поперечной Л, волн. Сигнал от задатчика 3 интсрвального времени продольной волны по скелету породы суммируется на сумматоре 4 с сигналом At, логарифмируется преобразователем 5, и поступает на сумматор 6, где складывается с сигналом от задатчика 3, просуммированным с сигналом от задатчика 7 интервального времени по жидкости, насыщающей породу, на сумматоре 8, пролoTарифмироваiI ным преобразователем 9 и проинвертированным инвертором 10, Сигнал от задатчика 3 поступает также на преобразователь 11, где умножается на постоянный коэффициент К, после этого сигнал логарифмируется на преобразователе 12 и поступает на сумматор 13, куда поступает также сигнал At, с блока 2, проло гарифмированный преобразователем 14.

Сигнал с сумматора 13 поступает на антилогарифмический преобразователь 15 и затем на сумматор 16, где складывается с опорным сигналом от задатчика 17, проинвертированным на инверторе 18, Сигнал с сумматора 16 складывается в сумматоре 19 с сигналом от сумматора 6, проинвертированным на инверторе

20. Результирующий сигнал поступает на антилогарифмический преобразователь 21 и далее на сумматор 22, где складывается с опорным сигналом от задатчика 17. Сигнал с сумматора 22 подается на регисгратор 23, где записывается в функции глубины скважины.

Использование предлагаемого способа акустического каротажа обеспечивает в отличие от существующих способов возможность выделения коллекторов со сложной структурой по5 рогового пространства, определение типа пористости коллектора и повышает точность определения трещиноватой и кавернозной емкости коллекторов. Все это значительно повысит качество геофизических исследований кол10 лекторов сложного типа, так как ни один из геофизических методов не определяет типа порпстости коллектора.

Формула изобретения

570863

Составитель Э. Терехова

Техред И. Карандашова Корректоры: Л, Денискина и Л. Орлова

Редактор Н. Коляда

Подписное

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 1978/16 Изд. Мя 708 Тираж 725

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5