СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТРЕЩИН, ГРАНИЦ ПЛАСТОВ ИЛИ ТОНКИХ ПРОСЛОЕВ В СКВАЖИНЕ Советский патент 1967 года по МПК G01N29/04 

Изобретение отиосится к области промыслово-геофизического исследования скважин акустическим методом.

Выделение трещинных коллекторов, определение границ пластов и тонких прослоев является одной из актуальных задач нефтяной геофизики, тем более, что пока нет надежных методов для ее решения. В последнее время для этой цели привлекаются акустические методы.

Известен метод выделения трещинных зон по уменьшению скорости акустического сигнала, которое пропорционально степени трещиноватости. Из литературных источников известно, что проводились работы по выявлению трещин в отраженных волнах по методу ультразвуковой дефектоскопии. Была доказана принципиальная возможность определения трещиноватых зон с помощью акустического каротажа по затуханию. Для этого предлагалось использовать различные типы волн.

Однако метод выделения трещин по уменьщепию скорости является недостаточно эффективным, особенно в случае незначительной удельной густоты трещин, так как уменьшение скорости при наличии трещиноватости будет незначительным. Кроме того, уменьшение скорости может произойти и по другим причинам, например из-за наличия тонкой прослойки с пониженной скоростью распространения звука.

Существенным недостатком метода акустического каротажа по затуханию является недостаточная дифференцирующая способность, связанная с тем, что зарегистрированная информация получается интегрированием на базе, размеры которой значительно превышают размер трещин и пропластков.

Предлагаемый способ определения трещин, границ пластов и тонких прослоев в разрезе скважины по измерению соотнощения амплитуд в импульсах упругих головных волн и спектральному анализу принятых колебаний

позволяет повысить дифференцирующую способность. Для этого выделение трещин или других геологических неоднородностей производят путем измерения отношений амплитуд фаз пачальной и конечной частей импульсов

продольной или поперечной головных волн, которое резко изменяется при прохождении зондом мимо указанных объектов, или по изменению спектрального состава принятых колебаний.

Па фиг. 1 показаны графики изменения видимого периода продольной волны (а), амплитуд фаз поперечной (б) и продольной (в) головных волн при прохождении скважинного снаряда над трещиной и отношение амплитуды четвертой фазы продольной и пятой фазы поперечной волн к амплитуде первой фазы (г); точка записи - середина зонда «излучатель-приемник ; на фиг. 2 - метод выделения из волновой картины необходимой информации; на фиг. 3 - прохождение скважинным снарядом участка скваисины; на фиг. 4 - образец записи информации, полученной на данном участке скважины. При падении звуковой волны на границу раздела двух сред происходит возрастание как продольной, так и поперечной волн из-за интерференции головных волн с дифрагированной и отраженной волнами. По этой же причине происходит изменение видимой частоты принятой волновой картины. Суть способа определения трещин, границ пластов и тонких прослоев в разрезе скважины состоит в использовании эффекта изменения видимой частоты принятых колебаний и возрастания амплитуд некоторых фаз продольной и поперечной головных волн в случае прохождения измерительного зонда над границей пластов или над трещиной. Экспериментальные графики (фиг. 1) наглядно иллюстрируют картину изменения видимой частоты и амплитуд фаз продольной и поперечной головных волн при прохождении зонда «излучатель - приемник над трещиной. На графиках по осям ординат отлол ены величины видимого периода (фиг. 1,а) и нормированные амплитуды фаз поперечной (фиг. 1,6) и продольной (фиг. 1,в) головных волн, по оси абсцисс - расстояние, проходимое зондом. Для нормирования значение амплитуды определенной фазы в каждой точке отнесено к значению на незатронутой трещиной части модели ( - ) Данные для каждой фазы нанесены со сдвигом по оси ординат на полпериода. Вид зарегистрированных волновых картин показан в левой части фиг. 1,6 и в. На графиках (фиг. 1, б и в) приведены также отношения амплитуд последующих фаз к . i -4pi амплитуде первой фазы ( -- и -- ) полу «1 Pi ченные на незатронутой части модели. На фиг. 1,а, видно, что видимый период продольной волны значительно изменяется, когда измерительный зонд проходит над трещиной. Первые фазы поперечной (фиг. 1, б) и продольной (фиг. 1, в) головных волн не претерпевают сильных изменений при прохождении измерительным зондом трещины, зато последующие фазы сильно возрастают. На фиг. 1, г изображены отнощения для всего интервала. Как видно, эти отношения в точках, где излучатель или приемник находятся над трещиной, в несколько раз больше этих же отношений на сплошпой модели. Следовательно, имеется реальная возможность регистрации нараметра, фиксирующего изменение отношения амплитуд «конечной части точки продольной головной волны к «начальной ее части для определения трещин ,границ пластов и тонких прослоев в разрезе сквал :ины. То же относится к поперечной головной волне. Таким образом, для выделения информации в аппаратуре должно быть два окна (фиг. 2). В первом окне интегрируется «начальная часть импульса, т. е. Л„ач , а во втором - последующая часть импульса Л коп Проинтегрированные амплитуды подаются на усилитель, выделяющий отнощение Лкон/Л„ач. Аппаратура для реализации предлагаемого способа состоит из скважинного прибора, на корпусе которого укреплены излучатель / и приемник 2, и наземной установки, размещенной в кузове стандартной каротажной станции и соединенной со скважинным снарядом кабелем. Сквал инный прибор проходит участок скважины, где имеются прожилок 3, пропласток 4 и трещина 5. Из приведенной на фиг. 4 записи видно, что на участке скважины 998-1010 м выделяется из инородного материала, акустическая л есткость которого сильно отличается от акустической жесткости окрул ающих пород. На участке 1028- 1040 м имеется пронласток, границы которого отбиваются довольно четко. На уровне 1063 лг находится трещина, заполненная л идкостью, что хорошо заметно по резко.му возрастанию . Наконец, на участке отношения 1090-1097 м аппаратура зарегистрировала очередной пропласток. Предмет изобретения Способ определения трещин, границ нластов или тонких прослоев в скважине, осуществляемый с помощью аппаратуры акустического каротал ;а, снабженной излучателем и приемпиком упругих импульсов, отличающийся тем, что, с целью повышепия дифференцирующей способности, выделение трещин или других геологических иеоднородностей производят путем измерення отношения амплитуд фаз пачальной и конечной частей импульсов продольной или поперечной головных волн, которое резко измеияется при прохол :дении зондом мимо указанных объектов, или изменения снектрального состава принятых колебаний.

uKHoAHoij.

ОкноАкпи

Нм

Акон.

380

WOO

W20

юио

Ю60

Ю80 WO