Способ определения трещин, границ пластов или тонких прослоев в скважине

204270

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства ¹â€”

Заявлено 11.Х.1966 (№ 1106623/26-25) Кл. 5а, 18/30

42с, 42 с присоединением заявки ¹â€”

МПК E 21Ь

G 01c

УДК 550.834: 622.241 (088.8) Приоритет

Опубликовано 20.Х.1967. Бюллетень № 22

Дата опубликования описания 2.11.19á8

Комитет по делам изобретений и открытиЯ при Совете Мииистров

СССР

Авторы изобретения

В. Г. Грацинский, И. П. Дзебань и В. Ф. Козяр

Заявитель

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТРЕЩИН, ГРАНИЦ ПЛАСТОВ

ИЛИ ТОНКИХ ПРОСЛОЕВ В СКВАЖИНЕ

Изобретение относится 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 зоп 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 уменьшению 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 причипам, 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.

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

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

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

25 На фиг. 1 показаны графики изменения видимого периода продольной волны (а), амплитуд фаз поперечной (б) и продольной (в) головпых волн при прохождении скважинного снаряда над трещиной и отношение амплиту204270

3 ды 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 скважины; 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 отложены величины видимого периода (фиг. 1,а) и нормированные амплитуды фаз поперечной (фиг. 1,б) 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 трещиА ной части модели (— ) . .Данные для каждой

Ао фазы нанесены со сдвигом по оси ординат на полпериода. Вид зарегистрированных волновых картин показан в левой части фиг. 1, б и в. На графиках (фиг, 1, б и в) приведены также отношения амплитуд последующих фаз к

Ам Api амплитуде первой фазы (и ) полуАо, А» 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.

Ар

На фиг. 1, г изображены отношения —" и

А»

5 10

4

А;, для всего интервала. 1(ак видно, эти отА,, ношения в точках, где излучатель или приемник находятся над трещиной, в несколько раз больше этих же отношений на сплошной модели. Следовательно, имеется реальная возможность регистрации параметра, фиксирующего изменение отношения амплитуд «конечной» части точки продольной головной волны к «начальной» ее части для определения трещин, границ пластов и тонких прослоев в разрезе скважины. То же относится к поперечной головной волне.

Таким образом, для выделения информации в аппаратуре должно быть два окна (фиг. 2).

B первом окне интегрируется «начальная» часть импульса, т. е. А„,„, а во втором— последующая часть импульса А„н . Проинтегрированные амплитуды подаются на усилитель, выделяющий отношение А„,„/A„,„

Аппаратура для реализации предлагаемого способа состоит из скважинного прибора, на корпусе которого укреплены излучатель 1 и г,риемник 2, и наземной установки, размещенной в кузове стандартной каротажной стаиции и соединенной со скважинным снарядом кабелем. Скважинный прибор проходит участок скважины, где имеются прожилок 8, пропласток 4 и трещина 5. Из приведенной на фиг. 4 записи видно, что на участке скважины

998 — 1010 л выделяется прожилок из инородного материала, акустическая жесткость которого сильно отличается от акустической жесткости окружающих пород. На участке 1028—

1040 л имеется пропласток, границы которого отбиваются довольно четко. На уровне 1063 я находится трещина, заполненная жидкостью, что хорошо заметно по резкому возрастанию отношения

Анон . Наконец, на участке

Анан

1090 — 1097 я аппаратура зарегистрировала очередной пропласток.

Предмет изобретения

Способ определения трещин, границ пластов или тонких прослоев в скважине, осуществляемый с помощью аппаратуры акустического каротажа, снабженной излучателем и приемником упругих импульсов, отличаюшийся тем, что, с целью повышения дифференцирующей способности, выделение трещин или других геологических неоднородностей производят путем измерения отношения амплитуд фаз начальной и конечной частей импульсов продольной или поперечной головных волн, которое резко изменяется при прохождении зондом мимо указанных объектов, или изменения спектрального состава принятых колебаний.

204270

7Ъ AОн. дц

7000

7020

70Ю

1100

Составитель Э. А. Терехова

Тсхред T. П. Курилко Корректоры: В. В. Крылова и Г. И, Плешакова

Редактор И. О. Громов

Типографии, пр, Сапунова, 2

Заказ 4216/3 Тираж 535 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4