Ранние методы акустического каротажа

Акустические методы исследования скважин

A. Brie

DCS

Приборы акустического каротажа измеряют скорость звука, или ее обратную величину, интервальное время пробега звука вблизи ствола скважины. Технология акустических измерений стремительно прогрессировала с середины 80-х. Первоначально приборы акустического каротажа представляли собой простые устройства с небольшим количеством электроники, определяющие первое вступление звуковой волны. Характерными чертами современных приборов акустического каротажа являются мультипольные источники, продольная группа (антенна) приемников и сложная обработка волновых форм (сигналов). Сначала мы рассмотрим первоначальные методы определения времени первого вступления волны для знакомства с основами, а затем опишем более эффективный метод волнового акустического каротажа

Ранние методы акустического каротажа

В самом простом виде прибор акустического каротажа состоит из излучателя, который испускает звуковой импульс, и, по крайней мере, двух приемников, расположенных на некотором расстоянии от излучателя. Звук от излучателя распространяется через промывочную жидкость, пласт и снова через промывочную жидкость к приемникам, которыми он распознается как колебания давления (рис. 1.1). Акустические приборы сконструированы таким образом, что звук движется по ним медленнее, чем в большинстве формаций. В результате, в необсаженной скважине, первое вступление волны обычно соответствует продольной волне в пласте. Разница между временами прихода волны на два приемника, поделенная на расстояние между этими приемниками, определяет величину интервального времени пробега волны (Δt), выраженную в микросекундах на единицу расстояния, мкс/фут или мкс/м.

Диаграмма акустического каротажа – это запись интервального времени пробега Δt по глубине. Интервальное время пробега для данного пласта зависит от его литологии, пористости и порового флюида. Основные области применения акустического каротажа – это сейсмическая временная калибровка, механика горных пород и оценка параметров пласта, главным образом, определение пористости.

Рис.1.1. Принцип определения интервального времени пробега звуковой волны

Излучатель обычно представляет собой цилиндр, изготовленный из пьезоэлектрического или магнитострикционного материала. Электрический импульс сообщается излучателю, который изменяет объем и генерирует продольную волну в флюид, окружающий прибор. Приемники, обычно изготовленные из пьезоэлектрической керамики, имеют форму цилиндров, или набора дисков. Приемники – это гидрофоны, которые генерируют электрические сигналы, соответствующие изменению давления вокруг прибора. Для скважин с обычным диаметром частота принимаемого сигнала находится в диапазон от 10 до 20 кГц. Электронная схема распознает превышение сигналом выбранной пороговой величины, что служит признаком прихода волны и дает время ее пробега до приемника. Разница между двумя временами пробега, поделенная на расстояние между приемниками, определяет интервальное время пробега (Δt) волны в пласте. Иногда первый пик в последовательности акустических волн, хотя и достаточно сильный для возбуждения ближнего к излучателю приемника, может оказаться слишком слабым для возбуждения дальнего приемника. Тогда на дальнем приемнике происходит пропуск регистрации и регистрируется более поздний, более сильный пик последовательности волн, и измеренное время пробега на этом импульсном цикле оказывается слишком большим. Когда это происходит, кривая акустического каротажа перескакивает на более высокое значение. Это явление называется перескок (пропуск) цикла. Пропуск цикла с большей долей вероятности произойдет, когда сигнал сильно ослаблен неуплотненными пластами, трещинами в пластах, газонасыщенными пластами, аэрированным или газированным буровым раствором, неровными или увеличенными в диаметре интервалами ствола скважины.

Поиск по сайту: