Загрузил Эмиль Аллахвердиев

Акустический каротаж

Реклама
Российский Государственный Геологоразведочный
Университет имени Серго Орджоникидзе
Кафедра геофизики
Курсовая работа
На тему "Акустический каротаж"
Выполнил: студент группы РМН-16-2
Аллахвердиев Э.М.
Проверил: доц.кафедры геофизики
Мараев И.А.
Москва, 2019
СОДЕРЖАНИЕ
1. АКУСТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ.................................................................
1.1 Теоретические основы метода.............................................................
1.1.1 Акустический каротаж. Теоретические основы..............................
1.1.2 Акустический каротаж на преломленных волнах..................
1.1.3 Акустический каротаж по скорости и затуханию...........................
1.2 Применяемая аппаратура и оборудование..........................................
1.2.1 Модуль АК-М......................................................................................
1.2.2 АКЦ-М..................................................................................................
1.2.3 Прибор АКВ-1......................................................................................
1.2.4 СПАК-6.................................................................................................
1.2.5 СПАК-2Т...............................................................................................
1.2.6 АКЦ–НВ–48..........................................................................................
2. ПРИМЕНЕНИЕ ШИРОКОПОЛОСНОГО ВОЛНОВОГО
АКУСТИЧЕСКОГО КАРОТАЖА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХАРАКТЕРА
НАСЫЩЕНИЯ И ФЕС КОЛЛЕКТОРОВ ЧЕРЕЗ КОЛОННУ
3. ТЕЛЕВИЗОР СКВАЖИННЫЙ АКУСТИЧЕСКИЙ ТИПА CAT.............
3.1 Описание......................................................................................................
3.2 Технические характеристики....................................................................
Список литературы..........................................................................................
1.АКУСТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ
1.1 Теоретические основы метода
Акустический каротаж. Теоретические основы
Акустический каротаж (регистрация кинематических и динамических
параметров продольных и поперечных волн и их относительных параметров)
относится к основным методам, проводится в открытом стволе во всех
поисковых скважинах, перед спуском каждой технической или
эксплуатационной колонны, по всему разрезу, исключая кондуктор.
Горные породы являются упругими телами, которые под действием
внешней возбуждающей силы, претерпевают деформации объема
(растяжение и сжатие) и деформации формы (сдвига).
Упругие свойства горных пород, а значит и скорости распространения
упругих волн в них обусловлены их минеральным составом, пористостью и
формой порового пространства и, таким образом, тесно связаны с
литологическими и петрофизическими свойствами.
Скорость распространения упругих волн в различных средах следующая:
воздух - 300-500 м/с,
метан - 430 м/с,
нефть - 1300 м/с,
вода пресная - 1470 м/с,
вода минерализованная - 1600 м/с,
глина - 1200-2500 м/с,
песчаник плотный - 3000-6000 м/с,
цемент - 3500 м/с,
сталь - 5400 м/с.
Кроме того, различные породы по разному ослабляют энергию наблюдаемой
волны по мере удаления от источника возбуждения упругих волн. Чем выше
газонасыщенность, глинистость, трещиноватость и кавернозность пород, тем
больше затухание колебаний.
Для измерения параметров распространения упругих колебаний используется
акустический зонд. В качестве основного используется трехэлементный зонд,
состоящий из двух излучателей и приемника. Каждый из излучателей и
приемник образуют двухэлементный зонд.
Последовательное распространение деформации называется - упругой
волной. Первое отклонение частицы от положения покоя называется вступлением волны.
В акустическом каротаже различают (регистрируют) несколько типов волн:
Продольные волны связаны с деформациями объема твердой или жидкой
среды, а поперечные с деформациями только твердой среды. Продольная
волна представляет собой перемещение зон сжатия и растяжения вдоль луча,
а поперечная - перемещение зон скольжения слоев относительно друг друга в
направлении перпендикулярном лучу.
Продольные волны распространяются в 1,5-10 раз быстрее поперечных
Упругие (акустические) волны, как и все прочие волны, характеризуются
определенным набором свойств. К этим свойствам относят: частоту волны,
длину волны, скорость и амплитуду (затухание).
При проведении акустического каротажа наибольший практический интерес
представляют два параметра волн – скорость и амплитуда. Следовательно,
горные породы вскрытые скважиной можно изучать как по скорости
распространения колебаний, так и по их затуханию.
Простейший измерительный зонд АК содержащий в своем составе
излучатель (И) упругих волн звукового (2-20 кГц) и ультразвукового(2-60
кГц) диапазонов частот и расположенный от него на определенном
расстоянии (1,4-3,5 м) широкополосный приемник.
Для проведения АК применяются и более сложные трех – и более
элементные приборы.
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.
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.
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. 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.
Рис.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.
Акустический метод применяется для расчленения разрезов скважин по плотности,
пористости, коллекторным свойствам, а также для выявления границ газ - нефть, нефть вода и определения состава насыщающего породы флюида. Кроме того, по данным этого
метода можно судить о техническом состоянии скважин и, в частности, о качестве
цементации обсадных колонн.
1.1.2 Акустический каротаж на преломленных волнах
Акустический каротаж на преломленных волнах предназначен для
измерения интервальных времен t (t =1/v, где v – скорость
распространения волны, м/с), амплитуд А и коэффициентов эффективного
затухания  преломленной продольной, поперечной, Лэмба - Стоунли
продольных волн, распространяющихся в горных породах, обсадной колонне
и по границе жидкости, заполняющей скважину, с горными породами или
обсадной колонной. Единицы измерения – микросекунда на метр (мкс/м),
безразмерная (для А) и -децибел на метр (дБ/м) соответственно.
Данные АК применяют:
для литологического расчленения разрезов и расчета упругих свойств пород;
локализации трещиноватых пород, трещин гидроразрывов и интервалов
напряженного состояния пород;
определения коэффициентов межзерновой и вторичной (трещиннокаверновой) пористости коллекторов и характера их насыщенности;
выделения проницаемых интервалов в чистых и глинистых породах;
расчета синтетических сейсмограмм и интеграции результатов скважинных
измерений с наземными и скважинными сейсмическими данными.
Измерения выполняют в необсаженных и, при определенных ограничениях,
обсаженных скважинах, заполненных любой негазирующей промывочной
жидкостью.
Скважинные приборы центрируют.
Рис.Схема работы скважинного прибора акустического каротажа.
Итак, данные АК применяются для решения следующих задач:
В открытом стволе:
Литологическое расчленение разреза.
Определение коэффициента пористости коллекторов.
Определение кинематических свойств горных пород для корреляции данных
сейсморазведки.
В обсаженной скважине:
Контроля качества цементажа эксплуатационных колонн.
Контроля технического состояния труб эксплуатационной колонны.
Акустический метод контроля качества цементажа, использующий свойства
преломленной волны, позволяет:
-определять высоту подъёма сформировавшегося цементного кольца (при
определенных условиях);
-определять интервалы бездефектного цементного кольца;
-выделять интервалы с дефектами цементного кольца и оценивать размеры
дефектов;
-определять влияние механических и других воздействий на состояние
цементного кольца;
При излучении упругого импульса в обсаженной скважине, вдоль оси
скважины, распространяются упругие волны различного типа (см рис 2).В
общем случае, при наличии контакта цементного камня с колонной и горной
породой, волновые картины, представляют собой
волну по обсадной колонне(1), продольную волну (2) по горной породе,
поперечную волну(3) по горной породе, гидроволны(4) по промывочной
жидкости, поверхностные волны (5) Лэмба–Стоунли. Можно выделить
следующие параметры сигналов ВК:
Т1-время распространения от излучателя до первого приемника первой
полжительной фазы колебаний, превышающей по амплитуде установленный
пороговый уровень Ип;
Т2- время распространения от излучателя до второго приемника первой
положительной фазы колебаний, превышающий по амплитуде
установленный пороговый уровень Ип;
А1п-амплитуда сигнала первой полжительной фазы колебаний, которая
превышает установленный пороговый уровень Ип, и регистрируется во
временном окне, открывающемся в момент времени Т1;
А2п-амплитуда сигнала первой полжительной фазы колебаний, которая
превышает установленный пороговый уровень Ип, и регистрируется во
временном окне, открывающемся в момент времени Т2 на втором
приемнике;
А1к-амплитуда упругих волн, регистрируемая в фиксированном временном
окне, которое устанавливается в интервале прихода на первый приемник
первого положительного вступления волны по колонне;
А2к-амплитуда упругих волн, регистрируемая в фиксированном временном
окне, которое устанавливается в интервале прихода на второй приемник
первого положительного вступления волны по колонне рис.2:
Рис. Параметры АК в процессе регистрации волновых картин
Кинематические и динамические параметры упругих волн,
распространяющихся в околоскважинном пространстве, изучают по
результатам измерений широкополосного акустического каротажа.
Кинематические параметры характеризуют скорость и направление этих
волн в породах, динамические –затухание энергии и их частотные
особенности.
Для регистрации этих параметров используют схему приведенную на рис 3.
Расстояние от излучателя до приемника П называется размером (длиной)
зонда-L1, L2, расстояние между сближенными одноименными
преобразователями-базой зонда l.
Информация регистрируется в виде волновых картинок ВК,
фазокорреляционных диаграмм (ФКД),и кривых.
Волновая картинка-графическое отображение электрического сигнала,
снятого с приемника в конкретной точке наблюдения.
ФКД-графическое отображение изменения сигнала, снятых с приемника при
его перемещении по скважине, см рис.3
Итервальное время t(измеренное время распространения волны на
фиксированной базе L) определяется по формуле:
t = t2-t1 /L, мкс/м
Для поканальных параметров t1, t2,A1, A2, точками записи (рис3) являются:
для первого канала – середина расстояния от ближнего приемника до
излучателя (точка О1)
для второго - середина расстояния от дальнего приемника до излучателя
(точка О2).
1.1.3 Акустический каротаж по скорости и затуханию
По типу регистрируемых акустических параметров различают
акустический каротаж по скорости и затуханию.
Акустический каротаж по скорости основан на изучении скорости
распространения упругих волн в горных породах, вскрываемых скважинами
путем измерения интервального времени: Δt=(t2-t1)/S[ мкс/м], где - (t2-t1)
разность времен вступления на втором и первом приемнике, S – зонд.
Время пробега Δt упругой волны на единицу длины и ее скорость
vп определяются по разности времен вступления на втором и первом
приемниках (t2-t1). Часть пути от излучателя до приемника возбужденная
волна проходит по промывочной жидкости и глинистой корке. Эти отрезки
пути одинаковы для каждого из приемников, вычитаются из времен
вступления t2 и t1, что обеспечивает исключение влияния скважины при
измерениях трехэлементным зондом. Скорость распространения упругой
волны в пласте, определяемая при акустическом каротаже, называется
пластовой, или интервальной.
Акустический каротаж по затуханию основан на изучении
характеристик затухания упругих волн в породах, вскрываемых скважинами.
Энергия упругой волны и амплитуда колебаний, наблюдаемых в той или
иной точке, зависят от многих факторов. Основными из них являются:
мощность излучателя, расстояние от него до данной точки и характер горных
пород. В однородной среде при распространении волны со сферическим
фронтом количество энергии, приходящейся на единицу объема,
уменьшается пропорционально квадрату расстояния от рассматриваемой
точки до излучателя; амплитуда колебаний уменьшается обратно
пропорционально этому расстоянию.
На величину затухания упругих колебаний сильное влияние оказывают
глинистость, характер насыщения, трещиноватость и кавернозность пород.
Скорость распространения упругих волн v зависит от литологии (упругих
свойств) минерального скелета пород, степени их цементации, пористости и
характера насыщающей жидкости, а также от разности горного и пластового
давлений. Максимальные значения v характерны для ангидритов (6000
м/сек)г кристаллических пород (4500—6300 м/сек) и каменной соли (4500
15500 м/сек); минимальные - для воздуха (330 м/сек) и углеводородных газов
(метан - 430 м/сек). Низкими скоростями распространения упруги золн
характеризуются также нефть (1400 м/сек), вода и буровой раствор 1(16701760 м/сек). Глинам, песчаникам и известнякам соответствуют промежуточные значения v, равные соответственно 1800-2400, 2000-300 Р2005500 м/сек. Скорость распространения упругих волн в горных породах
возрастает с увеличением их цементации.
Интенсивность затухания продольных волн особенно зависит от
наличия в породах трещин и каверн, а также от газоносности пород,
увеличиваясь с повышением этих параметров. Способность горных пород к
поглощению упругих колебаний (αак) оценивается при помощи
акустического каротажа по интенсивности затухания амплитуды волны А.
Затухание обусловлено в основном следующими причинами: поглощением
вследствие неидеально упругой среды; расхождением энергии во все
больший объем среды в результате расширения фронта волны при ее
движении; рассением и дифракцией волн на неоднородностях среды и
вследствие отражения и преломления на границах сред с различными
скоростями распространения колебаний. На величину затухания упругих
колебаний сильное влияние оказывают глинистость, характер насыщения,
трещиноватость и кавернозность пород.
Измеренное ослабление продольной волны на единицу длины связано с
амплитудами колебаний от ближнего А1 и дальнего А2 излучателей,
регистрируемых приемниками глубинного прибора. Амплитуда колебаний
продольной волны, воспринимаемая приемником, измеряется в условных
единицах, например в милливольтах. В некоторых случаях пользуются
относительной амплитудой колебаний – отношением амплитуды А
регистрируемой волны к наибольшему значению амплитуды против
опорного пласта Аоп, т.е. А/Аоп. За опорный пласт принимается мощный
пласт плотных пород с наибольшей амплитудой Аоп. Ослабление и
затухание упругих колебаний особенно сильно проявляется при
ультразвуковой частоте 15-35 кГц, используемой в акустическом каротаже.
Основной помехой при акустическом каротаже по затуханию является
наличие акустического сопротивления при переходе упругой волны на
границах: скважинный прибор - окружающая среда и промывочная
жидкость-порода. Это сопротивление характеризуется сильной
изменчивостью и оказывает значительное влияние на величины измерений,
которые не поддаются учету. Для приема продольной головной волны в
одинаковых условиях по всему разрезу глубинный прибор акустического
каротажа необходимо строго центрировать в скважине или прижать к ее
стенке.
Исследования скважин акустическими методами практически сводятся
к определению времени прохождения продольных волн от источника
ультразвуковых колебаний до их приемника или к определению времени
прохождения волн между двумя приемниками.
Ниже на рисунке приведена фактическая кривая АК; как видно,
повышение глинистости ведет к увеличению Δt и коэффициента
поглощения αак, ослаблению амплитуд продольных головных волн.
Данные акустического каротажа в комплексе с другими геофизическими
методами дают возможность определить пористость пород, выделить зоны
трещиноватости и кавернозности в карбонатном разрезе, уточнить
литологию разреза, получить сведения о техническом состоянии скважины.
Влияние глинистости пород на затухание упругих волн:
1 – песчаник; 2- глины; 3- песчаная глина; 4 – известняк.
1.2 Применяемая аппаратура и оборудование
Требования к измерительным зондам АК:
диапазоны измерения t преломленных продольных волн – 120-660 мкс/м,
поперечных – 170-660 мкс/м;
диапазон измерения коэффициента эффективного затухания по длине
измерительного зонда – 0-30(40) дБ/м;
диапазон измерения амплитуд при эффективном затухании 0-40 дБ/м – 0-78
дБ/м в статическом положении прибора и 0-66 дБ/м при движении прибора в
скважине;
пределы допускаемых основных относительных погрешностей измерения t
и  -  1-3 и  12,5% соответственно;
дополнительные погрешности измерения t, А, , вызванные изменениями
напряжения на 10%, давления на 1 МПа, температуры на 10С относительно
стандартного значения, равного 20С, не должны превышать 0,3; 0,01 и 0,1
значений основных погрешностей соответственно.
Модуль АК комплексируют с любыми другими модулями при условии, что
механическое соединение модулей не нарушает центрирование
измерительного зонда.
Коэффициент усиления электронной схемы скважинного прибора выбирают
таким образом, чтобы в диапазоне оцифровки акустических сигналов
сохранялся минимальный уровень шумов, вызванных движением прибора, а
сигналы регистрируемых волн (либо одной выбранной волны) не
ограничивались. Правильность выбора контролируется по экрану монитора,
на котором отображаются волновые пакеты всех двухэлементных зондов,
фазокорреляционные диаграммы (ФКД) одного или двух зондов и значения
t в текущей точке исследования.
Необходимость выполнения нескольких записей с разными коэффициентами
усиления для неискаженной регистрации амплитуд и затухания упругих волн
разных типов определяется эксплуатационной документацией на
скважинный прибор.
Скорость каротажа – не более 1000 м/ч.
1.2.1 Модуль АК-М
1. Назначение
Скважинный прибор (модуль) акустического каротажа АК-М (в дальнейшем
- модуль)
предназначен для проведения исследований нефтяных и газовых скважин
диаметром от110 до300мм, заполненных водной промывочной жидкостью.
Обеспечивает решение широкого
круга геофизических задач методом акустического каротажа, позволяет
определить параметры
упругих волн всех типов (продольных, поперечных и волн Лэмба - Стоунли )
и выполнить
контроль цементирования скважин.
2. Данные по аппаратуре
Модуль позволяет проведение исследований в скважинах при температуре
до120 С и
с гидростатическим давлением до 80 Мпа в комплексе с прогаммноуправляемой каротажной станцией МЕГА и трехжильным каротажным
кабелем типа КГ-3-60-180 длиной до 6000 м.
Формула зонда модуля – И 2.2 П1 0.4 П2(см рисунок)
Напряжение питания модуля – (40±2)В по первой жиле кабеля. Сила
электрического тока потребляемая модулем в режиме излучения (160±20)
мА, в режиме ожидания - (60±20) мА
Излучатель акустического зонда модуля имеет два режима излучения – НЧ
(низкая частота) и ВЧ (высокая частота). Средняя видимая частота
излучаемых упругих колебаний, создаваемых излучателем, измеренная в
металлической трубе по первым трём полупериодам волнового пакета, (12±3) кГц при работе в режиме НЧ и (22±5) кГц при работе в режиме ВЧ.
Модуль обеспечивает: 4-х ступенчатую регулировку уровня сигнала,
измерение интервального времени дельтаT в диапазоне от 120 до 660 мкс/м и
кажущегося коэффициента затухания в диапазоне от 0 до 30 дб/м. Работа
модуля основана на возбуждении упругих колебаний и их приеме после
прохождения ими исследуемой среды с целью определения кинематических
и динамических параметров этих колебаний связанных с характеристиками
среды пересеченных скважиной.
Возбуждение упругих колебаний осуществляется с помощью
расположенного в модуле магнитострикционного двухчастотного
излучателя.
Прием упругих колебаний осуществляется с помощью двух поочередно
работающих пьезокерамических звукоприемников, разнесенных по длине
модуля на величину базы акустического зонда. Поступившие на
звукоприемник упругие колебания преобразуются в колебания
электрического тока – информационный сигнал (волновой пакет), который
усиливается и вместе со служебными сигналами (синхроимпульсы и т.д.)
передается по геофизическому трехжильному кабелю на регистратор.
Обмен информацией между скважинным прибором и каротажной станцией
осуществляется по протоколу «Манчестер». Пакеты управляющих
импульсов, соответствующих этому протоколу, формируются в ADSP 350h
станции МЕГА и через БУСП поступают на 2-ю и 3-ю жилы кабеля и далее, в
скважинный прибор. Ответные посылки от скважинного прибора, в
соответствии с протоколом "Манчестер", следуют в паузах между посылками
запросов по тем же жилам кабеля.
Габаритные размеры 5700 мм
диаметр 90 мм
длина с гибкой вставкой 7000
Масса, кг 107
1.2.2 АКЦ-М
1. Назначение
Аппаратура акустического контроля качества цементирования АКЦ-М
предназначена для контроля качества цементирования обсаженных скважин.
2. Данные по аппаратуре
Аппаратура обеспечивает исследование скважин с обсадными колоннами
диаметром от 130 до 350 мм с температурой до 120 С, с гидростатическим
давлением до 80 МПа.
Аппаратура эксплуатируется с трехжильным геофизическим кабелем типа
КГ3-60-180 длиной до 6500м.
Прибор содержит магнитострикционный излучатель (И) и
пьезокерамический приемник (П). Формула зонда И 1.6 П. Схема прибора на
изображена на рисунке:
Прибор в комплексе со станцией обеспечивает регистрацию следующих
параметров акустического сигнала, характеризующих качество
цементирования скважин:
- времени распространения сигнала по породе - Тп (шифр TP);
- амплитуды сигнала, распространяющегося по породе- Ап (шифр AP);
- амплитуды сигнала, распространяющегося по колонне- Ак (шифр AK).
Диапазон регистрации параметра Тп от 350 до 1600 мкс, динамический
диапазон регистрации параметров Ап и Ак - 36 дБ.
Диаметр прибора без центраторов- не более 73 мм ;
Длина прибора - не более 4000 мм ;
Масса прибора - не более 90 кг.
1.2.3 Прибор АКВ-1
1.Назначение
Аппаратура акустического каротажа АКВ-1 предназначена для регистрации
волновых картин и измерения интервальных времен, амплитуд и затуханий
всех типов упругих волн (продольных, поперечных, Лэмба-Стоунли) в
необсаженных и обсаженных колонной нефтяных и газовых скважинах
диаметром от 110 мм до 300 мм.
2.Данные по аппаратуре
Зондовая установка включает магнитострикционный излучатель упругих
волн с частотой излучения 123 кГц и 225 кГц и шесть широкополосных
пьезокерамических приемников упругих волн.
Формулы зондов - И(1.5)П1(0.2)П2 (0.2)П3;
И(1.5)П1(0.2)П2 (0.2)П3 П4(0.2)П5 (0.2)П6;
И(1.5)П4(0.2)П5 (0.2)П6(0,5)П1(0,2)П2(0,2)П3;
Излучатель может работать в следующих режимах: НЧ (низкие частоты), ВЧ
(высокие частоты) и ВНЧ, когда излучатель упругих волн поочередно
работает в режимах НЧ и ВЧ.
Аппаратура АКВ-1 обеспечивает преобразование  в диапазоне 0-30 дБ/м.
ХАРАКТЕРИСТИКА ПРИБОРА И УСЛОВИЯ ПРИМЕНЕНИЯ:
Длина скважинного прибора 6470 мм.
Максимальный диаметр 73 мм.
Масса прибора 94 кг.
Приемник упругих волн пьезометрический
Источник упругих волн магнитострикционный
Допустимая относительная погрешность
в пределах диапазона измерений: - по Т 3 %;
- по  5 дБ/м.
УСЛОВИЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ:
Максимальная температура 150 С.
Максимальное рабочее давление 100 МПа.
Диаметр скважины 100-300 мм.
Каротажный кабель трёхжильный.
1.2.4 СПАК-6
1. Назначение.
Аппаратура акустического каротажа СПАК-6 предназначена для измерения и
регистрации кинематических и динамических характеристик упругих волн в
нефтяных и газовых скважинах.
2. Данные по аппаратуре.
Аппаратура обеспечивает исследование скважин диаметром от 140 до 400 мм
с температурой до 115 С, с гидростатическим давлением до 100 МПа, в
водной промывочной жидкости.
Аппаратура эксплуатируется с трехжильным геофизическим кабелем типа
КГ3-60-180 длиной до 5500м.
Формула зонда И2 0,4 И1 1,2 П. Схема прибора изображена на рисунке.
Частота излучаемых колебаний - 25 кГц.
Передача информационного сигнала на наземный измерительный пульт
осуществляется по первой и второй жилам кабеля. Передача напряжения
частоты 400 Гц для питания скважинного прибора осуществляется по
средней точке цепи, образованной первой и второй жилами кабеля,
согласующим трансформатором скважинного прибора и броней кабеля. По
третьей жиле и броне кабеля осуществляется передача в скважинный прибор
пусковых импульсов и постоянного напряжения для управления
переключателем усиления, а также передача синхроимпульсов на
скважинный прибор.
Диапазон измерений интервального времени Т от 140 до 600 мкс/м.
Диапазон измерений декремента затухания  не менее 30 дБ/м.
Сопротивление первой и сопротивление второй жилы кабеля по отношению
к оплетке кабеля должны быть равны между собой и примерно
соответствовать сопротивлению одной жилы на данной длине кабеля.
Сопротивление первой жилы кабеля по отношению ко второй жиле должно
быть равно сопротивлению двух жил кабеля. Сопротивление третьей жилы
кабеля по отношению к корпусу должно быть порядка 3,5 кОм.
Габаритные размеры:
- длина - не более 3527 мм;
- диаметр без центраторов - не более 90,3 мм
- диаметр с центраторами в свободном состоянии - не более 500 мм;
- диаметр с центраторами при предельной деформации полозьев - не более
126 мм.
Масса без центраторов - 75 кг.
1.2.5 СПАК-2Т
1.Назначение
Аппаратура акустического каротажа СПАК 2Т предназначена для измерения
кинематических (dТ, Т1, Т2) и динамических ( , А1, А2),характеристик
упругих волн в нефтяных и газовых скважинах.
2.Данные по аппаратуре
Аппаратура обеспечивает исследование скважин заполненных
негазированной промывочной жидкостью диаметром от 127 до 400 мм с
температурой до 180 С, с гидростатическим давлением до 120 МПа.
Аппаратура эксплуатируется с трехжильным геофизическим кабелем типа
КГ3-60-180 длиной до 7000м.
Формула зонда И2 0,4 И1 1,2 П. Схема прибора изображена на рисунке.
Прибор использует 3 жилы кабеля и оба источника питания.
По 1-й и 2-й жилам относительно ОК подается синфазное переменное
напряжение питания прибора 50 Гц 150В, при потребляемом токе не более
500мА(реально 350мА ). По этим же жилам, относительно друг друга, от
прибора поочередно передаются две волновые картинки от обеих зондов со
средней частотой 25кГц и синфазные, относительно ОК, синхроимпульсы,
соответствующие моментам срабатывания излучателей зондов
(отрицательные-1 –й зонд, положительные- 2-й).
По 3-й жиле кабеля на прибор поступает постоянное напряжение питания +
200В, при потребляемом токе до 100 мА.
Диапазон измерений интервального времени Т от 130 до 600 мкс/м.
Диапазон измерений декремента затухания  от1,5до30 дБ/м.
Габаритные размеры:
- длина - не более 4000 мм;
- диаметр без центраторов - не более 93,0 мм
Масса с центраторами - 87 кг.
1.2.6 АКЦ–НВ–48
Назначение.
Аппаратура акустического контроля качества цементирования АКЦ-НВ
предназначена для контроля качества цементирования обсаженных скважин.
Данные по аппаратуре.
Аппаратура обеспечивает исследование скважин, оборудованные обсадными
колоннами и НКТ внутренним диаметром от 60 до 250 мм с углом наклона до
50, с температурой до 180 С, с гидростатическим давлением до 100 Мпа,
заполненные негазированными буррастворами.
Аппаратура эксплуатируется с трехжильным геофизическим кабелем типа
КГ3-60-180 длиной до 6500м.
Формула зонда И2 0,25 И1 1,75 П.
Схема прибора представлена на рисунке:
Диапазон измерений интервального времени Тp от 120 до 550 мкс/м
Частота излучаемых колебаний - 13 кГц.
Диаметр прибора без центраторов - не более 48 мм;
Длина прибора - не более 3500 мм;
Масса прибора - не более 30 кг.
2.ПРИМЕНЕНИЕ ШИРОКОПОЛОСНОГО ВОЛНОВОГО
АКУСТИЧЕСКОГО КАРОТАЖА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХАРАКТЕРА
НАСЫЩЕНИЯ И ФЕС КОЛЛЕКТОРОВ ЧЕРЕЗ КОЛОННУ.
Проблема контроля разработки месторождений нефти и газа на основе
ГИС является актуальной, поскольку существующий комплекс методов,
используемых при контроле разработки, направлен, в основном, на изучение
гидродинамических характеристик продуктивных объектов, таких, как
давление, температура, состав флюидов. Эти характеристики интегральны и
не позволяют детально оценить свойства прискважинной зоны продуктивных
объектов, положение и структуру газожидкостных контактов, герметичность
изоляции продуктивных горизонтов. Решение этих и других задач контроля
разработки возможно только на основе геофизических исследований разреза
через колонну и цементное кольцо.
Эффективным методом изучения насыщенности прискважинной зоны
продуктивных пластов и технического состояния эксплуатационных скважин
является широкополосный акустический каротаж АКШ, волновые сигналы
которого в обсаженных скважинах содержат информацию не только о
состоянии колонны, но и позволяют оценить акустические свойства
продуктивных пластов. В режиме многократных акустических исследований
объектов информационная составляющая волновых сигналов определяется
сопоставлением фоновых и контрольных измерений.
Таким образом, возникает возможность создания технологии определения
текущего положения межфлюидных контактов, включающей
информационную базу и схему повторных акустических исследований
обсаженных скважин.
Практическая реализация повторных акустических исследований методом
АКШ в производственных условиях вполне возможна, поскольку в
большинстве геофизических предприятий имеется достаточно современная
аппаратура типа АКВ, АКШ, а также цифровые регистраторы полных
волновых сигналов.
Информационная база АКШ при исследовании обсаженных скважин
заключается в том, что при больших размерах зондов волны-помехи по
колонне и прямые волны по буровому раствору настолько разделены во
времени, что позволяют получать практически неискаженную информацию
об акустических свойствах пород-коллекторов; имеются и алгоритмические
методы снижения влияния волн-помех Возможности разделения водо- (в),
нефте- (н) и газонасыщенных (г) коллекторов при равных литоструктурных
факторах и пористости определяются соотношениями продольных (Р) и
поперечных (S) волн по скоростям (V) и коэффициентам затухания (А1):
Методика оценки нефтегазонасыщенности по скоростным характеристикам Р
и S волн формируется на основе известных соотношений с учетом
компонентных оценок глинистости коллектора (рассеянной - Сгр и
агрегатной - Сгт):
где: эф, фл, гр, гт - соответственно сжимаемости (эффективная, флюида,
рассеянной и агрегатной глинистости), Кп ск - скелетная пористость, плотность коллектора
Сжимаемость нефти и воды различается в два раза, поэтому в
расформировавшейся зоне проникновения независимо от минерализации
пластовой воды появляется возможность определения через колонну текущей
нефтенасыщенности исследуемого коллектора в режиме мониторинга. При
исследовании ствола обсаженных скважин необходимо соблюдение
определенных требований по точности регистрации применяемых методов
Для обеспечения этих требований необходимы применение цифровых
регистраторов полных волновых сигналов, реализация детальности
акустических исследований разреза по глубине, проведение контрольных
измерений в продуктивных интервалах. Именно эта информация дает
возможность провести наиболее тщательную настройку
многопараметрических данных АКШ на особенности флюидонасыщенности
продуктивных объектов, разработать интерпретационную схему выделения
межфлюидных контактов.
Имеется и более сложная технология, когда не удается вследствие плохого
качества цементирования либо при сложном строении коллектора
однозначно определить положение межфлюидных контактов. В этом случае
эффективны исследования объектов в режиме мониторинга: при повторных
исследованиях объектов наблюдаются разностные эффекты по
информационным параметрам. При слабоизменяющихся фильтрационноемкостных свойствах продуктивного пласта изменение информационных
параметров прежде всего определяется изменением флюидосодержания
пропластка. В этом случае информационной основой для построения
дифференциальной флюидальной модели коллекторов могут служить
разностные диаграммы, полученные при мониторинге. Эта технология
наиболее эффективна при исследовании наблюдательных скважин.
Технология опробована в эксплуатационных скважинах нефтяных и газовых.
широкополосный волновой акустический каротаж
3. ТЕЛЕВИЗОР СКВАЖИННЫЙ АКУСТИЧЕСКИЙ ТИПА CAT
3.1 Описание
Предназначен для акустического видеокаротажа скважин глубиной до 4000
м, заполненных водой любой минерализации, нефтью или промывочной
жидкостью плотностью не более 1,25 г/см3 без утяжеляющих добавок и
пузырьков газа.
Телевизор является промыслово-геофизическим прибором, использующим
принцип регистрации изменения отражающей способности поверхности
стенки скважины в зависимости от литологии и состояния ее поверхности
при сканировании ее ультразвуковыми импульсами. Аппаратура позволяет
получать сплошное изображение стенки скважины на неперфорированной
фотопленке шириной 61,5 мм.
Телевизор скважинный акустический CAT состоит из скважинного прибора,
двух центраторов, наземной панели ПВК (рис. 9) и фоторегистратора (рис.
10). Скважинный прибор (рис. 11) состоит из следующих основных узлов:
акустического отсека, блока электроники, охранного кожуха с головкой для
соединения с кабельным наконечником. Панель ПВК состоит из блоков:
селекции сигналов (БСС).
Рис. 9. Наземная панель ПВК скважинного телевизора типа CAT
3.2 Технические характеристики
Диаметр исследуемых скважин 125...130 мм. Максимальная рабочая
температура в скважине 120° С. Максимальное гидростатическое давление
60 МПа. Масштаб получаемых фотографий развертки стенки скважины по
вертикали 1:50, 1:100, 1:200. Максимальная скорость каротажа при масштабе
1:100 140 м/ч. Тип применяемого приемоизлучающего ультразвукового
преобразователя-пьезоэлемент из массы состава ЦТС-19. Резонансная
частота излучателя 1 МГц. Питание-от сети переменного тока напряжением
220 В, частотой 50 Гц. Потребляемая мощность не более 90 В-А. Габаритные
размеры: панели видеокаротажа ПВК не более 480х430х290
мм;фоторегистратора ФРВК 280х220х200 мм; скважинного прибора-длина
без центраторов не более 2000 мм, длина с центра-торами не более 3400 мм.
Диаметр при раскрытых пружинах центраторов не более 400 мм. Масса
комплекта аппаратуры не более 146 кг.
Аппаратура CAT относится к восстанавливаемым изделиям.
Вероятность безотказной работы в течение 10 ч не менее 0,95. Средний срок
службы 6 лет.
В комплект поставки входят: панель видеокаротажа ПВК; два скважинных
прибора; два центратора; фоторегистратор ФРВК; комплект ЗИП;
эксплуатационная документация.
Список литературы
Латышова М.Г., Вендельштейн Б.Ю., Тузов В.П. Обработка и интерпретация
материалов геофизических исследований скважин.- М.: Недра, 1990.
Комаров.Геофизические методы исследования.
Дахнов В.Н. Интерпретация результатов геофизических исследований
разрезов скважин. -М.: Недра, 1982.
Итенберг С.С., Дахкильгов Т.Д. Геофизические исследования в скважинах.
-М.: Недра, 1982.
Померанц Л.И. Геофизические методы исследования нефтяных и газовых
скважин. -М.: Недра, 1981.
Заворотько Ю.М. Геофизические методы исследования скважин.- М.: Недра,
1983.
Добрынин В.М. Интерпретация результатов геофизических иследований
нефтяных и газовых скважин. -М.: Недра, 1988.
Методические указания: Комплексирование и этапность выполнения
геофизических, гидродинамических и геохимических исследований
нефтяных и нефтегазовых месторождений. РД 153-39.0-109-01.- М. 2002.
Методические указания по проведению геофизических исследований
поисково-разведочных нефтегазовых скважин в Западной Сибири и
геологической интерпретации получаемых материалов.Калинин, 1986.
Токарев М.А. Комплексный геолого-промысловый контроль за текущей
нефтеотдачей при вытеснении нефти водой. -М.: Недра, 1990.
Хуснуллин М.Х. Геофизические методы контроля разработки нефтяных
пластов. -М.: Недра,1989.
Коноплев Ю.В., Кузнецов Г.С., Леонтьев Е.И. Геофизические методы
контроля разработки нефтяных месторождений.- М.:Недра., 1986.
Скачать