АКУСТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ, НАЗНАЧЕНИЕ

Акустические методы исследования разрезов скважин основаны на определении упругих свойств горных пород по данным о распространении в них упругих волн.

В акустическом ультразвуковом методе исследуются скорость распространения и энергия упругих волн, возбуждаемых в скважине и породе. В основе метода лежит различие упругих свойств пород, слагающих разрезы скважин.

Стандартные исследования акустическим методом выполняют серийной аппаратурой СПАК в необсаженной скважине трехэлементным зондом (два излучателя и один приемник).

При акустических исследованиях горных пород измеряют кинематические и динамические характеристики упругих волн.

Кинематические характеристики определяют скорость распространения упругих волн в породах: время распространения упругих колебаний между приемником и ближним и дальним излучателем - Т1 и Т2, измеряемое в мкс; интервальное время распространения упругой волны ΔТ, измеряемое в мкс/м – акустический каротаж по скорости.

Динамические характеристики связаны с поглощающими свойствами исследуемой среды: относительными амплитудами продольных и поперечных колебаний от ближнего и дальнего излучателей – А1 и А2, измеряемым в мВ; коэффициентом поглощения a для упругих волн, измеряемым в дБ/м – акустический каротаж по затуханию.

Упругие свойства горных пород, т.е. скорости распространения упругих волн в них обусловлены их минеральным составом, пористостью и формой пустотного пространства.

В терригенном разрезе максимальные значения ∆Т и a соответствуют углям и глинам, минимальные – плотным песчаникам и алевролитам неколлекторам, промежуточные значения ∆Т и a соответствуют песчаникам и алевролитам с различной пористостью и глинистостью.

В карбонатном разрезе величина ∆Т отражает в основном пористость, отмечая минимальными показаниями плотные участки разреза, максимальными – межзерновые коллекторы. В трещинных зонах значения a существенно возрастают. Прослои мергелей отличаются повышением величин ∆Т и a. Максимальные показания ∆Т и a, как и в терригенном разрезе, соответствуют пластам глин.

21.СУЩНОСТЬ НЕЙТРОННЫХ МЕТОДОВ КАРОТАЖА

Нейтронный каротаж основан на определении эффекта взаимодействия нейтронов с ядрами атомов горных пород. Изучение разреза нейтронными методами сводится к облучению горных пород быстрыми нейтронами и к регистрации гамма-излучения радиационного захвата нейтронов.

При нейтронном каротаже исследования ведутся с помощью скважинного прибора, содержащего источник нейтронов и детектор нейтронов или гамма-излучений. Нейтроны обладают высокой проникающей способностью, так как не имеют электрического заряда, не ионизируют среду и не теряют энергию при взаимодействии с электрическими зарядами электронов и ядер. Единственный фактор, влияющий на движение нейтронов - их столкновение с ядрами атомов, которое проявляется в виде рассеяния нейтронов и захвата их ядрами атомов. В результате рассеяния происходит уменьшение энергии нейтронов и изменение направления их движения.

Нейтронные методы базируются на изучении плотности (интенсивности) тепловых нейтронов и вторичного гамма-излучения. Плотность тепловых нейтронов (I_nт, имп/мин) обусловлена потерей первоначальной энергии, благодаря столкновению с ядрами легких элементов, главным образом с ядрами водорода. В связи с этим, чем больше в среде водорода, тем ниже плотность нейтронов и ниже показания нейтронного каротажа.

Вторичное гамма-излучение (I_nγ, имп/мин) обусловлено выделением энергии при радиационном захвате нейтронов ядрами других элементов. Наибольшая интенсивность гамма-излучения характерна для хлора, наименьшая – для водорода. Это различие в излучаемой энергии позволяет установить водонефтяной контакт по данным нейтронного каротажа: показания НГК против водоносной части пласта завышены, по сравнению с показаниями против нефтеносной его части.

Таким образом, интенсивность счета нейтронов в общем случае (I_n, имп/мин) определяется функцией распространения нейтронов тепловых энергий в изучаемой среде и средним числом гамма-квантов, испускаемых при захвате нейтронов в этой среде.

По нейтронным свойствам осадочные горные породы можно разделить на группы - большого и малого водородосодержания.

К первой группе относятся глины, характеризующиеся высокой влагоемкостью и содержащие значительное количество минералов с химически связанной водой (водные алюмосиликаты); угли, гипсы, содержащие химически связанную воду, а также некоторые очень пористые и проницаемые породы - коллекторы, насыщенные водой или нефтью. На диаграммах НГК эти породы отмечаются низкими показаниями радиационного гамма-излучения.

Во вторую группу пород входят малопористые разности - плотные известняки и доломиты, сцементированные песчаники и алевролиты, а также ангидриты и каменная соль. На диаграммах НГК эти породы выделяются высокими показателями.

Против других осадочных пород (песков, песчаников, пористых карбонатов) показания НГК зависят от их глинистости и содержания в них водорода и хлора, т. е. насыщенности водой различной минерализации, нефтью или газом.