Определение коэффициента пористости по данным акустического метода

Акустический метод в модификации регистрация интервального времени DТ продольных волн (обеспеченной серийной аппаратурой) позволяет определять коэффициент пористости в карбонатных и терригенных породах с пористостью 5—25% при хорошем акустическом контакте между зернами минерального скелета, который характерен для сцементированных пород. В слабосцементированных (пески, алевролиты, терригенные породы с высокой глинистостью), а также в плотных карбонатных породах с интенсивной трещиноватостью, для которых характерен слабый акустический контакт между зернами или блоками породы и как следствие интенсивное ослабление акустического сигнала, акустический метод неприменим для определения коэффициента пористости.

В породах, для которых возможно применение акустического метода для определения kп в зависимости от класса коллектора и структуры его перового пространства устанавливается тот или иной вид пористости. Так, в межзерновом коллекторе, терригенном или карбонатном, при отсутствии трещин и каверн по величине DТ определяют открытую межзерновую пористость, которая, как правило, не отличается от общей пористости за исключением отдельных видов коллектора, в основном карбонатного имеющего закрытые поры. В кавернозно-межзерновом карбонатном коллекторе при отсутствии трещин или незначительной трещиноватости по величине DТ находят значение kn, близкое к межзерновой пористости матрицы, если пустоты (условно каверны) имеют значительные размеры. В сложном трещинно-кавернозно-поровом карбонатном коллекторе в зависимости от коэффициента трещиноватости и ориентации трещин, а также размеров и взаимного расположения каверн по значению DТ определяют или величину, близкую к kп общ либо к kпмз матрицы, или какое-то промежуточное между ними значение kп

Физической основой определения kп по данным акустического метода является уравнение среднего времени

DТп =DТск(1 – kп) + DТжkп, (1)

где DТп – величина, получаемая по диаграмме интервального времени; DТСК и DТж – интервальное время в скелете породы и флюиде, заполняющем поры.

№10

Классификация зондов КС. Определение типов зондов, размера, расчет коэффициентов зондов. Несмотря на то, что зонды КС состоят всего из 3-х электродов, различные комбинации этих электродов образуют зонды разного типа.

Предварительно договоримся, что те из электродов, которые имеют одно и то же назначение, мы будем называть парными. Так, парными являются питающие или токовые электроды А и В и измерительные, они же приемные, М и N.

Зонды КС принято обозначать сверху вниз, указывая между буквенными обозначениями электродов расстояние между ними в метрах. Такое обозначение называют символом зонда. Например, N 0,10 M, 0,95A.

Зонды, у которых сближены парные электроды, называются градиент-зондами (lateral device); а зонды, у которых сближены непарные электроды - потенциал-зондами (normal device).

Точка записи О, т.е. та точка зонда, к которой относятся результаты измерения, всегда располагается посредине между сближенными электродами, т.е. у градиент-зонда - между парными, а у потенциал-зонда - между непарными электродами.

Внутри каждой группы существует еще подразделение по месту расположения парных электродов и по количеству питающих электродов, как показано на рис. 5.3.

Так, зонды, у которых парные электроды располагаются выше непарного, называются обращенными, а те, у которых парные ниже непарного - последовательными зондами.

Зонды с одним питающим электродом называются однополюсными или зондами прямого питания, а зонды с двумя питающими электродами -двуполюсными или зондами взаимного питания.

И последний термин из описания зондов - длина зонда L.

У градиент-зонда за его длину принимают расстояние от удаленного электрода до середины расстояния между сближенными; у потенциал-зонда - расстояние между сближенными электродами, т.е. для потенциал-зонда всегда L=AM, а для градиент-зонда L=AO или L=MO.

По символу зонда всегда можно определить его полное название и длину, так, например, уже приводившийся нами символ N 0,10 M, 0,95A.означает: обращенный градиент-зонд прямого питания, длина зонда 1=1,0 м.

Кроме градиент- и потенциал-зондов существуют еще так называемые "специальные зонды", которые приведены на рис. 5.4, а. Так, зонд AMN, у которого AM=MN, с равным основанием может быть отнесен и к потенциал-, и к градиент-зондам. Такой зонд называется симметричным, за точку записи принимают точку М. Зонд MAN называется дифференциальным зондом Альпина. Зонд N1M1AM2N2 представляет собой комбинацию обращенного и последовательного градиент-зондов и называется двойным градиент-зондом. Он хорошо дифференцирует высокоомный разрез, поэтому американские геофизики называют его hard-rock device, т.е. зонд для твердых пород. Существуют также одноэлектродные зонды, в которых один и тот же электрод играет роль и питающего и приемного. Такие зонды удобны для одножильного каротажного кабел я.

(5.4)

Нетрудно видеть, что множитель, стоящий перед отношением ∆U/I, есть величина постоянная для данной зондовой установки, называемая коэффициентом зонда КС:

(5.5)

Для случая, когда на поверхности заземлен электрод N, а не электрод В, можно получить значение

(5.6)

Нетрудно видеть, что при неизменном расстоянии между электродами и при изменении только их назначения, численная величина коэффициента К не изменяется. Это означает, что к измерениям сопротивления в скважинах применим принцип взаимности (принцип суперпозиции), который гласит, что результат измерения сопротивления среды не изменяется при смене назначения приемных и питающих электродов зонда.

Нейтронный гамма-метод (НГК). Нейтронный гамма-метод

При изучении нейтронным гамма-методом (НГМ) регистрируют гамма-излучение, образующееся при захвате тепловых нейтронов ядрами горной породы (гамма-излучение радиационного захвата). Интенсивность этого излучения в однородной среде уменьшается при удалении от источника примерно по такому же закону, что и интенсивность нейтронов, однако несколько медленнее. Количество гамма-квантов, достигающих детектора, прямо пропорционально количеству нейтронов, поглощаемых единицей объема в зоне расположения детектора, и числу квантов, образующихся при захвате одного нейтрона.

В общих чертах форма кривой НГМ обычно оказывается близкой к кривой ННМ и определяется в первую очередь содержанием водорода в горной породе и в скважине: при больших зондах, применяемых обычно на практике, показания НГМ растут при уменьшении водородосодержания среды, окружающей скважинный прибор

На втором месте по влиянию на показания НГМ после водорода стоят элементы, обладающие одновременно высоким сечением поглощения тепловых нейтронов и аномально высокой (или аномально низкой) интенсивностью гамма-излучения радиационного захвата.

В осадочных горных породах таким элементом является хлор, дающий при захвате одного нейтрона в среднем 2,3 относительно высокоэнергетических гамма-квантов.

При отсутствии хлора основное количество нейтронов в осадочных горных породах поглощается, как правило, водородом, дающим всего один гамма-квант на каждый поглощенный нейтрон. Поэтому повышение концентрации хлора в горной породе сопровождается при равном водородосодержании увеличением среднего числа гамма-квантов на один нейтрон и, следовательно, ростом показаний НГМ.

В частности, водоносные пласты, насыщенные высокоминерализованной пластовой водой, отмечаются большими показаниями по сравнению с нефтеносными пластами той же пористости.

Хотя этот эффект невелик (обычно до 15-20%), но в благоприятных условиях (высокая минерализация пластовых вод и малые изменения пористости) он может использоваться для определения положения водонефтяного контакта в обсаженных скважинах.

Влияние скважины на показания НГМ в основном подобно ее влиянию на показания ННМ, однако количественно оно несколько меньше. Наиболее существенно НГМ отличается от ННМ по влиянию минерализации бурового раствора. Если показания ННМ-НТ не зависят от содержания хлора в растворе, а показания ННМ-Т уменьшаются с ростом минерализации, то показания НГМ при этом возрастают.

При НГМ, кроме гамма-излучения радиационного захвата, регистрируется также гамма-излучение естественных радиоактивных элементов горных пород, поэтому при интерпретации НГМ из его показаний вычитают показания ГМ, помноженные на коэффициент, учитывающий различие чувствительности детекторов в каналах НГМ и ГМ.

В нефтяных и газовых скважинах НГМ применяют для решения тех же задач, что и ННМ-Т, т. е.

для расчленения пород, различающихся водородосодержанием,

Для количественного определения коэффициента пористости,

для установления газожидкостного и реже водонефтяного контактов в обсаженных скважинах

Из всех нейтронных методов в нашей стране получил наиболее широкое применение гибридный метод, при котором детектор кроме гамма-излучения радиационного захвата частично регистрирует также тепловые нейтроны.

Поскольку содержание хлора в буровом растворе и в пласте приводит к уменьшению плотности тепловых нейтронов и к увеличению интенсивности гамма-излучения радиационного захвата, то при применении такого метода влияние хлора оказывается слабее, чем при ННМ-Т или НГМ.

Одновременная регистрация нейтронов и гамма-квантов способствует увеличению также числа регистрируемых частиц и позволяет повысить точность замеров или уменьшить требуемую величину мощности источника.

Дата добавления: 2015-05-10