Звуковая регистрация

Акустический каротаж — это инструмент каротажа скважин , который определяет время прохождения интервала пласта , обозначаемое как ${\Delta }t$, который является мерой того, насколько быстро упругие сейсмические волны сжатия и поперечные волны проходят через пласты. С геологической точки зрения эта способность варьируется в зависимости от многих факторов, включая литологию и текстуру горных пород, особенно заметно уменьшаясь с увеличением эффективной пористости и увеличиваясь с увеличением эффективного ограничивающего напряжения. Это означает, что акустический каротаж можно использовать для расчета пористости, ограничивающего напряжения или порового давления пласта, если сейсмическая скорость матрицы горной породы $V_{mat}$и поровая жидкость, $V_{l}$, известны, что очень полезно для разведки углеводородов .

Процесс звуковой регистрации

Отношения источника и приемника для звукового журнала

Скорость рассчитывается путем измерения времени прохождения от пьезоэлектрического передатчика до приемника, обычно в единицах микросекунды на фут (мера медленности ). Чтобы компенсировать изменения толщины бурового раствора , фактически имеется два приемника: ближний и дальний. Это связано с тем, что время перемещения внутри бурового раствора будет общим для обоих, поэтому время перемещения внутри пласта определяется выражением:

${{\Delta }t}$ = ${t_{far}}-{t_{near}}$;

где ${t_{far}}$ = время в пути до дальнего получателя; ${t_{near}}$ = время пути до ближайшего приемника.

Если необходимо компенсировать наклон инструмента и изменения ширины скважины, можно использовать массивы как вверх-вниз, так и вниз-вверх и рассчитать среднее значение. В целом это дает звуковой каротаж, который может состоять из 1 или 2 генераторов импульсов и 2 или 4 детекторов, расположенных в одном блоке, называемом «зондом», который опускают в скважину.

Дополнительным способом изменения инструмента акустического каротажа является увеличение или уменьшение расстояния между источником и приемниками. Это обеспечивает более глубокое проникновение и решает проблему зон низкой скорости, возникающих из-за повреждения стенок скважины.

Пропуск цикла

Возвратный сигнал представляет собой волновую последовательность, а не резкий импульс, поэтому детекторы активируются только при определенном пороге сигнала. Иногда оба детектора не активируются одним и тем же пиком (или впадиной), а следующая волна пика (или впадины) вместо этого активирует один из них. Этот тип ошибки называется пропуском цикла и легко идентифицируется, поскольку разница во времени равна интервалу времени между последовательными циклами импульсов.

Расчет пористости

Было предложено множество взаимосвязей между временем прохождения и пористостью, наиболее общепринятым является уравнение среднего времени Уилли. Уравнение в основном гласит, что общее время прохождения, записанное в журнале, представляет собой сумму времени, которое звуковая волна тратит, путешествуя по твердой части породы, называемой матрицей породы, и времени, затраченного на путешествие через жидкости в порах. Это уравнение является эмпирическим и не учитывает структуру матрицы породы или связность поровых пространств, поэтому к нему часто можно добавлять дополнительные поправки. Уравнение среднего по времени Уилли является:

${\frac {1}{V}}={\frac {\phi }{V_{f}}}+{\frac {1-{\phi }}{V_{mat}}}$

где $V$ = сейсмическая скорость пласта; $V_{f}$ = сейсмическая скорость поровой жидкости; $V_{mat}$ = сейсмическая скорость матрицы породы; ${\phi }$ = пористость.

Точность

В настоящее время хорошо известно, что точность современных акустических каротажей сжатия и сдвига, полученных с помощью инструментов каротажа на кабеле, находится в пределах 2% для скважин диаметром менее 14 дюймов и в пределах 5% для скважин большего размера. Некоторые предполагают, что тот факт, что измерения бревен с регулярными и длинными интервалами часто противоречат друг другу, означает, что эти бревна не точны. На самом деле это не так. Довольно часто вокруг скважины происходят повреждения, вызванные бурением, или химические изменения, из-за которых формирование околоскважинного пласта происходит на 15% медленнее, чем более глубокий пласт. Этот «градиент» медлительности может достигать 2–3 футов. Измерения на больших расстояниях (7,5–13,5 футов) всегда измеряют более глубокую неизмененную скорость пласта и всегда должны использоваться вместо каротажных диаграмм с более короткими удалениями. Расхождения между сейсмическими данными и данными акустического каротажа обусловлены соображениями масштабирования и анизотропии, которые можно решить с помощью усреднения Бэкуса для данных звукового журнала.

Некоторые полагают, что для изучения того, как изменяющийся размер скважины влияет на акустический каротаж, можно сопоставить результаты с результатами кавернометрического каротажа . Однако это обычно приводит к неправильным выводам, поскольку более податливые пласты, склонные к размывам или увеличению диаметра, также по своей природе имеют «более медленные» скорости.

Калиброванный звуковой журнал

Чтобы улучшить связь между данными скважин и сейсмическими данными, часто используется контрольная съемка для создания калиброванного акустического каротажа. В скважину опускают геофон или группу геофонов, а сейсмический источник располагается на поверхности. Сейсмический источник запускается с помощью геофона(ов) на различных глубинах, при этом регистрируется время прохождения интервалов. Это часто делается во время получения вертикального сейсмического профиля .

Использование в разведке полезных ископаемых

Акустические каротажи также используются при разведке полезных ископаемых , особенно при разведке железа и калия .

См. также

• колодец