Исследования скважин

Акустический каротаж (АК) основан на изучении характеристик упругих волн ультразвукового и звукового диапазона в горных породах. При АК в скважине возбуждаются упругие колебания, которые распространяются в ней и в окружающих породах и воспринимаются приемниками, расположенными в той же скважине.

Акустический каротаж в основном варианте сводится к определению скорости распространения упругих колебаний в пересеченных скважиной породах (АК по скорости); могут также определяться поглощающие свойства горных пород (АК по затуханию).

Скорость распространения упругой волны в пласте V_п, определяемая при акустическом каротаже, называется пластовой или интервальной, а Dt – интервальным временем пробега продольной волны (единицы измерения – мс/м).

При акустическом каротаже измеряется скорость распространения упругих волн в породе в интервале базы зонда. Породы, залегающие за пределами базы, не влияют на измеряемые величины. Мощный пласт (h>S) характеризуется симметричной аномалией, ширина которой между точками отхода (точки отклонения от вмещающей среды) равна сумме мощности пласта и базы зонда (h + S). Вертикальный участок характеризует истинное время пробега волны. Для пласта с пониженной скоростью распространения колебаний аномалия времени Dt будет положительной. Тонкий пласт (h£S) в однородной толще характеризуется симметричной аномалией. Если мощность пласта h=S, то кривая имеет симметричную форму и значение Dt в максимуме (минимуме) дает представление об истинной пластовой скорости (рис.7). Трещинные и трещинно-кавернозные коллекторы выделяются среди гранулярных неглинистых пород, так же как и глинистые, по уменьшению амплитуд А и увеличению a_ак.

Данные АК в комплексе с другими методами ГИС дают возможность определить пористость пород; выделить зоны трещиноватости и кавернозности в карбонатном разрезе; уточнить литологию разреза; получить сведения о высоте подъема цементного кольца в затрубном пространстве и качестве цементации скважин, вычислить средние и пластовые скорости распространения упругих колебаний, используемых при интерпретации данных сейсморазведки.

Рис.7. Кривые интервального времени для пластов различной мощности: а – мощный пласт (h>S); б – тонкий пласт (h<S); 1 – известняк, 2 – глина, 3 – ось скважины

Термометрия скважин.Измерение температуры по стволу скважины производят в целях изучения: естественного теплового поля Земли; местных (локальных) тепловых полей, наблюдаемых в скважине в процессе бурения и эксплуатации; искусственных тепловых полей, вызванных наличием в скважине промывочной жидкости и цементного раствора в затрубном пространстве. Температурные измерения в скважине производят для решения как геологических задач, так и задач, связанных с изучением технического состояния скважин: определения основных геотермических параметров (геотермического градиента, геотермической ступени и плотности теплового потока), тепловой характеристики пород (теплопроводности или теплового сопротивления, температуропроводности), изучения технического состояния скважин (высоты подъема цемента за колонной, наличия перетоков флюида в затрубном пространстве и мест его поступления в скважину, выявления интервалов поглощения жидкости или ее поступления из пласта в скважину в процессе бурения).

Кавернометрия (Измерение диаметра ствола скважины).Фактический диаметр скважины d_с в ряде случаев отклоняется от его номинального d_н, равного диаметру долота, которым бурилась скважина. Увеличение d_с (образование каверн в стволе скважины) наблюдается против глин и сильноглинистых разностей (мергелей и др.) из-за гидратации тонкодисперсных глинистых частиц и в результате их размыва гидромониторным воздействием струи, вытекающей из долотных отверстий.

Оседание глинистых частиц против проницаемых пластов в результате фильтрации бурового раствора в пласт способствует образованию глинистой корки на стенке скважины, что приводит к уменьшению диаметра d_с. Толщина глинистой корки изменяется от нескольких миллиметров до 5 см и более. Результаты кавернометрии используют при обработке данных ГИС, для выделения пластов горных пород и определения их литологического состава. Диаметр скважины измеряется с помощью каверномеров, которые различаются по своим конструктивным особенностям. Каверномер представляет сведения о среднем диаметре скважины. Единицы измерения – сантиметры (см).

Наибольшее распространение нашли каверномеры с четырьмя рычагами, попарно расположенными во взаимно перпендикулярных плоскостях. Движения измерительных рычагов под влиянием изменения диаметра скважины преобразуется с помощью датчиков в электрические сигналы, передаваемые на каротажную станцию и регистрируемые в виде кавернограммы.