Интерпретация

тях разреза в этом случае показания малого зонда будут превы­

шать показания большого зонда. Это расхождение является при­

знаком выделения в разрезах продуктивных интервалов.

Пршкер 46. На рис. 78 показана часть продуктивного разреза скважины, представленная глинисто-карбонатными породами

нижнего и среднего карбона. В скважине выполнены: НГМ,

ННМ-НТ и ГМ. Пластовые воды минерализованные. Спустя 5 лет выполнен ИННМ-КВ, на котором нефтенасыщенные ин­ тервалы характеризуются приращением показаний малого зонда

над показаниями большого зонда. В зоне воданасыщенных про­

слоев показания зондов совпадают. После интерпретации данных

ИННМ-КВ выделено несколько интервалов, которые рекамендо­

вались к испытанию как нефтенасыщенные: 1400-1429 и 1436-

1452 м. Интервалы 1452-1464 и 1467-1474 м выделены как во­

донасыщенные. При перфорации двух интервалов- 1401-1424 и 1435-1448 м - получен приток нефти с дебитом 30 тjсут и пре­

сной воды с дебитом 14 т/сут.

ИНТЕРПРЕТАЦИЯ ДАННЫХ инrм-с

И КОМПЛЕКСА ЯДЕРВО-ФИЗИЧЕСКИХ МЕТОДОВ (ЯФМ) [10, 30)

Импульсный нейтронный гамма-метод в спектральной моди­ фикации позволяет регистрировать энергетические спектры гам­

ма-излучения неупругого рассеяния (ГИНР) и радиационного

захвата (ГИРЗ). В табл. 25 приведены характерные спектральные линии ГИНР и ГИРЗ для некоторых породообразующих эле­

ментов [30).

Импульсный генератор производит нейтронный импульс

(энергия нейтронов 14 МэБ) длительностью 10-20 мкс, период повторения импульсов составляет 50-100 мкс. На протяжении 30 мкс после начала импульса, в течение которых вероятность

сечения неупругого рассеяния достаточно высока, поскольку еще

высока энергия нейтронов, регистрируются гамма-кванты неуп­ ругого рассеяния (ГИНР). Характерными спектральными ли­ ниями ГИНР являются высоко энергетические аномалии углеро­

да (4,43 МэБ) и кислорода (наиболее информативная линия

6,13 МэБ), по которым можно оценить содержание этих элемен­ тов. Отношение содержаний углерода и кислорода (С/0) позво­ ляет оценить коэффициент нефтенасыщенности в зоне исследо­ вания метода при известной пористости (рис. 79) вне зависимо­

сти от минерализации воды, насыщающей емкостное пространст­

во коллектора [30). Этот метод позволяет решить задачу в случае

насыщения парового пространства коллектора пресной водой в

условиях обсаженной и необсаженной скважины.

190

~ - иэвестник .. - иефтеиасыщениыА пласт

Рис. 78. Выделе101е продуктивных IОIТервалов по ДIIИIIЫМ ИННМ-КВ

Анализ спектров гамма-излучения радиационного захвата, ко­

торое регистрируется на болыпих временах задер3аКИ после на­

чала испускания нейтронов, позволяет определить содержание

191

Таблица 25

Наиболее характерные _CП~IC'rpiiJIЬIIble J111ИИИ rамма•mшучеиия иeynpyroro paece.IJIIIIJII (ГИНР) и rамма·mшучеиия радиациоiDiоrо аа:uата

(ГИРЗ) Д1UI некоторых химических элементов [30)

таких элементов, как Са, Si, Fe, Cl. По отношению- Ca/Si опреде­

ляют состав скелета породы.

Интерпретация показаний ИНГМ-С состоит из следующих этапов [13). Первым шагом является выделение из суммарного

Рис. 79. Зависимость спектралъиоrо отиошеиия С/0 от коэсЬФициеита порис:то·

с:ти Д1UI песчаника и иэвеСТИJПСа при нас:ьпцеiDIИ их прес:иоil водой и нефп.ю

[26, ЗО)

192

регистрируемого излучения полезного ·сигнала и разделение его

на отдельные моноэлементные составляющие. Второй этап со­

стоит в приведении величин моноэлементных составляющих к

стандартным условиям для каждого интервала разреза. Этот этап

включает учет скважинных условий измерения и нейтронных поглощающих и замедляющих свойств пород. На третьем этапе

определяются элементные содержания в породах разреза сква­

жины.

Количественная интерпретация данных ИНГМ-С требует зна­

ния величин коэффициента пористости пород, содержания в них

глинистого материала и нейтронно-поглощающих характеристик

(времени жизни тепловых нейтронов). Эту информацию можно

получить при комплексировании нескольких ядерных методов -

ИНГМ-С, СГМ и ИНМ. Это сочетание методов получило назва­

ние комплекса ядерно-физических методов (ЯФМ), для реализа­ ции которых разработана специальная современная аппаратура. Аппаратурный комплекс, разработанный ОАО НПП ВНИИГИС (г. Октябрьский), включает ИНГМ-С (спектральные отношения

С/0, Ca/Si), СГМ (кривые интегрального метода и кривые изменения с глубиной содержания в породах калия, урана и то­

рия) и ИНГМ (сечение поглощения тепловых нейтронов). Аппа­ ратура ВНИИА (г. Москва) использует комплекс методов

ИНГМ-С, СГМ и ИННМ в двухзондоном и четырехзондоном

вариантах и позволяет, помимо перечисленных параметров, до­

полнительно получить кривые изменения эквивалентной влаж­

ности пород.

Комплекс ЯФМ позволяет решать целый ряд важных задач на этапах разведки, доразведки и разработки залежей углеводо­

родов. Комплекс позволяет: выполнять литологическое расчлене­

ние разреза, определять емкостные свойства; уточнять запасы

углеводородов и производить их пересчет; выявлять новые объ­

екты эксплуатации, пропущенные продуктивные интервалы и

слабо выработанные зоны в эксплуатируемых пластах; уточнять

характер насыщения в случаях неоднозначного его определения

по данным ГИС в открытом стволе и др. [2, 10, 26, 30].

Пример 47. На рис. 80 приводится комплекс методов ГИС, в

который входят методы: стандартная радиометрия (ГМ и НГМ),

ИННМ (кривая tn), ИНГМ-С (кривые отношений С/0 и Ca/Si),

выполненные в терригеином коллекторе, в одной из скважин

разрабатываемого нефтяного месторождения. Целью исследова­

ний является выделение обводнившихся в процессе разработки интервалов и выявление невыработаиных нефтенасыщенных зон.

Поддержание пластового давления осуществляется закачкой пре­

сных вод, пластовые воды высокоминерализованные. Комплекс-

193

•

Глава IV

ИНТЕРПРЕТАЦИЯ ДИАГРАММ МЕТОДОВ

АКУСТИЧЕСКОГО

И ЯДЕРНО-МАГНИТНОГО РЕЗОНАНСА

§ 15. АКУСТИЧЕСКИЙ МЕТОД

В акустическом методе [7, 9, 13] исследуются скорость рас­

пространения и энергия упругих волн, возбуждаемых в скважине

и породах. В отечественной практике применяются приборы для

регистрации кинематических и динамических характеристик продольных и поперечных волн в широкополосном и узкополос­

ном вариантах для изучения разрезов скважин и их технического

состояния. Стандартные исследования акустическим методом

выполняются на частотах 25-30 кГц. Аппаратура широкополос­ ного метода позволяет использовать частоты 1-20 кГц.

Различают продольные (Р) и поперечные (S) упругие волны,

при прохождении которых частицы среды перемешаются соот­

ветственно по направлению их распространения и перпендику­

лярно к нему. Скорости распространения продольных Vp и попе­ речных Vs волн связаны соотношением Vp = 1,13v5. Продольные

воЛны распространяются в твердых, жидких и газообразных те­

лах, поперечные - только в твердых. Помимо продольных и по­

перечных волн выделяют волну Лэмба (L), которая распростра­

няется в жидкости, заполняющей скважину.

Для регистрации диаграмм акустического метода используют­

ся трехэлементные (приборы СПАК, АКВ-1, АКШ, АК-4) и че­

тырехэлементные (приборы АК-П, МАК-5, АК-5) акустические зонды. Характеристики этих зондов не очень благоприятны для регистрации поперечных волн и волны Лэмба.

Трехэлементные зонды состоят из двух источников ультра­

звуковых колебаний и одного приемника И1И2П. Эти зонды эк­

вивалентны зондам, состоящим из двух приемников и одного

источника П1П2И. Волновая картина, получаемая при помощи

такого зонда в любой точке разреза, представляется в виде вре­

менных разверток, высвечиваемых на экране осциллографа для

197

первого и второго приемников. Развертка для каждого приемни­

ка содержит шкалу с марками времени, аномалию, соответст­

вующую возбуждающему импульсу, серию гармонических коле­ баний затухающей продольной волны, цуг гармонических коле­ баний поперечной и других волн (рис. 82); кроме того на раз­

вертке отмечается момент прихода головной продольной волны

(первое вступление).

Стандартная аппаратура типа СПАК (СПАК-2, СПАК-4) обе­

спечивает регистрацию отдельных параметров продольных волн

(для упрощения индекс Р в обозначениях снимаем): времен пер­ вого в,ступления т.. т2 для первого и второго приемников; ам­ плитуд А1, А2 первого вступления для ближнего и дальнего при­

емников; производных величин - времени прохождения про­

дольной волны в интервале между п. и п2 на расстоянии, рав­ ном базе акустического зонда L:

(70)

а также коэффициента ослабления (затухания) амплитуды, отне­

сенной к единице длины:

(71)

Ts•

Tl"'

зl

1·

0000000°000°0°0000°000°000°00

Рис. 82. BoJJНoвu картина, получаеМВJJ в одной точке разреза акустическим

зондом:

1 - момент подачи yпpyroro импульса; 2 - первое вступление продольной волны; З- первое вступление поперечной воJJНы; 4 - мархи времени; TPI, Tn, Ts1, TS2- времена первоrо вступления продольной и поперечной волн для первоrо и второ­

rо приемнпов; I::..Тр = TnTPii l!Ts =TS2Tst

198

Параметры Т1, Т21 !!..TL регистрируЮтся в микросекундах; А1, А2 - в условных единицах (например, мВ), а- в децибеллах на

метр (дБ/м). Аппаратура СПАК также позволяет регистрировать волновУJО картину при наличии специальной приставки для фо­ тографирования на пленку временной развертки с экрана осцил­ лографа.

Для количественной интерпретации данных акустического ме­ тода используют интервальное время !!..Т (в мкс/м), приведеиное

к стандартной базе зонда, равной 1 м:

Для качественной интерпретации при литологическом расчле­

нении разреза используют также параметр а.

Величина !!..Т связана со скоростью распространения упругой волны v (в м/с):

!!:.Т= 106/v.

Этот параметр, так же как и скорость, является важнейшей акустической константой среды, характеризУJQщей ее кинемати­ ческие свойства. Динамические свойства продольной упругой волны в среде характеризует величина а. Скорость распростра­ нения упругих волн v и акустическая константа !!..Т связаны с

коэффициентом пористости горных пород, поскольку акустиче­

ские свойства скелета пород и заполнителей лорового простран­

ства различны.

Связь между коэффициентом пористости kп породы и !!..Топи­

сывается уравнением среднего времени:

(73)

где !!..Тск и !!..Тфп - интервальные времена пробега волны соответ­ ственно в минеральном скелете породы и жидкости (в более об­

щем случае - смеси флюидов), заполняющей поры. Уравнение (73) справедливо для упрощенной модели породы, представлен­

ной чередованием участков, занимаемых мономинеральным ске­

летом и однофазной поровой жидкостью, в направлении пробега

волны. При наличии в скелете породы т минеральных компо­

нент и в объеме пор n различных фаз уравнение среднего време­

ни имеет вид

(74)

где k.r.1 и kжi - соответственно относительное объемное содержа­ ние j-й минеральной компоненты в скелете и i-й фазы в объеме

пор.

199