10. Плотностной гамма-каротаж (ггк).

В методе ГГК различают две разновидности: он может быть плотностной или селективный. Наиболее часто используется плотностной каротаж. Между интенсивностью рассеянного гамма-излучения и плотности горных пород существует обратная связь: чем больше плотность, тем меньше регистрируемое гамма-излучение. Минимальные показания ГГК соответствуют плотным породам – ангидритам, крепким доломитам и известнякам. Максимальные показания ГГК характерны для гипсов, глины, каменной соли, высокопористых разностей известняков, песчаников и доломитов. Средние показания – глинистые известняки и глинистые песчаники. По ГГК можно оценить пористость породы. ГГК используется для изучения и контроля технического состояния скважины, оценки качества тампонажных работ, выявление интервалов притоков в скважины флюидов различной плотности.

11. Нейтронный гамма-каротаж (нгк) и его модификации (ннк-т и ннк-н).

При нейтронном каротаже изучаются характеристики нейтронного и гамма-излучений, возникающих при облучении горных пород источником нейтронов. Различают стационарные и импульсные методы нейтронного каротажа. К стационарным относят следующие модификации: нейтронный гамма каротаж НГК, нейтрон-нейтронный каротаж по тепловым нейтронам ННКТ и нейтрон-нейтронный каротаж по надтепловым нейтронам ННКН.

Результаты измерения представлены в виде изменения на кривой НК вторичного гамма-излучения или плотности тепловых или надтепловых нейтронов с глубиной. В скважинном приборе содержатся источник и индикатор гамма-излучения.

Общая величина гамма-излучения, регистрируемая при НГК слагается из трех компонентов: 1) интенсивность гамма-излучения J_нгк, возникающего под действием внешнего источника нейтронов; 2) гамма-излучения J_ггк источника нейтронов, которое воздействует на индикатор непосредственно или вследствие облучения стенок скважины; 3) естественное гамма-излучения J_гк.

По нейтронным свойствам осадочные породы делятся на две группы: большого и малого водородосодержания. К первой группе относятся породы, характеризующиеся высокой влагоемкостью (пористостью) – пористые и проницаемые песчаники и карбонатные породы; ко второй группе относятся малопористрые разности – плотные известняки и доломиты, сцементированные песчаники и алевролиты, ангидриты, каменная соль. На диаграммах НГК эти породы в отличие от пород первой группы выделяются высокими показаниями НГК. Нефть и вода содержат почти одинаковое количество водорода, поэтому нефтеносные и водоносные пласты отмечаются приблизительно одинаковыми значениями НГК. Газоносные пласты отмечаются более высокими показаниями.

Нейтрон-нейтронный каротаж по тепловым и надтепловым нейтронам

В отличие от НГК эти методы свободны от влияние естественного гамма-излучения. НК в комплексе с другими методами ГИС дает возможность выделять в разрезе глины, плотные породы и участки повышенной пористости. В эксплуатационных скважинах методы НК применяются для определения месторасположения ГЖК и ВНК.

12. Акустический каротаж (АК) и решаемые им задачи.

Прохождение волны через границу двух сред

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 по ней и в окружающих породах и воспринимаются приемниками, расположенными в той же скважине.

Если в элементарном объеме некоторой упругой среды в течении короткого времени действует внешняя возбуждающая сила, в среде возникают напряжения, вызывающие относительные перемещения частиц. Это ведет к возникновению двух типов деформации: деформации объема (растяжение-сжатие) и деформация формы (сдвига). Процесс последующего распространения деформации называется упругой сейсмической волной. Поверхность, отделяющая в данный момент времени область среды, в которой уже возникло колебание частиц, от той, где колебания еще не наблюдаются, называется фронтом волны.

Линии, нормальные к волновым поверхностям, носят название лучей. В однородной среде лучи прямолинейные, в неоднородной – криволинейные. Распространение фронта волны изучается с помощью принципа Гюйгенса-Фринеля, согласно которому каждая точка фронта рассматривается как источник элементарных волн, а понятие луча связывают с направлением переноса энергии волны.

Различают два типа волн: продольные и поперечные. Продольная волна несет с собой только деформации объема, они могут существовать в различных средах. Поперечные волны могут существовать только в твердых телах.

АК сводится к определению скорости распространения упругих колебаний (АК по скорости), так же могут определяться поглощающие свойства горных пород (АК по затуханию). Скорость распространения упругих волн тесно связана с литологическими и петрографическими свойствами породы. Поглощающие свойства горных пород различаются еще больше, чем скорость и зависят от геологического характера пород. Среди горных пород по ослаблению ими упругих колебаний выделяются газоносные, трещинные и кавернозные породы. Сильное влияние на затухание также оказывает глинистость пород.

Основной зонд в АК является трехэлементный, который состоит из излучателя и двух расположенных на некотором расстоянии от него приемников, воспринимающих колебания. Расстояние между приемниками является характерной величиной – базой. Длине зонда соответствует расстояние от излучателя до ближайшего приемника.

АК по скорости основан на изучении скорости распространения упругих волн путем измерения интервального времени Δt=(t₂-t₁)/S, [мкс/м]. t₂ – время от излучателя до П2, t₁ – время от излучателя до П1. Δt=1/V_п.

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. Тонкий пласт характеризуется симметричной формой, а значение Δt в максимуме (или в минимуме) дает представление об истинной пластовой скорости. База S характеризует разрешающую способность зонда. Чем меньше база, тем более тонкие слои могут быть выделены по АК, однако уменьшение базы ведет к уменьшению точности измерений. На практике база устанавливается меньше мощности самого тонкого из встреченных слоев.

АК в комплексе с другими методами ГИС может помочь при определении К_п пород, выделить зоны трещиноватости и кавернозности в карбонатном разрезе, уточнить литологию разреза, участвовать в интерпретации данных сейсморазведки и технического состояния скважины (высота подъема цементного кольца и качество цементации скважины).

13. Распознавание литологического состава горных пород по данным ГИС (терригенные, карбонатные и галогенные отложения).

Важнейшим документом геологической службы является литолого-стратиграфическая колонка, содержащая сведения о положении границ пластов и их толщинах, литологическом составе и стратиграфической принадлежности пород, которыми пласты сложены, о наличии пластов-коллекторов и характере их насыщения. Пи изучении литологического состава выбирается оптимальный комплекс ГИС в зависимости от конкретных условий разреза.

Терригенный разрез

Литологическое расчленение по данным ГИС проводят в два этапа: сначала расчленяют породы на коллекторы и неколлекторы, а затем среди коллекторов и неколлекторов выделяют отдельные литологические разности.

В терригенном разрезе неколлекторы делятся на глинистые и все прочие вмещающие породы.

По данным ГИС безошибочно можно определить только группу глинистых пород (собственно глины, аргиллиты, глинистые сланцы). Они характеризуются увеличением диаметра скважины по сравнению с номинальным, низким кажущимся удельным сопротивлением, наиболее высокими показаниями ПС и ГК, низкими показателями НГК и микрозондов и высокими значениями Δt (по АК).

Среди прочих вмещающих пород можно выделить по крайней мере 2 класса пород с различной глинистостью и пористостью. К первому классу относятся песчаники и алевролиты, характеризующиеся низкой пористостью и более высокой глинистостью по сравнению с самыми плохими коллекторами. Ко второму классу относятся глины, содержащие песчаный или алевролитовый или карбонатный материал. Эти два класса на диаграммах ГИС характеризуются промежуточными показаниями ГИС.

Карбонатный разрез

При расчленении карбонатного разреза по данным ГИС сначала выделяют межзерновые коллекторы, т.е. коллекторы с гранулярной пористостью, а в остальной части разреза проводят литологическое расчленение с выделением сложных коллекторов. Глинистые породы по диаграммам ГИС выделяются также, как и в терригенном разрезе. Низкопористые известняки и доломиты характеризуются самыми высокими показаниями НГК.

Галогенный разрез

Разрез, представленный гидрохимическими отложениями, расчленяют в основном по данным ядерных методов (ННК, ГК, ГГК) с использованием результатов АК и КВ. Выделение галогенных пород, таких как гипса, ангидрита, каменной соли, калийной соли, осуществляется по совокупности показаний методов ГИС.