1. Фізична суть методу бкз. Геологічні задачі, що розв"язуються за допомогою методів електричного опору.

Фізична суть БКЗ. Суть БКЗ полягає у вимірах уявного опору ρ_у гірських порід однотипними зондами різної довжини з метою визначення істинного опору пластів ρ_п, оцінки діаметра зони проникнення D і характеру проникнення фільтрату промивальної рідини в пласт-колектор (підвищувальне, понижувальне).

На вимір уявного опору ρ_у впливають свердловина, зона проникнення, істинний опір пласта ρ_п і вміщуючих порід ρ_вм, товщина пласта, довжина зонда. Щоб визначити ρ_п, потрібно позбавитись впливу зазначених чинників, чого й досягають за відповідної обробки отриманих матеріалів. Особливо важливе значення має визначення ρ_п нафтонасичених і газонасичених пластів, бо цей параметр пов'язаний з пористістю, нафто- і газонасиченістю, тобто з вихідними даними для підрахунку запасів нафти і газу.

Для БКЗ застосовують зонди всіх розмірів (зазвичай від 0,4 до 8м). Для дослідження нафтових і газових свердловин рекомендується користуватися наступним комплектом зондів: А0,4М0,1N; А1М0,1 N ; А2М0,5 N ; А4М0,5М; А8М1N, також покрівленим градієнт-зондом N0,5М4А.

Область застосування БКЗ. БКЗ проводять на інтервалах свердловини, перспективних на нафту і газ. При цьому всі криві ρ_у реєструють у масштабі глибин 1:200 й однакових масштабах опору. Нафтові і газові свердловини мають відповідати таким геолого-геофізичним умовам: однорідність досліджуваних пластів-колекторів і вміщуючих порід, товщина пластів не менше восьми діаметрів свердловини, ρ_п/ρ_с<500 для пластів великої товщини й не більше 250 для пластів малої товщини, ρ_с>0,2 Ом м. У разі ρ_п/ρ_с>500 і ρ_с<0,2 Ом м БКЗ не проводять. Кінцевим підсумком обробки матеріалів БКЗ є визначення істинного опору пластів, параметрів зони проникнення (D, ρ_зп) та характеру проникнення фільтрату промивальної рідини. За даними ρ_п визначають коефіцієнти пористості та нафто- газонасиченості, які використовують під час підрахунків запасів нафти і газу на родовищі.

2. Метод ультразвукового акустичного каротажу. Геологічні задачі, приклади його застосування при дослідженні нафтогазових свердловин.

Фізичні основи акустичного каротажу (ак)

Гірські породи являють собою пружні тіла, які під дією зовнішньої збуджувальної сили зазнають деформацій об'єму (розтягу і стиску) та форми (зсуву). Якщо в обмеженій області середовища (умовно назвемо її точкою) діє протягом короткого проміжку часу зовнішня збуджувальна сила, то в цій області виникають деформації й спостерігається переміщення частинок середовища. Кожна із цих елементар­них частинок стає центром вторинних пружних коливань для інших частинок середовища згідно з принципом Гюйгенса, і як результат, в усіх напрямках будуть поширюватись деформації початкового стану середовища. Після того, як частинка середовища здійснить коливання навколо свого початкового положення, вона заспокоюється.

Процес послідовного поширення деформації називається пружною хвилею.

Перше відхилення частинки від стану спокою називається першим вступом пружної хвилі.

Поверхня, що відмежовує частинки в стані коливань від частинок, що перебувають у стані спокою, називається переднім фронтом хвилі. Внутрішня поверхня, що відмежовує частинки у стані коливань від частинок, які припинили коливатись, називається заднім фронтом хвилі. Обидва фронти поступово переміщуються, віддаляючись від точки початкового збудження коливань. Кожному положенню фронту хвилі відповідає певний час, відрахований від моменту дії збуджувальної сили до моменту першого вступу пружної хвилі. Геометричне місце точок середовища з однаковим часом надходження хвилі називається ізохорною. Напрям поширення коливань називається променем, який перпендикулярний до фронту хвилі.

Розрізнюють поздовжні і поперечні хвилі. Поздовжні хвилі пов'язані з деформаціями твердого, газового або рідкого середовища, а поперечні — з деформаціями лише твердого середовища. Поздовжня хвиля являє собою переміщення зон стиску і розтягу вздовж променя, а поперечна — переміщення зон протилежного ковзання шарів стосовно один одного в напрямку, перпендикулярному до променя (рис. 82)

Для пружної хвилі характерна швидкість її поширення за напрямом променя. Величина швидкості залежить від пружних властивостей середовища й типу хвилі.

Основні властивості пружних тіл визначаються такими параметрами:

1. Модуль поздовжньої пружності (модуль Юнга) Е. Модуль поздовжньої пружності дорівнює відношенню напруги Р до відносного видовження l=Δl/l пружного тіла (де l — початкова довжина тіла, — видовження тіла під дією прикладеної сили F); таким чином,

де (S — площа перерізу тіла).

2. Коефіцієнт поперечного скорочення (коефіцієнт Пуассона) Коефіцієнт поперечного скорочення σ являє собою коефіцієнт пропорційності між відносним поперечним скороченням δl_c даного пружного тіла та його відносним видовженням δl:

де δl_c =Δl_c/l_c (l_c — початкова поперечна довжина тіла; Δl_c — скорочення тіла під дією прикладеної сили).

Для переважної більшості гірських порід модуль Юнга Е=(0,15—0,6)-10⁶кг/см², а коефіцієнт Пуассона σ близький до 0,25.

Швидкість і поширення поздовжних хвиль V_р і поперечних V_s хвиль у гірській породі визначається за формулами:

де δ – густина гырської породи.

Поділивши формули, будемо мати:

Оскільки для більшості гірських порід σ=0,25, то V_р/ V_s=1,73. Звідси видно, що поздовжня хвиля надійде до віддалених точок швидше, ніж поперечна.

Між швидкостями поширення прямої і прохідної хвиль зберігається закон заломлення (закон Снеліуса): sinα₁/V₁=sinβ/V₂

Область застосування акустичного каротажу. Акустичний каротаж переважно застосовують у нафтових і газових свердловинах з метою літологічного розчленування розрізу, виділення пластів-колекторів та визначення їхньої пористості, а також для оцінки якості цементування обсадних колон.

Для визначення коефіцієнта пористості К_п користуються рівнянням середньої швидкості пробігу V пружної хвилі:

1/V= К_п /V_р+(1 - К_п)/V_ск,

де V_ск, V_р — щвидкості пружної хвилі в скелеті породи і рідийі, що насичує цю породу. Якщо від швидкостей перейти до інтервально- го часу, то будемо мати:

Т= К_пΔТ_р+(1 - К_п) ΔТ_ск.

Ця залежність являє собою пряму, що відсікає на осі ординат величину ΔТ_ск для породи з К_п =0 (рис. 89).

При попередній оцінці К_п величину ΔТ_ск можна прийняти: для неущільнених піщаників 182 мкс/м, ущільнених піщаників 170,мкс/м, вапняків 156 мкс/м, доломітів 141 мкс/м.

Оскільки радіус дослідження в акустичному каротажі невеликий і обмежується в основному зоною проникнення, то за ΔТ_р можна прийняти його значення у воді (фільтрат промивальної рідини, пластова вода) для відомих значень її мінералізації і температури, користуючись відповідними залежностями.

Акустичний каротаж також застосовується для оцінки якості цементування затрубного простору нафтових і газових свердловин (АКЦ — акустична цементометрія).