Способ скважинной геофизической разведки

 

Изобре гение относится к сейсмоакустическим 1-,сследованиям, в частности к определению трещиноватости пород вдоль скважин Целью изобретения является повышение достоверности способа, а также расширение его функциональных возможностей Для этого упругие колебания возбужда: «т на одной или нескольких частотах инфрас яукового или звукового диапазона. При зтг м измеряют интенсивность потока упругих импульсов и суммарное число импульсов focie включения илитюсле определенного интервала, следующего за включением источника, по полученным данным выделяют трещиноватые зоны, оценивают степень их трещиноватое™, определяют показатели прочности пород. 1 з.п,ф-лы. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G 01 V 1/40

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИ "АНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4620572/25 (22) 19.12.88 (46) 23.12.91. Бюл, М 47 (71) Всесоюзный научно-исследовательский„проектно-конструкторский и технологический институт геологических, геофизических и геохимических информационных систем (72) Б.П,Дьяконов, А,А. Калмыков, О.Л. Кузнецов, А,К.Троянов, И.С.Файзуллин и И.А.Чиркин (53) 550,83(088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1236394, кл. G 01 V 1/00, 1984.

Методические рекомендации по выделению в разрезах скважин зон трещиноватости и кавернозности методом акустического каротажа и оценке их параметров.

М„ВНИИЯГГ, 1981, с,41.

Изобретение относится к сейсмоакустическим исследованиям, в частности к апределению трещиноватости пород вдоль скважин.

Целью способа является повышение достоверности способа, а также расширение

его функциональных возможностей.

Зависимость между приложенными напряжениями и характеристиками среды рассмотрена на модели, отражающей реальную. ситуацию для пород. пока они не перешли в пластичное состояние. Для указанной модели среды различные по форме и размерам блоки горного массива на контактных поверхностях скреплены связями, которые находятся под действием постоянной оо и переменной ст1 нагрузок. Прочность Ы,, 1700508 А1 (54) СПОСОБ СКВАЖИННОЙ ГЕОФИЗИЧЕСКОЙ РАЗВЕ,п,КИ (57) Изобре гение относится к сейсмоакустическим исследованиям, в частности к определени -: трещиноватости пород вдоль скважин. Целью изобретения является повышение достоверности способа, а также расширение его функциональных возможностей. Для этого упругие колебания возбуждаг т на одной или нескольких частотах инфраэвукового или звукового диапазона.

При этг. м измеряют интенсивность потока упругих импульсов и суммарное число импульсов nocле включения или после определенного интервала, следующего за включением источника, по полученным данным выделяют трещиноватые зоны, оценивают степень их трещиноватости, определяют показатели прочности пород, 1 з.п,ф-лы. каждой связи ослаблена дефектами-трещинами и определяется сдвиговым напряжением H":раз,рыв оР, Кроме сдвиговых могут также действовать сжимающие и растягивающие напряжения, которые влияют на прочность связей. но основным фактором прочности в реальной среде являются сдвиговые напряжения. Каждый хрупкий разрыв связи со роваждается излучением акустическогQ импульса, Тогда интенсивность сей-,3 смоакустической эмиссии (САЗ), т.е, поток акустиче, ких импульсов, отражает число разрушаемых связей в единицу времени.

Положим, что распад и восстановление связей идут независимо. При сравнительно небольшой плотности возникающих разрывов это отражает реальнуо ситуацию, Количество распавшихся связей пр через время t следует из уравнения кинетики распада и определяется формулой с пр- по- noexp(- f V*dt), (1) о где по — общее количество связей;

1 * — частота распада связей при некотором значении орж.

Частоту распада связей v, согласно ки, нетической теории прочности, можно пред, ;ставить формулой С.H,Æópêoва

V=V ехр

= ро ехр — 1 —— где 4 — энергия активации разрывов;

y — структурный параметр, учитывающий концентрацию напряжений на неоднородностях и другие свойства среды;

К вЂ” постоянная Больцмана;

Т вЂ” абсолютная температура, Уо — частота тепловых колебаний атомов, равная примерно 10 1/С.

ПеРехоД в фоРмУле (2) от Оо и )> к 01 и ор обусловлен тем, что коэффициент g, исходя из его смысла, как показателя перенапряжения, можно считать мерой прочности, а U> = Uo — goo учитывает снижение энергии активации за счет постоянных напряжений.

Количество распавшихся связей пр в единицу времени равно

t с

np= nov ехР(- f veldt). (э) о

Значения nJð и пр соответствуют интенсивности и количеству импульсов СА3 после приложения нагрузки, Покажем возможность оценки трещиноватости среды по измеряемым величинам np (t) и np(t). Возьмем их отношение прис>о: с ехр (—,(Р Ф) Р = Vg (4) пр

1 — 6Х Э(— f V» dt) о

Из этого уравнения при известной нагрузке и сохраняющихся постоянными других параметрах можно определить гм, а затем из формулы (3) трещиноватость изучаемого объема

no = пр(1+ — — ).

1 np (Б)

V* np

Если использовать критерий Бейли суммиРованиЯ повРежДений v* dt = 1, гДе «р— о

U„ Мц уа1

КТ Р 2 KT

KT

)J — — Ь

Я1 — аР V (10) Таким образом, при периодической или постояннои нагрузке вызванная акустическая эмиссия дает возможность выявлять зоны повышенной нарушенности, раздробленности массивов пород, оценивать по приведенным соотношениям их трещиновагость, нарушенность и показатели прочности пород.

Способ осуществляется следующим Образом.

В скважине размещают источник периОдических упругих колебаний (источник воздействия) и зонды с тремя сейсмодатчиками и предусилителями, принимающие импульсы упругих колебаний в полосе звуковых частот, не совпадающей с частотами возвремя до разрушения связей, и учесть, что обычно время контролируемого воздействия на среду и время наблюдения заметно меньше tp, то формула (4) упрощается:

5, V? dt

1/ф — — "Е- (6)

Пр

1 —,"юэ dt о

10 Для приложенной в момент t =- 0 постоянной нагрузки oj =- а Р не зависит ат времени.

Подставляя в (б), получают п ) по= пр (7) пр пр

Для периодической синусоидальной нагруза ки @ = -„- (1 + сов JJJ t) выражение для расчета трещиноватости имеет вид

20 1Ь

Пр = По Е V1 t lp (b)

2 (8) (9 где b = — —; V = т о ехр < =); lo(— о)—

КТ ape 5 КТ) 2 функция Бесселя

Для периодической прямоугольной е +1

Ь пр= поИ

? (9)

Если исследуемый объем подвергнуть

<0 воздействию двух нагрузок различного уp08ня Уц и Я, причем первая меньше второй, to по определенным значениям v 1 и v согласно формулы (4) для первой и второй

ДБ нагрузок получаются из формулы (2) оценки энергии активации разрывов U1npv известной температуре Т и структурного параметра

1700508 ленности, повышенной трещиноватости пород.

KT

35 з1 — а2 vw"

y= -In

Пр12 Пр12 т

1 Р" 1,2 пР1,2 t

Составитель Н. Жукова

Редактор И. Шмакова Техред M.Ìîðãåèòàë Корректор Л. Бескид

Заказ 4466 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 буждения. Упругие колебания от вызванных воздействием в горных породах источников (сейсмоакустической эмиссии) синхронно принимаются датчиками, преобразуются в электрические сигналы, усиливаются и передаютса на поверхность, где расположены блоки дополнительной фильтрации, обработки и регистрации, Расстояние между источником и приемными зондами выбирают исходя из требования снижения воздействия прямой волны, распространяющейся по стволу скважины, на приемные каналы. Оно зависит от многих факторов, в том числе от мощности источника, защищенности приемных трактов от частот источника и конструкции скважины.

Окончательно это расстояние определяют по предварительному опробованию в районе работ, Ориентировочно оно равно 10 м.

Разносы между датчиками выбирают разными с тем, чтобы точнее оценивать поло.— жение дефектов (трещин), излучивших принятые импульсы. Абсолютные значения разносов зависят от точности изменения разности времен At прихода импульсов на соседние датчики и при Л t = 0,1 мс оно составляет 1 и 2 м. После исключения источника воздействия (магнитостриктора) измеряют интенсивность потока упругих импульсов и их суммарное число за заданные интервалы времени. После завершения измерений, а один цикл занимает примерно

5 мин, излучатель и приемные зонды перемещают по скважине в другую точку, По наблюдениям вдоль скважины выявляют интервалы аномальных значений интенсивности сейсмоакустической эмиссии, но ним оценивают положение зон раздробФормула изобретения

5 1, Способ скважинной геофизической разведки, основанный на возбуждении и приеме упругих колебаний в скважине, выделении трещиноватых зон, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения

10 достоверности способа, горный массив подвергают воздействию упругих колебаний по крайней мере на одной частоте ин.фразвукового или звукового диапазона, измеряют интенсивность п р вызванной

15 сейсмоакустической эмиссии горных пород в фиксируемый момент времени t после начала воздействия, интервал времени t до накопления суммарного количества импульсое пр, превышающего не менее чем на два

20 порядка интенсивность потока импульсов, а трещиноватость по определяют исходя из соотношения и

no = np пр — пр t

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей воздействие на горный массив осуществляют при двух уровнях а1

30 и а2 упругих колебаний, причем первый меньше второго, а показатели прочности пород уопределяют из соотношений

Способ скважинной геофизической разведки Способ скважинной геофизической разведки Способ скважинной геофизической разведки 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к геофизическим исследованиям скважин и может быть использовано для изучения свойств пород в околоскважинном пространстве

Изобретение относится к устройствам для геофизических исследований скважин, а конкретно к аппаратуре для акустического коротажа обсаженных скважин

Изобретение относится к области скважинных геофизических исследований и может быть использовано для определения свойств пород в околоскважинном и межскважинном пространствах

Изобретение относится к области геофизических исследований скважин

Изобретение относится к области геофизических исследований в скважиИзобретение относится к аппаратуре для геофизических исследований а скважинах

Изобретение относится к области геофизических исследований рыхлых осадков верхней части разреза на шельфе методом акустического каротажа на головных волнах

Изобретение относится к области промысловой геофизики

Изобретение относится к области геологоразведочных работ и пред- , назначено для расчленения геологического разреза в процессе бурения Скважин по физико-механическим свойствам горных пород

Изобретение относится к области геофизического исследования пород методом акустического каротажа для необсаженных скважин и является дополнительным к авт.св

Изобретение относится к геофизическим исследованиям скважин, конкретно к акустическому способу прогнозирования геологического разреза

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и предназначено для определения скорости ультразвукового импульса (УИ) в буровом растворе (БР) в скважинных условиях

Изобретение относится к области сейсморазведки и может быть использовано при сейсмической разведке в процессе бурения

Изобретение относится к мониторингу свойств углеводородных пластов и свойств добываемых флюидов во время добычи, особенно в ходе механизированной добычи. Техническим результатом является определение характеристик параметров призабойной зоны и получение более качественных характеристик пласта на границе раздела пласта и скважины. Для определения свойств углеводородного пласта и добываемых флюидов в процессе добычи, в соответствии с которым по меньшей мере один раз регистрируют акустический сигнал, представляющий собой отклик системы скважина-пласт на акустические импульсы давления. Источником импульсов давления является электрический погружной насос, расположенный внутри скважины. Акустический сигнал регистрируют по меньшей мере одним датчиком, размещенным в забойной камере скважины и измеряющим по меньшей мере один количественный физический показатель системы скважина-пласт, характеризующий процесс распространения акустического импульса в скважине. Создают математическую модель распространения акустических импульсов давления в забойной камере и сравнивают данные, полученные путем моделирования, с данными, полученными путем регистрации акустического сигнала, представляющего собой отклик системы скважина-пласт. Регулируют параметры пласта в математической модели для обеспечения соответствия по меньшей мере одного количественного физического показателя системы скважина-пласт, полученного путем моделирования, тому же количественному физическому показателю, полученному путем регистрации, и определяют свойства пласта и добываемых флюидов как параметры, обеспечивающие соответствие. 18 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к средствам акустического каротажа в скважине. Техническим результатом является повышение качества получаемых в процессе каротажа акустических данных за счет компенсации вращения прибора акустического каротажа во время проведения измерений в скважине. Предложен способ акустического каротажа, в соответствии с которым: в скважине размещают с возможностью перемещения акустический каротажный прибор, состоящий из по меньшей мере одной секции, содержащей по меньшей мере один источник направленных акустических сигналов, и по меньшей мере одной секции, содержащей по меньшей мере один приемник акустических сигналов, состоящий из набора датчиков, расположенных по окружности в фиксированном положении относительно друг друга, при этом секции, содержащие по меньшей мере один источник направленных акустических сигналов, и секции, содержащие по меньшей мере один приемник акустических сигналов, выполнены с возможностью совместного вращения и вращения независимо друг от друга. Причем на каждом шаге акустического каротажа определяют относительный угол поворота акустического прибора вокруг своей оси, вычисляют угол коррекции для секций, содержащих по меньшей мере один источник направленных акустических сигналов, и/или для секций, содержащих по меньшей мере один приемник акустических сигналов, и осуществляют компенсационное вращение тех секций акустического каротажного прибора, для которых был вычислен угол коррекции. 8 з.п. ф-лы, 2 ил.
Наверх