Выделение проницаемых, трещиноватых пород по параметрам волны Стоунли

Это одна из наиболее новых задач, решаемых по материалам АК. Работы, посвященные выделению проницаемых разностей пород по параметрам волны Стоунли, чрезвычайно противоречивые. При этом сформулирована физика процесса, лежащего в основе решения.

На низких частотах упругих колебаний основной вклад в уменьшение фазовой скорости распространения и эффективного затухания волны вносит гидродинамический механизм. Он связан с фильтрацией жидкости из скважины в пустотное пространство породы (явление “акустического ветра”). Изменения параметров обусловлены потерями энергии волны на возбуждение течения жидкости в поровом пространстве (акустический ветер), а также уменьшением в высокопористых породах скоростей распространения продольной P и поперечной S волн (v_St < v_Ж, v_S, v_P). Эффективное затухание является менее стабильным параметром для выделения проницаемых разностей, очевидно, вследствие существенно больших погрешностей измерений, вызванных нецентрированным положением прибора в скважине и другими причинами. В породах с эластичной глинистой коркой, выполняющей роль мембраны, в движение приводится жидкость, уже находящаяся в поровом пространстве. Рекомендуют использовать для оценки проницаемости разность рассчитанных и измеренных значений υ_st. C увеличением частоты колебаний затухание волны Стоунли все в большей степени определяется диссипацией энергии в скважинной жидкости. Для уменьшения влияния скважины (свойств промывочной жидкости и диаметра скважины) измерения выполняют на низких частотах, которые определяются в диапазоне менее 1 кГц и, чаще всего, в диапазоне менее 1,5-2,5 кГц.

Измерение и использование для геологической интерпретации параметров волны Стоунли облегчают выделение проницаемых интервалов в сложных ситуациях тонкозернистых, мелкопоровых, глинистых и битумосодержащих пород. Измерения целесообразно выполнять приборами акустического каротажа, позволяющими регистрировать волну Стоунли вне интерференции с другими более высокоскоростными волнами. На столь низкой частоте более высокочастотные продольная и поперечная головные волны фильтруются скважиной и не служат помехой для измерений параметров низкоскоростной волны Стоунли. Такие приборы увеличат количество параметров волны, используемых при интерпретации, и повышают точность их измерений.

Наибольшие трудности выделения коллекторов в разрезах нефтяных месторождений Среднего Приобья связаны с отложениями юрской системы. В баженовской свите (ЮС₀) они обусловлены сложным сочетанием кварцевых, полевошпатовых, карбонатных и глинистых минералов, тонкой слоистостью и высокой битуминозностью пород, трещинно-поровым строением коллекторов. В остальном разрезе системы коллекторы сложены преимущественно чистыми кварцево-полевошпатовыми песчаниками и алевролитами, участками в различной степени глинистыми и карбонатизированными. Среди вмещающих аргиллитов далеко не всегда их отличают стандартные признаки коллекторов: отрицательные аномалии ПС, наличие глинистых корок, приращения сопротивлений на кривых МК и ВИКИЗ. Дебиты нефти определяются проницаемостью тонкозернистых и мелкопоровых песчаников. Почти при одинаковых значениях пористости (15 - 18 %) дебиты имеют промышленное значение в породах с проницаемостью, равной единицам и десяткам мкм², и не превышают 0,2 - 2 м³ в сутки в менее проницаемых мелкопоровых породах.

Измерения параметров волн Стоунли (Δt_St, A_St и a_St), выполненные более чем в 20 разведочных скважинах показали, что во всех скважинах проницаемые породы с межзерновой пористостью характеризуются увеличением интервального времени и эффективного затухания волны Стоунли, по сравнению с фоновыми значениями этих параметров против непроницаемых аргиллитов и прослоев карбонатизированных песчаников. В коллекторах с промышленными притоками увеличение v_St достигает 15 - 60 мкс/м на фоне непроницаемых аргиллитов. Минимальное значение v_St установлено по результатам испытаний скважин; однако объемы испытаний недостаточны для однозначных заключений. Пример выделения коллектора, характеризующегося минимальным значением v_St, показан на рис. 15 (горизонт ЮС₃). При значениях приращений Δt_St менее 15 мкс/м притоки нефти уменьшаются до 0,2 - 2 м³ в сутки (рис.15, горизонт ЮС₂).Следует отметить, противоречивость оценок по материалам полного комплекса ГИС горизонтов ЮС₃ и ЮС₂, показанных в данном примере. Коллектор горизонта ЮС₃ характеризуется более низкими значениями естественной гамма – активности и более глубокими аномалиями ПС (в целом невыразительными в условиях пресных пластовых вод), но против него по ВИКИЗ отсутствуют признаки проникновения фильтрата промывочной жидкости в породы. Три верхних прослоя горизонта ЮС₃ обладают четкими признаками проникновения на кривых ВИКИЗ. В то же время аномалии ПС против них незначительные, а значения ГК повышены. Последняя характеристика может служить следствием кварцево-полевошпатового состава пород. Из всех геофизических характеристик пород двух соседних горизонтов испытаниями подтверждено их отличие по параметрам волны Стоунли.

Таким образом, критерием выделения проницаемых интервалов пластов являются снижение энергии, повышенные значения затухания и интервального времени волны Стоунли.

Литература

1. Ивакин Б.Н., Карус Е.В., Кузнецов О.Л. «Акустический метод исследования скважин» М., «Недра» 1978

2. Козяр В.Ф, Белоконь Д.В, Козяр Н.В «Акустические исследования в нефтегазовых скважинах – состояние и направления развития» НТВ «Каротажник». Тверь: ГЕРС. 1999. Вып. 63.

3. Козяр В.Ф., Глебочева Н.К., Медведев Н.Я. Выделение проницаемых пород-коллекторов по параметрам волны Стоунли (результаты промышленных испытаний) НТВ "Каротажник". Тверь : ГЕРС . 1999. Вып. 56.

4. Горгун В.А, Юсупов Р.И, Говорков М.Б «Технические и программные средства многоцелевого волнового акустического каротажа» НТВ «Каротажник». Тверь: ГЕРС. 2003. Вып. 109.

5. Еникеев В.Н, Рафиков В.Г, Кунавин А.Г «Современная аппаратура АК для контроля нефтегазовых скважин» НТВ «Каротажник». Тверь: ГЕРС. 2004. Вып. 1(144).

6. Нуретдинов Я.К, Говорков М.Б «Возможности аппаратно-программного комплекса многозондового волнового акустического каротажа ВАК-8 при решении геологических и инженерных задач в открытых и обсаженных скважинах» НТВ «Каротажник». Тверь: ГЕРС. 2005. Вып.7(134).