Методы и объекты сейсмических исследований. Введение в общую сейсмологию - Пузырев Н.Н.
Скачать (прямая ссылка):
Главной задачей акустических измерений в скважинах, безусловно, является определение скоростей распространения волн. Вместе с тем, все большее внимание обращается на динамические характеристики волн, дающие нередко важную дополнительную информацию. Прежде всего пр» обеспечении соответствующей метрологии по измерениям амплитуд удается вычислить с той ия иной степенью точности коэффициенты поглощения волн на отдельных интервалах ствола скважины, которые корреляционно связаны с литологическими особенностями разреза, в том числе с флюиде* насыщением. Дополнительные сведения по данному вопросу приведены в гл. 14. Положение отдельных границ, особенно боковых, иногда может быть зафиксировано по регистрации отражении! волн. В целом отраженные волны при килогерцовом диапазоне в AK используются спорадически.
В последнее время повысился интерес к поверхностным волнам Лэмба, образующимся за счет большой разницы акустических параметров внутри и вне ствола скважины (см. рис. 11.3). I частности, экспериментально установлено, что волны Лэмба могут быть показателем проницаемости горных пород, пересекаемых скважиной [Ивакин и др., 1978].
Большое значение при скважинных акустических исследованиях имеет обеспечение требуемой разрешенное™, направленной на выделение объектов, в частности пластов относительно небольшой мощности. Если принимать во внимание только размер базы (Az12), на которой измеряете интервальная скорость v1., относимая к средней точке базы, то связь между истинной скоростью v(z) и v.(z) выражается в общем виде формулой:
Рассмотрим простейший случай одного слоя мощностью А, находящегося в однородной сред*; скорость в слое равна v, а в среде v0 (рис. 11.5, а). Введем относительную базу Д? = Az12/*. Относительную ширину аномалии на диаграмме AK обозначим через Д?г Величины A^ и Д? связаны простым соотношением Д?, = 1 + Д?. Если Д? < 1, то на диаграмме v/z) слой отобразится в виде трапециевидной кривой, причем v. ^x = v. В случае, когда Д? > 1, будет иметь место не только „размазывание" слоя, но и существенное различие между v1 и v во всех точках аномалии, в том числе в точке, соответствующей центру слоя, где различие между v1 и v минимально. Зависимость между v. ^ и v выражается формулой
Значение V1 ^ всегда будет промежуточным между v и v0.
В общем случае многослойной среды, как правило, относительно уверенно разделяются слои мощностью приблизительно в 2 раза большей величины базы Az12.
Графики средних скоростей для двухслойного разреза приведены на рис. 11.5, б . Можно видеть, что при Д? a 2 разделение на два слоя в данном случае не будет наблюдаться. Отметим, что ¦ принципе функцию v(z) можно восстановить по v,(z) на основе уравнения (11.1), если задана скорость в некоторой фиксированной точке. Однако при наличии инструментальных и модельных ошибов такая операция редко дает удовлетворительный результат.
Приведем два примера зависимостей скоростных параметров от глубины для пород различной степени консолидации.
Данные акустического каротажа по vp и vs для небольшого интервала нефтяной скважины Западной Сибири'продемонстрированы на рис. 11.6, а. Величина vs рассчитана по волнам P0S1P0. Н* этом же рисунке дается график изменения отношений скоростей vp/vs = К. Обращают на себе
v.(z) Az,
'12
(11.И
(11.2»
194
Глава 11. Акустические исследования
3,0
4,0 и, км/с 3,0 1_
d0
Ao
u0
- AC1 = 0,5 м
--1,0 м
.......1,5 м
о о о 2,0 м • • •3,Om
4,0 V, км/с 3,0 _ 1_
Ли
w0
Au
"о
4,0 о, хм/с
1-
3,0
Av
4,0 и, км/с
Рис. 11.5. Графики средних скоростей при различных размерах зонда Д? = Az12/А:
а — один слой с мощностью А; б — два слоя с мощностями А, разнесенные no х на расстояние Az - h; Av — приращение скорости в слое по отношению к фону.
внимание неполное совпадение аномалий в скоростях по обоим типам волн и значительная дифференциация разреза по vp/vs, а также пониженные значения этой величины для терригенного разреза, что, возможно, связано с газонасыщенностью горных пород.
Вместо волны S на осциллограммах AK часто выделяют поверхностную волну типа Рэлея. Как известно, скорость ее vR близка к vs, причем эти величины при малой кривизне ствола связаны между собой соотношением (1.23). На рис. 11.6,6 приведены графики vK(z) и vF(z) для известняков, залегающих на небольшой глубине [Савич, Коптев, 1969; Никитин, 1981]. Можно видеть, что положение и величины аномалий на обеих кривых достаточно хорошо коррелируются между собой.
Акустический каротаж имеет два главных целевых назначения: во-первых, в комплексе геофизических исследований скважин (ГИС) выделение продуктивных интервалов разреза по тому или иному полезному ископаемому; во-вторых, использование для интерпретации сейсмических наблюдений при решении прямых и обратных динамических задач. В этом случае графики vp(z) и vs(z) чаще всего представляются в виде ступенчатых функций с постоянными скоростями в отдельных слоях [Гогоненков, 1987]. Отметим еще, что данные акустического каротажа имеют большое значение при определении природы сейсмических границ и привязке их к геологическому разрезу.
