SU1712926A1 - Способ оценки проницаемости горных пород - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к скважинным сейсмическим исследовани м, а более конкретно - к скважинным сейсмическим методам исследовани  коллекторских свойств горных пород. Целью изобретени   вл етс  повышение точности оценки проницаемости, в том числе пород, залегающих на различной глубине в одной или различных скважинах, и с малыми значени ми коэффициента проницаемости, а также оценка азимутальной анизотропии проницаемости горных пород с вертикальной трещиновато- стью, повышение разрешенности исследований, обеспечение надежной прив зки результатов к разр ду скважины при высокой производительности способа. Цель достигаетс  за счет одновременной регистрации амплитуд трубной волны и полного вектора скорости смещени  на стенке скважины, по отношению которых дл  разных азимутов возбуждени  суд т о проницаемости и ее анизотропии. При этом в случае измерений на различнЬй глубине или в различных скважинах дополнительно определ ют угол между направлением полного вектора скорости смещени  и нормалью к плоскости пласта, а положение пункта возбуждени  выбирают исход  из посто нства этого угла дл  цикла исследований. 5 Э.п.ф- лы. 5 ил.

Description

Изобретение относитс  к скважинным

сейсмическим исследовани м, а именно к

скважинным сейсмическим методам исследований коллекторских свойств горных по:

род.

Известны акустические способы непосредственной оценки проницаемости горных пород, основанные на измерени х амплитуд давлени  в трубной волне, распростран ющейс  по буровому раствору в стволе скважины.

Недостатком этого способа  вл етс  сильное вли ние нестабильных условий возбуждени  и интерференции различных Типов волн на измер емые значени  амплитуд

давлени  и, соответственно, на оценки проницаемости . Этот способ не позвол ет также оценивать азимутальную анизотропию проницаемости горных пород по данным измерений в одной скважине.

Наиболее близок к предлагаемому по технической сущности способ выделени  проницаемых интервалов горных пород в разрезе скважиуы, основанный на регистрации распростран) ющихс  по жидкoctи в стволе скважины трубных волн, генерируемых проницаемыми пластами горных пород на пересечении со скважиной в результате воздействи  на эти горные породы продольной упругой волны, возбуждаемой вблизи

дневной поверхности у усть  скважины. Дл  регистрации трубных волн используют размещаемые в стволе скважины приемники давлени . Амплитуду давлени  этих волн можно считать пропорциональной проницаемости генерирующих из пластов горных пород.

Недостатком этого способа  вл етс  трудность получени  количественных оценок проницаемости, поскольку амплитуда давлени  в регистрируемых трубных волнах зависит также от условий возбуждени  и часто искажаетс  интерференцией с волнами других типов. Эти же факторы ограничивают возможности выделени  проницаемых пластов с относительно низкими значени ми коэффициента проницаемости . Способ также не предусматривает возможности изучени  ас имутальной анизотропии проницаемости горных пород по данным измерений в одной скважине. Кроме того, использование только источников, располагаемых вблизи дневной поверхности , ограничивает разрешающую способность получаемых данных дл  глубоко залегающих пластов ввиду сильного ослаблени .

Целью изобретени   вл етс  повышение точности оценки проницаемости, в том числе пород, залегающих на различной глубине в одной или различных скважинах, и с малыми значени ми коэффициента проницаемости , а также оценка азимутальной анизотропии проницаемости горных пород с вертикальной трещиноватостью, повышение разрешенности исследований, обеспечение надежной прив зки результатов к разрезу скважины при высокой производительности способа.

На фиг.1 показана схема размещени  приемников давлени  и скорости смещени , а также пункта возбуждени  относительно исследуемых пласта и скважины; на фиг.2 иЗ-схематические диаграммы сигналов на выходах приемников давлени  и скорости смещени  соответственно; на фиг.4 схема взаимного расположени  исследуемой скважины и пунктов возбуждени  упругих колебаний при изучении азимутальной анизотропии проницаемости горных пород; на фиг.5 - аналогична  схема дл  выделени  пластов с относительно низкой проницаемостью .

Способ осуществл ют следующим образом .

В исследуемый интервал разреза скважины 1 (фиг.1), в котором находитс  проницаемый пласт 2 горных пород, помещают установку, включающую несколько приемников 3 давлени  и размещенных рйдом с

ними прижимных трехкомпонентных приемников 4 скорости смещени ; вблизи дневной поверхности у усть  исследуемой скважины 1 в пункте 5 возбуждают упругие

колебани , например, путем взрывов небольших зар дов взрывчатого вещества в мелкой скважине. Возбужденна  продольна  упруга  волна 6, направление распространени  которой показано стрелкой,

0 достигает интервала исследований и воздействует на проницаемый пласт2, который генерирует на пересечении со скважиной 1 трубную волну, распростран ющуюс  вверх и вниз по стволу скважины с характерной

5 скоростью, обычно существенноменьшей скорости продольных волн в породах; возникающие в процессе распространени  этих волн колебани  давлени  жидкости в стволе скважины 1 и скорости смещени 

0 пород на ее стенках воспринимаютс  приемниками 3 и 4 и регистрируютс . Сигналы, зарегистрированные приемниками давлени , позвол ют выделить фронты вступлени  продольной волны 6 и трубной волны 7,

5 генерируемой пластом 2, На диаграмме сигналов приемников скорости смещени  (фиг.З) выдел етс  практически только фронт 8 вступлени  продольной волны, поскольку вступлени  трубных волн прижимными приемниками скорости смещени  почти не регистрируютс . Выделив на диаграммах упом нутые волны, измер ют их амплитуды (в качестве амплитуды продольной волны исп-ользуетс  амплитуда полного вектора скорости смещени ) и вычисл ют отношение амплитуды давлени  в трубной волне к амплитуде полного вектора скорости смещени  в продольной,волне, вызвавшей генерацию трубной волны, величину

0 указанного отношени  в дальнейшем используют в качестве относительной меры проницаемости горных пород.

При необходимости изучени  азимутальной анизотропии проницаемости, характерной дл  трещиноватых коллекторов с вертикальной трещиноватостью, используют схему i размещени  пунктов возбуждени  упругих колебаний, показанную на фиг.4. Равное удаление пунктов возбуждени  5-1-5-12 от усть  исследуемой скважины 1 позвол ет обеспечить одинаковый угол подхода продольной волны относительно нормали к плоскости исследуемого пласта дл  всех пунктов возбуждени  и тем самым

6 сопоставимость получаемых оценок проницаемости . Рассто ние пунктов возбуждени  от усть  скважины выбирают из услови  обеспечени  надежного измерени  азимутальных углов подхода продольной волны. Необходима  точность достигаетс  при углах отклонени  от вертикали 10° и более. Оптимальное удаление пунктов возбуждени  5-1-5-12 от усть  скважины 1 составл ет в этом случае обычно 0,2-0.5 глубины залегани  исследуемого пласта, а углова  разница их положений пор дка 10-30°, что обеспечивает достаточно отчетливое различие измер емых величин. В случае вертикальной скважины 1 и близкого к горизонтальному залеганию исследуемого пласта 2 можно ограничитьс  размещением пунктов возбуждени  упругих колебаний в пределах 180 или даже 90° дуги окружности (5-1-5-7, 5-1-5-4). По результатам измерений стро т диаграммы зависимости отношени  амплитуды давлени  к полному вектору скорости смещени  Ьт азимута пункта возбуждени , по которой и суд т о сте пени и ориентации анизотропии проницаемости пород,

Дл  выделени  пластов горных пород с низкими значени ми проницаемости целесообразно использовать схему размещени  пунктов возбуждени  упругих колебаний, показанную на фиг.5. В этом случае упругие колебани  возбуждают поочередно в дЕ1ух парах пунктов 5-1-5-4 и : азимуты пунктов возбуждени  в каждой паре различаютс  на 90°, сами пары сдвинуты одна относительно другой на 45. Вычисленные дл  каждой из этих пар значени  отношени  амплитуды давлени  к амплитуде полного вектора скорости смещени  вычитают, и если значени  разности хот  бы дл  одной из пар отличаютс  от фоновых или друг от друга , констатируют трещинную проницаемость пород в исследуемом интервале. При заранее известной ориентации системы трещин мджно ограничитьс  одной парой пунктов возбуждени .

Поскольку исследовани  азимутальной анизотропии проницаемости горных пород достаточно трудоемки, то дл  предварительного выделени  объекта исследований -и его точной прив зки к разрезу целесообразно провести исследовани  всего разреза скважин или его достаточно больших интервалов вариантом предлагаемого метода с возбуждением упругих колебаний непосредственно в стволе скважины на заданном фиксированном удалении от пунктов приема установкой, подобной установкам акустического каротажа. Кроме того (что существенно при значительной глубине залегани  исследуемого пласта), размещение источника в скважине относительно близко от приемников позвол ет значительно увеличить вертикальное разрешение получаемых .данных.

В целом предлагаемый способ оценки проницаемости горных пород обладает большей точностью и надежностью в сравнении с наиболее близкими к способами , основанными на регистрации только амплитуд давлени  трубных волн, а также позвол ет оценивать азимутальную анизотропию проницаемости горных пород по данным наблюдений в единственной скважине, что невозможно сделать известными способами . Информаци  же о проницаемости  вл етс  весьма важной дл  правильной разведки и разработки нефтегазовых месторождений .

Claims (2)

1. Формула изобретени 

   1.Способ оценки проницаемости горных пород, включающий выбор пунктов возбуждени  за пределами интервала исследований горных пород, возбуждение упругих колебаний в среде, прием в интервале исследований волн давлени  в жидкости , заполн ющей ствол скважины, выделение трубкой волны, генерируемой проницаемым пластом горных пород на пересечении со скважиной, и измерение амплитуды этой волны, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности оценки проницаемости, одновременно с приемом волн давлени  измер ют полный вектор скорости смещени  пород на стенке скважины в том же интервале исследований, вычисл ют отношени  амплитуды давлени  в трубной волне к амплитуде полного вектора скорости смеш.ени  пород на стенке скважины , по которому суд т о проницаемости пород.

   2.Способ по п.1, о т л и ч а ю щ и и с   тем, что при оценке проницае мости пород, залегающих на различной глубине а одной или различных скважинах, дополнительно определ ют угол между направлением полного вектора скорости смещени  и нормалью к плоскости исследуемого пларта горных пород, а положение пункта возбуждени  выбирают исход  из посто нства этого угла дл  всего-цикла исследований.
2. З.Способ по ПП.1 и 2, о т л и ч а ю щ и йс   тем, что, с целью оценки азимутальной анизотропии проницаемости горных пород с вертикальной треЩиноватостью, упругие колебани  возбуждают поочередно в нескольких равноудаленных в разных азимутальных направлени х от усть  исследуемой скважины пунктах на дневной поверхности или вблизи нее,-определ ют отношени  амплитуды давлени  в, трубной волне к амплитуде полного вектора скорости смещени  по разным азимутам, а о степени анизотропии проницаемости суд т по

   отличию максимального и минимального значений этого отношени .

   4.Способпопп.1 м2, отл ичaюlцийc   тем, что при оценке горных пород с малыми значени ми коэффициента проницаемости упругие колебани  возбуждают поочередно в четырех пунктах, расположенных на равном удалении от усть  исследуемой скважины с шагом по азимуту 45°, определ ют разницу отношени  амплитуды давлени  в трубной волне к амплитуде полного вектора скорости смещени  дл  пар пунктов возбуждени , азимуты которых . отличаютс  на 90°, и при превышении по крайней мере одного из вычисленных результатов над их фоновыми значени ми делают заключение о трещинной проницаемости исследуемого интервала горных пород.

   5 б.Способ по П.1, отличающийс  тем, что, с целью повышени  разрешенности исследований и надежной прив зки результатов к разрезу скважины при высокой производительности исследований, упругие

   10 колебани  возбуждают непосредственно в скважине.

   6. .Способ по п. V, отличающийс  тем, что между пунктом возбуждени  и интервалом приема располагают средство подавлени  трубных волн.

   t Ж

   Л

   v

   Vv

   ,

   teJ

   Щиг.г

   игАViJ S