Определение коэффициента пористости по данным акустического метода

Акустический метод в модификации регистрации интервального времени AT продольных волн (обеспеченной серийной аппаратурой) позволяет определять коэффициент пористости в карбонатных и терригенных породах с пористостью 5 — 25% при хорошем акустическом контакте между зернами минерального скелета, который характерен для сцементированных пород. В слабосцементированных (пески, алев­ролиты, терригенные породы с высокой глинистостью), а также в плот­ных карбонатных породах с интенсивной трещиноватостью, для кото­рых характерен слабый акустический контакт между зернами или блокам и породы и как следствие интенсивное ослабление акустичес­кого сигнала, акустический метод неприменим для определения ко­эффициента пористости. Все интервалы залегания в разрезе таких пород характеризуются повышенными или высокими значениями а— коэффициента ослабления амплитуды упругой волны .В породах, для которых возможно применение акустического ме­тода для определения Кп, в зависимости от класса коллектора и струк­туры его порового пространства устанавливается тот или иной вид пористости. Так, в межзерновом коллекторе, терригенном или кар­бонатном, при отсутствии трещин и каверн по величине ДТ опреде­ляют открытую межзерновую пористость, которая, как правило, не отличается от общей пористости за исключением отдельных видов коллектора, в основном карбонатного, имеющего закрытые поры. В кавернозно-межзерновом карбонатном коллекторе при отсутствии трещин или незначительной трещиноватости по величине ∆Т нахо­дят значение Кп, близкое к межзерновой пористости матрицы, если пустоты (условно каверны) имеют значительные размеры. В слож­ном трещинно-кавернозно-поровом карбонатном коллекторе в зави­симости от коэффициента трещиноватости и ориентации трещин, а также размеров и взаимного расположения каверн по значению ∆T определяют или величину, близкую к Кп_общ либо к Кп мз матрицы, или какое-то промежуточное между ними значение Кп. Физической основой определения Кппо данным акустического метода является уравнение среднего времени

(1)

где ∆Т_П — величина, получаемая по диаграмме интервального вре­мени; ∆Т_СК и ∆Т_Ж — интервальное время в скелете породы и флюиде, заполняющем поры.

Решая уравнение (1) относительно Кп, получаем формулу для расчета Кп:

(2)

Для получения уравнения (1) применяют следующие спо­собы.При мономинеральном скелете породы берут табличное значение ∆Т_СК, соответствующее минеральному составу изучаемого объекта, определяют по специальной палетке или рассчитывают по формуле ∆Т_Ж с учетом минерализации воды и термобарических условий и под­ставляют найденные значения в формулу (1). В величину Кп, рас­считанную по формуле (2) с использованием значений констант ∆Г_СК и ∆Т_Ж, затем вводят поправку за термобарические условия. Для породы с биминеральным и полиминеральным составом скелета этот способ неприменим, если неизвестен минеральный состав. Сопоставляют по ряду пластов изучаемого разреза, охваты­вающих весь диапазон исполь­зуемых параметров, значения ∆Т_П и к_п (коэффициент к_п опре­делен по данным другого гео­физического метода). Обрабаты­вая статистически полученные результаты, получают уравне­ние регрессии ∆T =f(k_n) в виде выражения (1) с конкретны­ми значениями ∆Т_СК и ∆Т_Ж (рис. 101). Преимущество такого способа заключается в том, что автоматически учитываются термобарические условия и нео­днородный минеральный состав скелета. Сопоставляют по ряду пластов изучаемого разреза, относящихся либо к неколлекторам, либо к водоносным коллекторам, значения ∆Т_П и 1/р_п с охватом всего диапазо­на изменения р_п (исключая продуктивные коллекторы). При статис­тической обработке результатов сопоставления получают график уравнения регрессии, при продолжении которого до пересечения с осью ординат ∆T устанавливают ∆Т_СК. Величину ∆Т_Ж определяют, как в первом способе. В этом способе при расчете ∆Т_СК также авто­матически учитываются минеральный состав скелета породы и тер­мобарические условия. Определяют на образцах пород представительного керна из ис­следуемого геологического объекта значения параметров ∆Т_П и k_n на специальной установке, воспроизводящей термобарические условия, близкие к пластовым. После статистической обработки результатов измерений получают одно (или несколько) уравнений регрессии ∆T=f(k_n) для фиксированных значений р_Эф и £,отражающих термо­барические условия на различной глубине (см. рис. 101). Последний способ получения уравнений (1) и (2) для расчета к_п пред­почтителен. Величину к_п по диаграмме ∆Т_П определяют следующим образом. Сначала выделяют в разрезе изучаемый пласт и выбирают уравнение среднего времени, соответствующее минеральному составу и термо­барическим условиям залегания данного пласта. При реализации первого способа используют следующие значения констант:

Порода ∆Тск> мкс/м ∆Тск> мкс/м

Песчаник,алевролит кварцевый и полимиктовый.....70 —182 Известняк......................................................................150 — 160

Доломит.........................................................................128 — 143 Ангидрит......................................................................... 164

Гипс................................................................................. 172 Каменная соль................................................................. 208

Для первых трех классов пород указан диаазон изменения ДТ_СК, соответствующий породам с разным акустическим контактом меж­ду зернами: чем меньше ∆Т_СК для данного класса, тем лучше акусти­ческий контакт и, следовательно, степень цементации породы.

Затем определяют значение ДТ_П и по формуле (2) или графи­ческой зависимости ∆Т = (К_п)рассчитывают К_пПри определении К_ппервым способом в полученное значение вводят поправку за термо­барические условия. Данные стандартного акустического метода используют для оп­ределения К_пв необсаженных скважинах, пробуренных с растворами на водной и нефтяной основах. Есть принципиальная возможность определения К_ппо диаграммам широкополосного акустического ме­тода, содержащим информацию о кинематических и динамических параметрах продольных и поперечных волн в обсаженных скважи­нах. Однако отсутствие практически применимой методики опреде­ления К_пв обсаженных скважинах и необеспеченность геофизичес­кой службы серийной аппаратурой АКН-1 широкополосного акустического метода не позволяют пока использовать его для решенияуказанной задачи в обсаженных скважинах.