Акустический каротаж

Акустический каротаж (англ. Sonic Log) основан на разной скорости распространения упругих волн от источника к приёмнику прибора (V м/сек).

Также в данном методе ГИС дополнительно используются: интервальное время, амплитуда колебаний и коэффициент поглощения.

  • Интервальное время — это время пробега волны на единицу длины Δt (мкс/м), определяется по формуле 1/V;
  • Амплитуда колебаний — энергия волны А1 и А2 регистрируется на расстоянии L1 и L2, соответственно, от источника (дБ);
  • Коэффициент поглощения (ослабления) — величина, показывающая уменьшение амплитуды колебаний волны по мере удаления от приёмника — α (дБ):

α=1/ΔL ln(A1/A2),

где ΔL — расстояние между приёмниками постоянно и на каротажных материалах приводится величина ln(A1/A2).

Для чего применяют акустический каротаж?

Метод работает в необсаженных скважинах. В обсаженных скважинах акустическим каротажем решают задачи акустического цементомера (АКЦ). С помощью акустического каротажа определяют:

  1. Литологию.
  2. Зоны трещиноватости.
  3. Интервалы коллекторов.
  4. Пористость.

Определение литологии и коллекторов

  • Пористые породы – увеличение интервального времени (увеличение ln (A1/A2)) – рис. 1.
  • “Плотняки” – уменьшение интервального времени (уменьшение ln (A1/A2)).
  • Газонасыщенные пласты – увеличение интервального времени.
  • Трещиноватые интервалы отмечаются увеличением коэффициента поглощения или величины ln (A1/A2) — рис. 2.

Определение пористости

Используется уравнение Уилли (Willie’s Time Average Equation):

Kп=(Δt — Δtск)/(Δtж — Δtск),

Кп — коэффициент пористости; Δt — показания акустического каротажа в исследуемом интервале; Δtск — интервальное время пробега в скелете горной породы; Δtж — интервальное время пробега в буровом растворе.

Рис. 3. Значения интервального времени для минерального скелета Δtск различных пород.

Рис. 3. Значения интервального времени для минерального скелета Δtск различных пород.

Δtж для пресного раствора измеряется в пределах 640-650 мкс/м. Δtж для минерализованного раствора приближенно равна 600 мкс/м (минерализация раствора более 50 мг, температура от 30 до 90 °С).

Для расчёта также можно использовать формулу Раймер-Ханта-Гарднера:

Кп = С*(Δt — Δtск)/Δt,

где С — эмпирическая постоянная, равная 0,624-0,7. Чаще употребляется значение постоянной 0,7, для газонасыщенных пластов константа равна 0,6.

Для расчета коэффициента пористости Кп в глинистых пластах используется формула:

Δt = (1 — Кп — Кгл)*Δtск + Кгл*Δtгл + Кп*Δtж;

Кгл — коэффициент глинистости (определяется по ГК или СП); Δtгл — интервальное время пробега в глинах (для приближенных расчетов рекомендуется значение 500 мкс/м).

В породах с кавернозной и трещинной пористостью вычисляемые величины по акустическому каротажу занижены.