Изменение спектров затухания акустических волн в песчаных коллекторах при различных степенях флюидонасыщенности и микронеоднородности проницаемости

• Автор: Голиков, Никита Александрович
• Шифр специальности: 25.00.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 84 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. АНАЛИЗ ИЗВЕСТНЫХ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ И
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ЧАСТОТНОЙ ЗАВИСИМОСТИ ЗАТУХАНИЯ АКУСТИЧЕСКИХ ВОЛН
1.1. Теоретические модели частотной зависимости затухания упругих
волн в пористых средах
1.2. Экспериментальные исследования
Глава 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ИЗМЕНЕНИЯ
СПЕКТРОВ ЗАТУХАНИЯ АКУСТИЧЕСКИХ ВОЛН В ПЕСЧАНЫХ КОЛЛЕКТОРАХ ПРИ РАЗЛИЧНОЙ СТЕПЕНИ ФЛЮИДОНАСЫЩЕННОСТИ
2.1. Методика проведения экспериментов, аппаратура и оборудование
2.2. Петрофизические характеристики исследуемых образцов песчаных коллекторов
2.3. Зависимость скоростей продольных и поперечных волн от степени флюидонасыщенности для песчаников различных типов
2.4. Изменение спектров затухания акустических волн в песчаниках
при различной степени флюидонасыщенности
Глава 3. РАСЧЕТ СПЕКТРОВ ЗАТУХАНИЯ АКУСТИЧЕСКИХ ВОЛН
С УЧЕТОМ МИКРОНЕОДНОРОДНОСТИ ПРОНИЦАЕМОСТИ НА ОСНОВЕ ТЕОРИИ БИО
3.1. Постановка задачи
3.2. Обоснование фактора микронеоднородности проницаемости.
3.3. Изменение релаксационных спектров затухания волн в средах
с неоднородной проницаемостью
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

ВВЕДЕНИЕ
Объект исследования - спектры затухания акустических волн в образцах песчаных коллекторов на предмет определения их изменения в зависимости от степени флюидонасыщенности и микронеоднородности проницаемости.
В процессе поиска месторождений нефти и газа важным этапом является прогнозирование наличия и состояния углеводородов в резервуаре и последующее уточнение границ газонасыщенных интервалов коллектора. Современный подход к решению этих задач состоит в использовании спектральных характеристик сейсмических сигналов, прошедших через исследуемый интервал разреза. Известно, что в процессе распространения упругих волн в пористых средах, к которым относятся песчаные коллектора нефти и газа, происходит взаимодействие флюида со стенками пор коллектора, что обусловливает частотную дисперсию скорости и поглощение энергии волн наряду с потерями в твердом скелете, жидкой и газообразной фазах породы. Связь изменения кинематических и динамических характеристик (в частности спектральных) акустического сигнала с состоянием и фильтрационноемкостными свойствами пород дает принципиальную возможность восстановления характеристик породы при интерпретации данных акустических измерений. Развитие данного метода сдерживаются отсутствием единой теоретической модели распространения акустических волн в микронеоднородных средах с переменной газонасыщенностью, что приводит к несогласованным между собой выводам, полученных на основе разных моделей. Расчеты, выполненные на основе различных физических моделей, показывают, что степень флюидонасыщенности по-разному влияет на скорости и частотно-зависимое затухание акустических волн. Экспериментальных же данных, позволяющих обосновать выбор в пользу той или иной модели, в настоящее время недостаточно. Экспериментальные исследования затухания акустических волн направлены, в основном, на измерение декремента

затухания (или обратной добротности) в узком частотном диапазоне. В то же время из теории распространения акустических волн в насыщенных пористых средах известно, что использование релаксационных спектров затухания может существенно повысить степень достоверности определения петрофизических характеристик коллекторов нефти и газа при обработке данных акустических измерений. Немногочисленные известные из публикаций эксперименты подтверждают, что спектры затухания могут изменяться сложным образом, что приводит к неоднозначной оценке соотношения затухания продольных и поперечных волн, измеренных на фиксированной частоте.
Кроме того, известные модели недостаточно полно учитывают сложность строения пористых сред, обуславливающую микронеоднородность петрофизических характеристик породы, в частности, проницаемость. В теоретических расчетах пористая среда рассматривается как однородная. Микронеоднородность проницаемости, как ключевой петрофизической характеристики породы, не учитывается. Результаты исследования горных пород методами капилляриметрии показывают, что диапазон диаметров поровых каналов, определяющих суммарную проницаемость, может быть широким и порода является однородной только в среднем по объему. Влияние микронеоднородности проницаемости на релаксационные спектры затухания можно проверить расчетами, например на основе решений уравнений теории Био.
Актуальность исследования определяется необходимостью экспериментальных исследований распространения акустических волн в песчаных частично насыщенных коллекторах с использованием новых методик и современной цифровой аппаратуры.
Цель исследования - повышение точности и надежности определения фильтрационно-емкостных свойств и флюидонасыщенности песчаных коллекторов на основе экспериментального исследования изменения спектров затухания акустических волн при различной степени флюидонасыщенности,
Демпфер
Излучатель УЗ волн
Корпус излучателя
Камера высокого давления
Резиновая манжета
Образец
Приемник УЗ волн
Демпфер
Рисунок 2.1 - Схема камеры высокого давления экспериментальной установки
Рисунок 2.2 - Конструкция пьезопреобразователя. 1 - демпфер; 2, 3 - пьезокерамика для излучения и приема Р-, S-Bo.fiи; 4 - изолятор, 5 - демпфер; 6 - корпус