Комплексная технология обработки и интерпретации данных многоканальных акустических систем при исследовании нефтяных и газовых скважин тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.10, кандидат технических наук Стенин, Алексей Владимирович

• Стенин, Алексей Владимирович
• кандидат технических наук
• 2009

Оглавление диссертации кандидат технических наук Стенин, Алексей Владимирович

7. Благодарности Российская аппаратура акустического каротажа Зарубежная аппаратура акустического каротажа

Выводы и сопоставления зарубежной и российской аппаратуры акустического каротажа „

Глава 1. Теоретическое обоснование для выбора алгоритмов расчёта интервального времени целевых волн, применительно к разным типам аппаратуры АК Актуальность проблемы

1.1 Программные продукты, использовавшиеся для моделирования волновых полей и расчёта интервальных времён

1.2 Описание алгоритма программы ModelMAC, лучевого моделирования волновых полей

1.3 Исследование точности определения экстремума при прослеживании фазы целевой волны

1.4 Определение наиболее устойчивого к шуму алгоритма вычисления интервального времени

1.5 Влияние шага дискретизации 12мкс(Вакег Atlas) и 40MKc(Schlumberger) на точность определения интервального времени на частоте khz

1.6 Сравнение 2-х, 8-и и 13-и канальной аппаратуры по разрешающей способности и устойчивости определения интервального времени при увеличении амплитуды шума по отношению к амплитуде сигнала

Выводы к главе

Глава 2. Описание алгоритма определения проницаемости по данным многозондового широкополосного акустического метода

Выводы к главе

Глава 3. Исследование влияния различных скважинных условий на интервальное время целевых волн, регистрируемое современной аппаратурой АК

3.1 Проверка чувствительности зонда к кавернам разного размера

3.2 Децентрализация приборав скважине

3.3 Влияние затяжек и последующие скачки прибора на интервальное время целевых волн

Выводы к главе

Глава 4. Применение разработанной технологии при интерпретации реальных скважинных материалов z

4.1 Терригенные коллектора

4.2 Карбонатные коллектора

4.3 Использования кроссдипольнои акустики для прогнозирования трещин ГРП

Выводы к главе

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Комплексная технология обработки и интерпретации данных многоканальных акустических систем при исследовании нефтяных и газовых скважин»

Российская аппаратура акустического каротажа.13

Зарубежная аппаратура акустического каротажа.16

Выводы и сопоставления зарубежной и российской аппаратуры акустического каротажа.!. 21

Заключение диссертации по теме «Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых», Стенин, Алексей Владимирович

Основные выводы выполненной работы сводятся к следующему:

1. Произведён анализ четырёх способов расчёта интервального времени целевых волн в условиях лучевого моделирования на разных частотах с добавлением белого шума при разных отношениях сигнал/шум на основе:

• Определения интервального времени на базе приема с последующим осреднением медианным фильтром.

• Определения интервального времени на базе приема с последующим осреднением.

• Многоканальной деконволюции.

• Изучения спектра медленностей.

В этих условиях лучшим способом расчёта интервального времени является алгоритм определения интервального времени на базе приёма с последующим осреднением медианным фильтром. Этот результат подтвердился обширной практикой работы компании ПетроАльянс.

2. В условиях лучевого моделирования исследовано влияние каверн разной конфигурации на показания акустического метода. Показано, что симметричные относительно оси скважины каверны не вносят больших искажений в показания.

3. На основе лучевого моделирования исследовано влияние децентрализации прибора в скважине на показания АК. Этот эффект необходимо учитывать и следить за положением прибора в скважине. Децентрализация прибора вносит большие погрешности в показания АК.

4. Применение лучевого моделирования позволило исследовать влияние неравномерности движения зонда в скважине. «Затяжки», возникающие из-за неудовлетворительного состояния скважины, и приводящие к застреванию прибора и последующему прыжку прибора вверх по стволу скважины, приводят к большим погрешностям и необходимости коррекции полученных данных. Для этого необходима установка акселерометра в прибор и постоянный контроль натяжения кабеля на устье и кабельной головке.

5. Предложен и реализован на реальных скважинных материалах способ оценки эффективной пористости и проницаемости по данным многозондовой аппаратуры АК (позволяющей определять интервальные времена всех типов волн с высокой точностью). Способ заключается в оценке и последующей калибровке в проницаемость разницы между кривыми интервальных времен реальной и смоделированной волн Лэмба-Стоунли. Технология реализована в производственных условиях.

6. Разработанный в диссертации алгоритм оценки проницаемости применён для практической интерпретации данных терригенного разреза. Полученные оценки проницаемости хорошо согласуются с оценками по другим методам (ЯМР, ОПК, Керновые данные).

7. Алгоритм применён при исследовании карбонатного разреза. Совпадение оценки проницаемости по АК и другим методам (ЯМР, ОПК) в целом удовлетворительно, но сходимость ниже, чем для терригенного разреза. Предполагается, что дальнейшим резервом повышения точности определения проницаемости является более детальный учет различий в литофациях карбонатных отложений.

Заключение

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Стенин, Алексей Владимирович, 2009 год

1. Аркадьев Е. А., Блюменцев А. М., Забнев Е. ВЦирульников В. П. Аппаратурно-методический комплекс многозондового акустического каротажа АМАК-2 //НТВ "Каротажник". Тверь: Изд. АИС. 2004. Вып. 8 (122) С 66-76.

2. Базин В. ВПивоварова Н. Е. Обработка данных многоэлементного акустического зонда//НТВ "Каротажник". Тверь: Изд. АИС. 1998. Вып. 53 С. 82-86.

3. Будыко Л. В. О центрировании каротажных приборов в необсаженной скважине //НТВ "Каротажник". Тверь: Изд. АИС. 2002. Вып. 95. С. 2638.

4. Булатова Ж. М., Волкова Е. А., Дубров Е. Ф. Акустический каротаж. М.: Недра, 1970. 264 с.

5. Дзебань И. П. Изучение возможностей совместного использования ультразвуковых продольных и поперечных волн для исследования разрезов скважин. Автореферат диссертации кандидата технических наук. М., 1970. 32 с.

6. Добрынин В.М. Справочник. Москва Недра 1988г.

7. Добрынин В.М., Городнов A.B., Черноглазое В.Н., Опыт применения технологии обработки и интерпретации волнового акустического каротажа для изучения нефтяных и газовых скважин.// Геофизика №4 2001г. стр.58-64.

8. Добрынин С. В., Стенин А. В, Оценка проницаемости и эффективной пористости по данным широкополосного акустического каротажа. // НТВ «Каротажник» №4, 2008г. стр.45 ,

9. Добрынин С. В., Стенин А. В. Выделение и классификация девонских карбонатных коллекторов Тимано-Печорской провинции с использованием данных кросс-дипольного акустического каротажа. // НТВ «Каротажник» №5, 2008г. Стр.14.

10. К.М. Зингерман. Погрешности приближённой формулы для вычисления скорости волны Стоунли.//Каротажник 170 стр. 85 2008г.

11. Ивакин Б. Н., Карус Е. В., Кузнецов О. Л. Акустический метод исследования скважин. М.: Недра, 1978. 320 с.

12. Исаков И. И., Щербакова Т. В. Использование параметров волны Лэмба-Стоунли при выделении зон с повышенной проницаемостью пород //Разведочная геофизика. 1981. Вып. 92. С. 150-155.

13. Исакович М. А. Общая акустика. М.: Наука, 1973. 495 с.

14. Ионе Ю. К., Масленников В. И. Опыт применения аппаратуры АК в сложных горно-технических условиях глубоких скважин. // НТВ "Каротажник". Тверь: Изд. АИС. 2006. Вып. 12 (153). С. 92-97.

15. Козяр В. Ф., Белоконь Д. В., Козяр Н. В., Смирнов Н. А. Акустические исследования в нефтегазовых скважинах: состояние и перспективы //НТВ "Каротажник". Тверь: Изд. АИС. 1999. Вып. 63. С. 13-117.

16. КрауклисП. В., Крауклис Л. А. Волновое поле точечного источника в скважине // Вопросы динамической теории распространения сейсмических волн. Л. 1976. Вып. XVI. С. 41-53.

17. Ковальчуков И. А., Крутин В. Н. Влияние зонда на акустические сигналы в скважине // НТВ "Каротажник". Тверь: Изд. АИС. 1998. № 48 С. 104-112.

18. Кокшаров В.З. Волна Лэмба и её связь с проницаемостью // Исследования по многоволновому акустическому каротажу исейсмомоделированию. Новосибирск: изд. ИгиГ СО АН СССР. 1990. С. 3-12.

19. Куръянов Ю. А., Терехов Ю. В., Завьялов А. Н. и др. Опыт применения широкополосного акустического каротажа к цифровой регистрации на месторождениях Западной Сибири // Тюмень: Запсибгеофизика. 1987. 57 с.

20. Методические рекомендации по интерпретации материалов широкополосного акустического каротажа АКН-1; Под ред. О. Л. Кузнецова,. М.: Мингео СССР, ВНИИЯГТ. 1980. 91 с.

21. КрауклисП. В., Перельман А. Я., Рабинович Г. Я. // Вопросы динамической теории распространения сейсмических волн. Л. 1971. Сб. XI. С. 63-71.

22. КрауклисП. ВКрауклисЛ. А. О дисперсии гидроволн в цилиндрическом кольце // Вопросы динамической теории распространения сейсмических волн. Л.: Наука, 1976. Вып. 16. С. 4153.

23. Крушин В. НМарков М. Г., Юматов А. Ю. Скорость и затухание волны Лэмба-Стоунли в скважине, расположенной в насыщенной пористой среде // Изв. АН СССР. Сер. Физика Земли. 1987. № 9. С. 33 -38.

24. Крутин. В. Н., Марков М. Г. Волновой акустический каротаж и проницаемость. Теоретические результаты // НТВ "Каротажник". Тверь: Изд. АИС. 1999. Вып. 57. С. 16 22.

25. Крутин В. Н. Акустические методы измерения вязкости. М.: МГИ. 1973. 123 с.

26. Крутин В. Н. Колебательные реометры. М.: Машиностроение. 1985. 160 с.

27. Крутин В. Н., Федорюк М. В. Смешанные короткодлинноволновые приближения в динамике вязкоупругих сред // Доклады АН СССР. 1985. №6. С. 1334- 1337.

28. Крушин В. Н., Марков М. Г.Юматов А. Ю. Нормальные волны в заполненной жидкостью цилиндрической полости, расположенной в насыщенной пористой среде // Прикладная математика и механика. Т. 52. 1988. Вып. 1. С 82-87.

29. Ковальчуков Н. А., Крутин В. И. Импедансный метод расчета полных акустических сигналов в скважине с учетом обсадки и других радиальный неоднородностей прискважинной зоны // НТВ "Каротажник". Тверь: Изд АИС. 1998. Вып. 47.

30. Козяр В. Ф., Белоконь Д. В., Козяр Н. Л., Смирнов Н. А. Акустические исследования в нефтегазовых скважинах состояние и направления развития // НТВ "Каротажник". Тверь: Изд. АИС. 1999. Вып. 63. С. 11-117.

31. Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М. Механика сплошных сред. М.: ГИТТЛл 1954. 795 с.

32. Леготии Л. Г., Султанов А. М, Еникеев В. Н., Рафиков В. Г., Кузьмин И. В. АМК Торизонт-ВАК-90" для исследования горизонтальных стволов методом волнового акустического каротажа // НТВ "Каротажник". Тверь: Изд. АИС. 2002. Вып. 96. С. 66-71.

33. Морс Ф. М.у ФешбахГ. Методы теоретической физики. М.: ИЛ 195Я Т. 2. 896 с.

34. Перельман А. Л. Повышение достоверности результатов измерения интервального времени при акустическом каротаже // Вопросы разведочной геофизики. Сейсморазведка и акустический каротаж в рудных районах Недра, 1969. С. 119-130.

35. Перелъман АЛ. Развитие акустического каротажа в России // НТВ "Каротажник". Тверь: Изд. АИС. 2007. Вып. 12 (165). С. 83-111.

36. Петкевич Г. И., Вербицкий Т. 3. Исследования упругих свойств пористых геологических сред, содержащих жидкости. Киев: Наукова думка, 1965. 76 с.

37. Пузырев H. Н. Некоторые вопросы интерпретации поперечных и обменных волн // Экспериментальные исследования поперечных и обменных волн. Новосибирск: СО АН СССР, 1962. Вып. 16. С. 201213.

38. Рафиков В. Г. Моделирование условий возбуждения и распространения низкочастотной гидроволны при акустическом каротаже //Изв. вузов. Геология и разведка. 1984. № 10. С. 93-99.

39. Ризниченко Ю. В., Глухое В. А. Об импульсном ультразвуковом сейсмо-каротаже. Сер. геофизическая//Изв. АН СССР. 1956. № 11. С. 1258-1268.

40. Смирнов Н. А., Козяр В. Ф., Белоконь Д. В., Козяр Н. В. Измерение параметров упругих волн зондами с монопольными и дипольными преобразователями (результаты промышленных испытаний) //НТВ "Каротажник". Тверь: Изд. АИС. 1998. Вып. 42. С. 14-30.

41. Стрельченко В.В Геофизические исследования скважин. Москва Недра. 2008г.

42. УайтДж.Э. Возбуждение и распространение сейсмических волн. Недра. 1986. 262 с.

43. Alain Brie. A micro-structural model for compressional and shear slownesses interpretation in carbonates // 42st SPWLA Annual Logging transaction. 2001, June 17-20. Paper J.

44. Atlas Wireline Services. Сервисный каталог. 1997. (русск.яз.).

45. Biot M. A. Propagation of Elastic Waves in Cylindrical Bore Containing a Fluid // J. Appl. Physics. 1952. V. 23. № 9. P. 997-1005.

46. Biot, M. A., 1962, Mechanics of deformation and acoustic wave propagation in porous media: J. Appl. Phys., 33, 1482-1498

47. Burns, D. R., 1990, Acoustic waveform logs and the in-situ measurement of permeability—A review, Geophysical applications for geotechnical investigations. ASTM STP 1101, F. L. Paillet and Saunders, W. R. Eds., Am. Soc. for Testing and Materials, 65-78

48. Cheng C. H. Elastic wave propagation in fluid-filled borehole and syntetic acoustic logs // Geophysics. 1981. V. 46. No. 7. P. 1042-1083.

49. Cheng, N. Y., and Cheng, C. H., 1991, Borehole Stoneley wave inversion for formation parameters: 61st Ann. Internat. Mtg., Soc. Expl. Geophys., Expanded Abstracts, 1633

50. Chang S., Liu H. L., Johnson D. L. Low frequency tube waves in permeable rocks//Geophysics. 1987. V. 53. N 4. P. 519 527.

51. Dunlop Y. F., Jonson C. Y. Research and Progress in Exploration Geophysics // Geophysics. 1958. V. 23. № 3. P. 257-284.

52. Halliburton. Open hole logging. Equipment. V. 2, of 2.

53. MinearJ. W. Full wave sonic logging: a brief perspective//SPLWA 27-th Annual Logging Symposium. Houston, 1986. June. Paper AAA.

54. Paillet F. L. Cheng C. H. TangX. M. Theoretical models relating acoustic tube-wave attenuation to fracture permeability reconciling model results with Held data // SPLWA 30-th Annual Logging Symposium. 1989. June. 11-14.

55. Rosenbaum J. N. Synthetic microseismogram: logging in porous formation // Geophysics. 1974. V. 39. N 1. P. 14 32.

56. Schmitt, D. P., Bouchon, M., and Bonnet, G., 1988. Full-waveform synthetic acoustic logs in radially semiinfinite saturated porous media: Geophysics, 53, 807-823

57. Summers G. C, BrodingR. Continuous Velocity Logging // Geophysics. 1952. V. 17. № 3. P. 598-614.

58. Schlumberger. Wireline Services Catalog (Сервисный каталог по каротажным работам) Houston. 1995, 2000, 2007 June (русск. яз.) 111с.

59. Tang, X. М., and Cheng, С. Н., 1993, Effects of a logging tool on the Stoneley waves in elastic and porous boreholes: The" Log Analyst, 34, No. 5, 46-56.

60. Tang, X. A/., Cheng, С. H., and Toksoz, M. TV., 1990, Stoneley wave propagation in a fluid-filled borehole with a vertical fracture: Geophysics, 56, 447-460

61. Tang, X. M., Cheng, СL H., Fast inversion of formation permeability from Stoneley wave logs using a simplified Biot-Rosenbaum model: GEOPHYSICS. VOL. 61, NO. 3 (MAY-JUNE 1996); P. 639-645

62. Van Nosirend. Enregistrement continu de vitesse // Revue de lTnstitude Franc du Petrole. 1956. VII. № 6. P. 743-756.

63. Vogel Ch. B. A Seismic Velocity Logging Method I I Geophysics. 1952. V. 17. № 3. P. 586-597.

64. Willie M. R. J., Gregory A. R., Gardner L. W. Elastic wave velocities in heterogeneous and porous media I I Geophysics. 1956. V.

65. Williams, D. M., Zemanek, J., Angona, F. A., Denis, C. L., and Caldwell, R. L1984, The long space acoustic logging tool, Trans. Prof. Well Log Analysts, 25th Ann. Log. Symp. paper T.

66. Winkler, K. W., Liu, H. L., and Johnson, D. L., 1989, Permeability and borehole Stoneley waves: Comparison between experiment and theory: Geophysics, 54, 66-75

67. Larry W. Lake, editor-in-chief \ 2008, Petroleum Engineering handbook V-167.