Оценка структуры горных пород по материалам акустического каротажа

Тарантин, Михаил Викторович

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Оценка структуры горных пород по материалам акустического каротажа
ВАК РФ 25.00.16, Горнопромышленная и нефтегазопромысловая геология, геофизика, маркшейдерское дело и геометрия недр

Автореферат диссертации по теме "Оценка структуры горных пород по материалам акустического каротажа"

На правах рукописи

ТАРАНТИН Михаил Викторович

ОЦЕНКА СТРУКТУРЫ ГОРНЫХ ПОРОД ПО МАТЕРИАЛАМ АКУСТИЧЕСКОГО КАРОТАЖА

Специальность 25.00.16 Горнопромышленная и нефтегазопромысловая геология, геофизика, маркшейдерское дело и геометрия недр

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Пермь, 2006

Работа выполнена в Горном институте УрО РАН

Научный руководитель доктор геолого-минералогических наук,

профессор В.М. Новоселицкий

Официальные оппоненты:

- доктор технических наук, профессор

Силаев Валерий Аркадьевич

- кандидат геолого-минералогических наук

Ахматов Евгений Владимирович

Ведущая организация:

Институт геофизики УрО РАН, г. Екатеринбург

Защита состоится «_»_ 2006 г. в_час. на заседании

диссертационного совета Д 004.026.01 при Горном институте УрО РАН по адресу: 614007, г. Пермь, ул. Сибирская 78а.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Горного института УрО РАН.

Автореферат разослан «_»_2006 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

кандидат геолого-минералогических наук, ^

доцент //¿^¡С"* Б.А. Бачурин

Д 00 С IV &55Ч

Общая характеристика работы

Актуальность темы

Структура горных пород в самом общем представлении характеризует их гетерогенность. Более определенный смысл она приобретает для конкретных типов пород. Так, среди осадочных горных пород могут быть мелко- или крупнозернистые песчаники, мелкопористые или кавернозно-пористые известняки и так далее. Структура может определяться напрямую визуально, но чаще она должна быть определена по значениям каких-либо физических параметров среды: электрических, магнитных, акустических и т.д. Здесь не бывает определенности, а может лишь быть произведена оценка с той или иной степенью достоверности. В ряде горно-геологических производств некоторые типы структуры горных пород выделяются особо, поскольку приобретают большое практическое значение. При разработке твердых полезных ископаемых, например, калийных солей, наличие различного рода структурных аномалий горных пород, прежде всего трещиноватости, оказывает влияние на состояние горного массива, его прочностные свойства. В нефтяной геологии, где геофизические исследования скважин направлены главным образом на выявление пород-коллекторов и определение их параметров, информация о структуре особенно актуальна, поскольку кавернозные, брекчированные, трещиноватые породы обладают повышенными коллекторскими свойствами. В этой связи любая новая информация, любой новый параметр, характеризующий структуру, становятся значимыми, поскольку в арсенале геофизических исследований скважин (ГИС) соответствующих методов явно недостаточно.

В практике скважинных исследований все большее распространение находит волновой акустический каротаж (АК), который постепенно вытесняет аналоговый, входящий в стандартный комплекс ГИС нефтяных и газовых скважин. В волновом АК в каждой точке по глубине регистрируются не отдельные параметры приходящего акустического сигнала, как это имеет место в аналоговом, а записывается весь сигнал, который предварительно оцифровывается. По этим записям можно проследить не только время прихода продольных и поперечных волн, но и форму соответствующих им сигналов. Так, контрастные, достаточно раскрытые трещины проявляются на фазокорреляционных диаграммах в виде секущих осей синфазности. Но такие оси не прослеживаются для менее контрастных трещиноватых структур. В то же время, исследования показывают, что в интервалах трещиноватости изменяется форма как поперечных, так и продольных волн. Именно в форме сигналов может содержаться информация о структуре горных пород; форму сигналов удобно описывать в терминах их частотного состава. Поэтому исследование спектральных параметров головных волн представляется в этом смысле весьма перспективным.

РОС. НАЦИОНАЛЬНАЯ БИБЛИОТЕКА

Целью работы является получение информации о структуре горных пород средствами акустического каротажа на основе изучения взаимосвязей спектральных параметров головных волн в различных типах геологического разреза.

Основные задачи исследований

1. Разработка программных средств обработки и анализа данных волнового АК.

2. Вычисление параметров головных продольных и поперечных волн в различных типах геологического разреза во временной и частотной области.

3. Выявление и анализ особенностей в поведении параметров волн в неоднородных разрезах. Моделирование различных эффектов, искажающих динамические параметры.

4. Анализ взаимосвязи кинематических и динамических параметров головных волн. Рассмотрение возможных механизмов этой взаимосвязи.

5. Оценка структуры горных пород на основании выявленных соотношений параметров головных волн.

Научная новизна

Показано, что о структуре горных пород можно судить по взаимоотношению скорости и затухания упругих волн. Чтобы этот подход использовать в акустическом каротаже, необходимо, прежде всего, определять истинный, характеризующий горные породы, частотно-зависимый коэффициент затухания.

Установлено, что в акустическом каротаже аномальное поведение коэффициента затухания, которое проявляется в виде резко возрастающих, а также убывающих функций частоты, сопровождается согласующейся по величине и знаку квазидисперсией. Последняя оценивается разностью группового и фазового интервального времени. Этот эффект является локальным - проявляется в области излучения и приема.

Моделирование показало, что взаимообусловленность квазидисперсии и параметра затухания имеет своей причиной интерференцию волн. Интерференция головных волн происходит при их рассеянии на мелкомасштабных неоднородностях в области излучения и приема.

Разработан алгоритм вычисления физически достоверного параметра затухания, использующий взаимосвязь между квазидисперсией и параметром затухания для компенсации влияния интерференционного эффекта неоднородностей прискважинного пространства. Алгоритм перспективен для выявления структурных особенностей горных пород, таких как улучшенные коллекторские свойства, трещиноватость карбонатных пород, степень неоднородности и расслоение соляных пород.

Основные защищаемые положения

1. Программное обеспечение для исследования спектральных параметров акустических сигналов, позволяющее всесторонне анализировать скважинные волновые и другие материалы путем различной компоновки изучаемых характеристик сигналов и математического моделирования (вычислительные модули, библиотеки подпрограмм).

2. Взаимосвязь квазидисперсии и параметра затухания, обусловленная рассеянием головных волн на неоднородностях разреза и неровностях стенок скважины в области излучения и приема.

3. Алгоритм расчета коэффициента затухания, исключающий влияние мелкомасштабных неоднородностей, основанный на результатах моделирования взаимосвязи между квазидисперсией и параметром затухания сигналов.

4. Оценка структуры горных пород по спектральным параметрам головных волн: в карбонатном разрезе - выявление интервалов трещиноватости и пористых горных пород с улучшенными коллекторекими свойствами; в соляной толще - оценка степени неоднородности карналлитовых пластов и выявление расслоенных круто падающих пластов.

Практическая значимость

Разработан алгоритм вычисления по материалам АК еще одного, наряду со скоростью, физического параметра - параметра затухания. Это открывает возможность вовлечения динамических параметров в количественную интерпретацию, в частности позволяет оценивать структуру горных пород по соотношению скорости и параметра затухания. Полученные в ходе работы совокупности признаков и алгоритмов позволили выявить по волновым материалам ряд особенностей строения пересеченных скважинами горных пород.

Апробаиия работы

Основные положения и результаты диссертации докладывались и обсуждались на научных сессиях Горного института УрО РАН (Пермь, 2002 - 2005), 3-й, 4-й, 5-й и 6-й Уральских молодежных научных школах по геофизике (Екатеринбург, 2002, 2004; Пермь, 2003, 2005), Нижегородской акустической научной сессии (Нижний Новгород, 2002), 1-й и 2-й Сибирских международных конференциях молодых ученых по наукам о земле (Новосибирск, 2002, 2004), Девятой Всероссийской научной конференции студентов-физиков и молодых ученых (Красноярск, 2003), 13-й сессии Российского Акустического общества (Москва, 2003), Международных конференциях-конкурсах молодых ученых и специалистов «Геофизика-2003» и «Геофизика-2005» (Санкт-Петербург, 2003, 2005), Третьих научных чтениях памяти Ю.П. Булашевича (Екатеринбург, 2005).

Публикации

Основные положения диссертации изложены в 16 печатных работах.

Реализаиия работы

Составленные в ходе работы признаки и алгоритмы обработки использовались в госбюджетных и договорных исследованиях, связанных с изучением строения соляной толщи в пределах Верхнекамского месторождения калийных солей: по достаточно большому количеству скважин (порядка 100) рассчитаны каротажные кривые спектральных параметров головных волн, на основании чего сделаны выводы о возможной нарушенности соляных пород в ряде рассмотренных интервалов. Результаты переданы в соответствующие службы ОАО «Уралкалий» и ООО «Лукойл-Пермь».

Объем работы

Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав и заключения и содержит 120 страниц текста, 60 рисунков, 1 таблицу и список литературы - 115 наименований.

Личный вклад

Основой диссертации является большой объем проведенных автором экспериментальных исследований волновых акустических сигналов.

Автор благодарит научного руководителя профессора Ново сели цкого В.М. за предоставленную возможность проведения исследований и старшего научного сотрудника Горного института Сидорова В.К. за помощь в проведении и обсуждение результатов работ.

Содержание работы

Во введении обосновывается актуальность темы диссертационной работы, сформулирована цель и задачи исследований.

В главе 1 рассмотрены предпосылки решения проблемы определения структуры горных пород средствами акустического каротажа.

В литературе достаточно широко представлены материалы по измерению динамических параметров упругих волн в горных породах. Целью таких исследований является получение дополнительной информации о геологической среде, о структуре горных пород в частности. В отличие от скорости динамические параметры существенно зависят от частоты, поэтому так велико разнообразие способов их измерения и параметров, их характеризующих. Исследования затухания упругих волн, относящиеся к различным частотным диапазонам и различным горным породам, описали Карус Е.В., Силаева О.И., Шамина О.Г., Воларович М.П., Левыкин А.И., Васильев Ю.И., Жадин В.В. и др. Большой цикл лабораторных исследований на образцах горных пород выполнен

Меркуловой В.М. Зарубежные исследования в свое время были обобщены в Справочнике физических констант горных пород под ред. С. Кларка мл. Совместные определения декремента затухания и скорости преимущественно в сейсмическом диапазоне частот систематизированы в работах Берзон И.С.

Различными авторами используются разные параметры для количественной оценки затухания. В принципе все они сводимы один к другому. Так, добротность О, декремент затухания 8, коэффициент затухания а, мера остроты резонансной кривой АСТ, часть энергии деформации, поглощенная в каждом цикле АЕ/Е, соотносятся следующим образом:

^ = = = = ^ (1) е / / е

Как показал анализ результатов исследования затухания, в гетерогенных средах, в том числе в горных породах, коэффициент затухания упругих волн зависит как от их частоты, так и от структуры материала. В общем случае его можно представить выражением:

а{/)=К-/ + М-/п, (2)

где К и М- постоянные коэффициенты,/- частота, п - показатель степени при частоте. Первое слагаемое определяет ту часть затухания, которая от частоты зависит линейно, второе - затухание, обусловленное рассеянием. Именно это, последнее, используют в качестве информации о структуре среды.

В работах В.М. Меркуловой отмечается, что для горных пород нижний предел частоты, при которой наблюдается рассеяние, соответствует, по крайней мере, десятикратному отношению длины волны к среднему размеру зерен. Акустический каротаж проводится в частотном диапазоне 5-30 кГц; при скорости 5000 м/с длины волн лежат в диапазоне 15 - 100 см, что значительно превышает размеры зерен или пор в горных породах. Поэтому нелинейное частотнозависимое затухание, обусловленное структурой горных пород, регистрироваться не будет. Таким образом, в акустическом каротаже мы имеем дело преимущественно с линейной частью частотнозависимого затухания, которая, как следует из (2), характеризуется коэффициентом К - параметром затухания. Вопрос заключается в том - возможно ли по значениям параметра затухания К судить о структуре горных пород.

Из литературы следует, что в однородных материалах, таких как кристаллы, стекла или металлы, значения параметра затухания весьма низки: К < 110"6 с/м. Вместе с тем в кристаллитах, пористых горных породах и других гетерогенных средах параметр затухания К возрастает на один и более порядков по сравнению с однородными средами и может принимать значения в пределах: К = 1 - 100 мкс/м и даже более. Сам факт большого разнообразия значений параметра затухания в гетерогенных средах свидетельствует о несомненной его связи со структурой среды. Но

очевидно и другое: только по одному параметру затухания в принципе невозможно оценить структуру среды.

Исследователи давно уже обратили внимание на существование статистической связи между динамическими и кинематическими параметрами упругих волн. Так, в работе [Егоркин, 1978] приведена связь между скоростью и параметром затухания для консолидированных горных пород земной коры по данным глубинного сейсмического зондирования. В работе [Авербух, 1982] приведен рисунок, иллюстрирующий связь между декрементом затухания и скоростью продольных волн по данным обобщения материалов скважинных измерений. Можно констатировать, что для горных пород существует связь между затуханием и скоростью упругих волн, обусловленная, скорее всего, структурой горных пород, но она замаскирована статистически большим разнообразием структур. Чтобы выявить характер этой связи, необходимо сузить класс структур.

Характерной особенностью горных пород в естественном залегании является водонасыщенность их порового пространства. Особенно это относится к осадочным горным породам, у которых коэффициент пористости редко бывает меньше 3 - 4%, а у пород-коллекторов может превышать и 20%. Это означает, что такие среды могут считаться двухфазными в том смысле, что их акустические свойства определяются, главным образом, параметрами двух фаз - скелета породы и жидкости, заполняющей поры (воды). Существует широко распространенный класс гранулярных пород-коллекторов, для которых выполняется известное уравнение среднего времени. Согласно этому уравнению по скоростям в двух фазах и по их соотношению (коэффициенту пористости) может быть рассчитана скорость в пористой среде. Для более широкого разнообразия осадочных пород и в том числе пород-коллекторов это уравнение не выполняется. Но уже то, что существуют среды, в которых оно выполняется, дает основание для определения характера функциональной связи между скоростью и затуханием упругих волн, обусловленного структурой среды.

В частности, работе Гаранина В. А. «О поглощающих и упругих свойствах сцементированных двухфазных пористых сред на ультразвуковых частотах» [Гаранин, 1970] приведены результаты лабораторных измерений скорости и частотнозависимого коэффициента затухания для искусственных пористых сред. Если эти данные представить в плоскости (K. V1) (рис. 1), то получается, что для среды определенной структуры зависимость между интервальным временем и параметром затухания представляет прямую, исходящую из точки (0, V"'CK) под углом, соответствующим структуре среды:

-Const), (3)

где S - коэффициент, обусловленный структурой среды, Const -постоянная, имеющая смысл интервального времени в твердокомпонентной части горной породы или ее скелете (V"'CK).

Сравнивая две зависимости, - одну для песчаника с компаундом, другую для дырчатого плексигласа - мы видим, что коэффициенты 5 для них различны, хотя в той и другой среде соблюдается уравнение среднего времени. Но в то же время у этих сред различны размеры пор, у плексигласа они больше. Это означает, что коэффициент 5 пропорционален размерам пор. Таким образом, для частного случая гранулярных коллекторов совместное ( определение двух акустических

параметров - интервального времени и параметра затухания продольных волн - несет информацию не только о коэффициенте пористости, но и о размерах пор. Естественно, что чем меньше размер пор, тем меньше проницаемость пористой среды. В

предельном случае это глинистые рис. ] Соотношение параметра породы, у которых коэффициент 5 затухания и обратной скорости минимален. Для кавернозно-пористых сигнала для искусственных щ пород можно предположить наоборот - пористых сред,

увеличение коэффициента 5.

Все вышеизложенное свидетельствует о необходимости исследования спектральных параметров сигналов в акустическом каротаже с целью извлечения из них информации о частотнозависимом коэффициенте затухания и, следовательно, - о структуре горных пород.

Глава 2 посвящена описанию разработанного в ходе работы программного комплекса, составляющего первое защищаемое положение.

Акустический каротаж на современном уровне своего развития подразумевает цифровую регистрацию сигналов. Это расширяет возможности обработки полученных данных, в частности, с использованием компьютеров. Для такой обработки необходимо соответствующее программное обеспечение, призванное значительно облегчить работу интерпретатора. За прошедшее с появления цифровой обработки сигналов время вариантов таких программных комплексов разработано довольно много. Среди наиболее распространенных можно отметить «Камертон» (РГУНГ, Москва), «ГИС-АКЦ» (ООО «РХС-ПНГ», Пермь), «Геофизический офис» (ООО «Эликом», Уфа). Каждый из них по-своему универсален и по-своему ограничен решаемыми задачами, известными приборами и заложенной в него разработчиками логикой работы.

Песчаник + компаунд Плексиглас

500

450

400

350

300

250

О 40 80 Параметр затухания КГ мкс/м

В связи с опытно-исследовательским характером настоящей работы и ограниченными возможностями имеющихся программных продуктов к какому-либо изменению, автором был разработан собственный комплекс программ для обработки материалов волнового акустического каротажа. Комплекс состоит из нескольких взаимно-согласованных модулей, позволяющих разносторонне обрабатывать материалы скважинного каротажа. В качестве основных компонентов следует назвать программу, предназначенную для выделения волновых пакетов из полной картины ВАК, и программу для анализа полученных каротажных кривых. В связи с исследовательским характером разработки и использования программного продукта, он имеет ряд особенностей по сравнению с другими, однако имеет законченный вид и может быть использован не только автором. Комплекс предназначен для работы на персональных компьютерах под управлением операционной системы семейства Windows.

Программа, предназначенная для вьвделения волновых пакетов и вычисления их параметров, позволяет обрабатывать полевые данные нескольких форматов записи. Она предоставляет возможность выделять на полной волновой картине сигналы различных типов волн и вычислять их собственные и взаимные параметры во временной и частотной областях. Имеется возможность обработки собственно волнового поля с последующим сохранением результатов. Данный модуль предоставляет те же стандартные средства обработки волнового поля, что и большинство других комплексов, но, кроме них, имеется набор отличительных алгоритмов и возможностей. Под стандартными процедурами понимается визуализация волнового поля с различными параметрами отображения, 1

фильтрация сигналов, выделение пакетов целевых волн, отображение частотных спектров выделенных участков сигнала, отображение и сохранение результатов обработки. К отличительным свойствам можно отнести разнообразие вычислительных алгоритмов обработки сигнала, как во временной, так и в частотной области, сохранение промежуточных результатов для дальнейшего детального исследования.

Модуль анализа каротажных кривых позволяет работать с файлами различных форматов записи. Кроме собственно визуализации каротажных кривых на экране компьютера и распечатки их на бумаге в различных масштабах, модуль предоставляет возможности сравнения различных кривых: качественного и количественного; реализовано несколько способов редактирования значений кривых. Результаты многих операций также представляют собой каротажные кривые, которые могут быть сохранены в файле стандартного формата. В качестве альтернативы рассмотрения соотношения кривых реализовано построение поля корреляции двух величин в заданном глубинном окне. Модуль также предоставляет возможность одновременно с каротажными кривыми анализировать частотные спектры (амплитудный и фазовый) сигналов, что позволяет оценить достоверность вычисленных по ним значений кривых. Данная особенность отличает продукт от прочих разработок.

Дополнительным, но не менее важным, компонентом пакета следует считать программу, предназначенную для работы со спектрами сигналов. Она позволяет разносторонне обрабатывать данные, в том числе и изменять их с последующим сохранением, вычислять спектральные параметры и некоторые сложные взаимные функции сигналов с различных каналов записи. Некоторый минимальный набор операций присутствует и в основной программе, данный модуль предоставляет более широкий спектр операций.

Следует также упомянуть модуль для вычисления регистрируемого сигнала в различных предположениях об исходном импульсе, свойствах околоскважинного пространства и положении излучателя / приемника в скважине. Данная программа используется для оценки влияния того или иного фактора на принимаемый сигнал и его параметры. Результирующий сигнал экспортируется в файл одного из стандартных форматов и может затем обрабатываться наряду с полевыми материалами.

Таким образом, разработанный комплекс программных модулей позволяет всесторонне изучать волновые материалы и может быть использован в совокупности программными продуктами других разработчиков.

В главе 3 рассмотрены возможности вычисления коэффициента затухания по материалам волнового АК и некоторые препятствующие этому факторы.

Принцип скважинных измерений заключается в следующем. Скважинный прибор излучает в окружающее пространство, заполненное жидкостью, акустический импульс. При распространении этого импульса по скважине возникает головная волна, распространяющаяся по горной породе вдоль стенок скважины. Эта волна регистрируется несколькими приемниками того же прибора (рис. 2) на различных удалениях от источника. Далее, при обработке, происходит сравнение сигналов, зарегистрированных на различном расстоянии от излучателя. В соответствии с принципом взаимности прибор может иметь один приемник и несколько излучателей. В зарубежной практике чаще всего используются приборы с одним излучателем и гирляндой из восьми приемников, поэтому имеется возможность производить некоторое усреднение получаемых результатов (с соответствующей потерей части информации). Анализируемые в ходе

настоящей работы материалы получены с использованием прибора с одним излучателем и двумя приемниками (трехэлементный зонд).

Известно, что при распространении плоской волны в среде, ее амплитуда убывает с пройденным расстоянием согласно выражению Л(г + Ж) = Л(г)-е~а<1г, где А (г) и А (г+йг) - амплитуда сигнала до и после прохождения участка среды длиной с1г, а - коэффициент затухания сигнала в среде. Хотя скважинные условия не способствуют образованию плоской волны, регистрируемая головная волна может быть принята за таковую без больших потерь точности. Околоскважинное пространство далеко не однородно, поэтому коэффициент а может зависеть от координат рассматриваемой точки из-за слоистости среды и, в общем случае, от частоты сигнала. Технология скважинных измерений сама по себе обеспечивает осреднение параметров сигнала, поэтому вычисленное значение коэффициента затухания является усредненным на базе измерения прибора. Кроме этого, при скважинных измерениях чувствительности приемников прибора не всегда совпадают, что оказывает искажающее влияние на вычисляемый параметр.

Исходя из вышесказанного, коэффициент затухания можно представить в виде суммы, каждое из слагаемых в которой связано с каким-либо явлением: атм = агеом + астр + агрсш. Здесь агсом - затухание сигнала, связанное с геометрическим расхождением фронта волны по мере распространения, аир обусловлено структурой пород, именно эта величина представляет наибольший интерес, а^ш обусловлено влиянием преобразований сигнала на стенках скважины при преломлении.

В разностной схеме измерений, каковая и используется в каротаже, первое и последнее слагаемые в этой сумме частично устраняются. Все исследования направлены на определение величины а^р. Зависимость этого затухания от частоты многими исследователями полагается линейной - затухание увеличивается пропорционально частоте. Из этого следует, что параметром, который может быть измерен и в скважинных условиях, и в лабораторных и не зависит от рабочего частотного интервала исследований, является коэффициент пропорциональности величин затухания и частоты - параметр затухания К. Преимущества определения именно параметра затухания состоит в возможности устранить влияние разной чувствительности приемников прибора и частотного диапазона сигнала. Таким образом, его значение более универсально.

На приведенном выше выражении для амплитуды сигнала и упомянутом предположении о связи затухания сигнала и его частоты основаны многие методы определения параметра затухания. Многие из этих методов использует амплитудно-частотные спектры сигналов, некоторые - сигнал во временной области, часть методов использует лишь некоторые характеристики сигнала.

В лабораторных условиях параметр затухания сигнала в горных породах также может быть определен, например, резонансным методом. В

данном случае основной определяемой величиной является добротность резонансного контура, которая обратно-пропорциональна параметру затухания. Многие зарубежные исследователи в своих работах оперируют именно добротностью даже при скважинных исследованиях. Основная трудность данного лабораторного метода состоит в правильном воссоздании или учете внешних условий естественного залегания пород. По этой причине скважинные измерения обладают преимуществом.

Детальные исследования параметров волновых сигналов показали, что при обработке каротажных данных наблюдаемые зависимости затухания от частоты в акустическом частотном диапазоне нелинейны. Это делает невозможным простое применение некоторых методов определения параметра затухания, или требует определенных допущений. Другим важным фактом, следующим из наблюдений, является необязательность увеличения значения затухания с частотой.

Нелинейность частотной зависимости затухания может быть обусловлена геометрией системы - регистрируемые головные волны отличаются от плоских, или слоистостью окружающей среды. Были предприняты попытки учесть изменения скоростных характеристик околоскважинного пространства [X. Tang, 1995], однако предложенный метод не показал надежных результатов применительно к используемым нами материалам.

Тем не менее, установлено, что в относительно однородных в скоростном отношении участках разреза параметр затухания ведет себя достаточно устойчиво, а в слоистых участках претерпевает сильные, порой случайные, колебания. Таким образом, слоистость среды действительно оказывает существенное влияние на поведение затухания, но механизм этого влияния не может быть точно описан.

Нелинейность зависимости затухания от частоты предполагается в работе AlMossawi (1988), где исследуется затухание сигнала в искусственной пористой среде. Применяемый метод основан на построении связи затухания и частоты в билогарифмическом масштабе с последующей ее линеаризацией. Применение такого метода к скважинным материалам затруднено из-за больших ошибок, возникающих при вычислениях, основная из которых связана с влиянием слоистости среды.

Уровень развития вычислительной техники позволяет использовать подходы к вычислению интересующего нас параметра, использующие прямое решение волнового уравнения, описывающего поле в цилиндрической скважине, заполненной жидкостью. В данном случае определение целевой величины может носить итеративный характер. В процессе итераций минимизируется некоторое выбранное различие А зарегистрированного сигнала и модельного в зависимости от параметра затухания К:

Д^еЛ')-»^(г, *,...)]-> min

Для итераций в качестве W^ могут быть использованы как реально зарегистрированные сигналы [Tang, 1995], так и синтетические [Sun, Castagna, 2000]; акустические свойства околоскважинного пространства при синтезе предполагаются с учетом результатов прочих исследований. При моделировании, однако, предполагается линейная зависимость затухания от частоты. По этой последней причине модель не укладывается в рамки наших наблюдений.

Не последнюю роль в формировании волнового сигнала играет собственно система измерения - скважина и прибор. От их параметров (диаметр скважины, степень ровности стенок, рабочая частота прибора, его центрирование, электрические параметры регистрирующего тракта) зависят характеристики регистрируемого сигнала. При этом многие из параметров системы часто имеют неопределенные значения (обычно -положение прибора относительно оси скважины, форма поперечного сечения скважины и параметры регистрирующего тракта). Принимаемый сигнал есть сумма многих волн, поэтому при колебаниях интерферирующих слагаемых результат почти непредсказуем. Наличие нелинейных искажений в электрической цепи прибора сводит к минимуму возможность адекватной оценки результатов каротажа. В ходе работы проведено модельное исследование влияния геометрических (диаметр скважины, отклонения прибора от ее оси) и электрических (чувствительность прибора) параметров системы измерения на характеристики регистрируемого сигнала. Установлено, что изменения параметров может приводить к нелинейности определяемого затухания, но это не может объяснять наблюдаемые явления в полной мере.

Таким образом, как показали детальные исследования волновых сигналов, в действительности зависимость затухания сигнала от его частоты в акустическом каротаже всегда нелинейна. Это делает невозможным простое применение некоторых методов определения параметра затухания, или требует определенных допущений.

Другим важным фактом, следующим из наблюдений, является не обязательность увеличения вычисляемого затухания с частотой (отрицательность величины К); это также требует объяснений либо ошибкой измерений (например, приборной), либо ошибочным рассмотрением конкретной модели. Тем не менее, в ходе работы затухание сигнала будет характеризоваться именно величиной К, с тем лишь замечанием, что он не будет трактоваться нами, как истинный параметр. В ходе работы будет описан предлагаемый алгоритм извлечения истинного параметра затухания.

В главе 4 рассмотрены возможности и пути извлечения собственно параметра затухания из динамических характеристик сигналов.

В ходе работы проведен ряд исследований, направленных на выявление зависимостей между спектральными параметрами регистрируемых волновых пакетов, предприняты попытки построения

моделей поведения этих параметров с целью определения свойств окружающих пород и объяснения наблюдающихся на материалах отклонений. К основным отклонениям следует отнести крайне большие (более 100 мкс/м) и отрицательные значения параметра затухания и значительные изменения частотных характеристик сигнала при кажущейся однородности околоскважинного пространства по данным других методов исследования. В ходе исследований также было проведено сравнение результатов обработки в рамках соответствующих моделей и полученных согласно методикам, используемым другими исследователями. В качестве основного используемого метода для вычисления параметра затухания автором был принят «метод спектрального отношения» (spectral ratio method [Dasios, Astin, McCann, 2001]).

Особый интерес представляет возможность выделения по данным акустического каротажа интервалов повышенной трещиноватости, брекчированности. В отсутствие тестовых материалов поиск таких участков толщ горных пород может проводиться лишь на основе модельных представлений, с той или иной точностью описывающих возможное поведение акустического сигнала и его параметров.

В ходе работы была предпринята попытка соотнести параметры затухания сигнала в различных породах со скоростями распространения сигнала в них согласно описанным в первой главе предположениям. О параметре затухания уже сказано несколько слов, теперь рассмотрим вычисление скоростей. Скорость волнового пакета в данном случае может быть определена несколькими способами, и, как показывает практика, результаты определений могут быть различны. По этой причине указанное сопоставление не может быть проведено однозначно. Для преодоления неоднозначности в ходе работы был проведен поиск причин разницы в результатах вычислений и анализ факторов, влияющих на них. Согласно выводам, акустические сигналы при распространении в скважине изменяются таким образом, что при их обработке наблюдается дисперсия -зависимость скорости распространения от частоты. Важным обстоятельством является то, что эта дисперсия во всех проанализированных материалах определенным и, главное - постоянным, образом соотносится с вычисляемым параметром затухания. Этот факт выносится на защиту. По типу наблюдаемую дисперсию сигнала следует отнести к аномальной.

Как уже отмечалось, на результаты скважинных измерений особое влияние оказывают свойства собственно системы измерения. Это влияние может быть таково, что при определенных условиях результаты интерпретации данных каротажа не являются достоверными, а сам волновой сигнал следует признать некачественным. Поэтому при исследованиях взаимосвязей характеристик принимаемого сигнала и околоскважинного пространства особое внимание было уделено исследованию факторов, искажающих определяемые параметры целевых волн и волновую картину в целом. К таким факторам следует отнести как

неровности ствола скважины и колебания прибора в ней, так и нелинейные свойства усилительного и передающего тракта аппаратуры. К характеристикам качества каротажа можно отнести:

1. наличие (отсутствие) нескольких нулевых значений сигнала (чаще всего продольной волны) между фазами разных знаков - из-за низкой чувствительности приемника;

2. наличие шумов на волновой картине и нехарактерный для гармонических сигналов вид акустотрассы - при высокой чувствительности приемника;

3. появление одиночных отсчетов со случайными значениями - при сбоях системы синхронизации регистратора.

Качество материала можно также оценить некоторыми математическими характеристиками; например, при нелинейном искажении амплитуд сигнала в его частотном спектре усиливаются гармоники, кратные основной частоте, а характеристика дисперсии скорости может принимать нехарактерное значение (в относительно однородных участках разреза). В ходе работы выявлено качественное соотношение между степенью искажений сигнала и наблюдаемой дисперсией; тем не менее, наблюдаемая дисперсия не может быть связана только лишь с влиянием этого фактора. Установлено, что, чем однороднее околоскважинное пространство, тем меньше проявляется явление дисперсии; из чего можно сделать вывод о физическом, а не геометрическом, происхождении этого явления.

Анализ таких "интегральных" параметров сигналов волн, как их амплитуда, пиковая частота, позволил сделать вывод о преобладании именно зон приема сигналов над областями прохождения в смысле влияния на сигнал. Это значит, что измеряемые и вычисляемые динамические параметры сигнала характеризуют в основном локальные участки пространства, и для них неприменимы разностные алгоритмы (применяемые, например, для определения скорости распространения сигналов). В этом локальном характере динамических характеристик лежит причина появления аномальных значений параметра затухания. В ходе работы установлено, что скоростным неоднородностям соответствуют сигналы пониженных частот. Поэтому, если такой неоднородный участок находится около ближнего к излучателю приемника, частота регистрируемого им сигнала снижается сильнее, и параметр К оказывается отрицательным; если вблизи дальнего — параметр К приобретает аномально большое положительное значение.

Детальный анализ формы амплитудных спектров регистрируемых сигналов показал, что интервалы понижения частот связаны со скоростной неоднородностью околоскважинного пространства. Причем частотный состав сигналов в этих интервалах характеризуется повышением доли высокочастотных гармоник. Формы спектров дают основания полагать, что в таких неоднородных по скорости интервалах имеет место интерференция сигналов: наблюдается характерное «раздвоение»

амплитудно-частотных спектров и закономерное снижение пиковой частоты сигналов.

С целью проверки вышеупомянутой гипотезы явление интерференции сигналов было промоделировано. В модели предполагалось, что приемник регистрирует группу одинаковых по форме импульсов, приходящих с некоторыми временными задержками. Основными анализируемыми параметрами являлись эффективное затухание и параметр дисперсии суммарного сигнала относительно одиночного (совпадающего с первым в регистрируемой группе). В качестве дополнительных критериев использовались соотношения амплитуд различных частотных составляющих модельных сигналов и реальных. Для получения соотношений целевых параметров, схожих с реально наблюдаемыми, изменялись амплитуды интерферирующих пакетов и временные интервалы между ними. При этом наибольшее сходство с наблюдаемыми соотношениями параметров сигнала имеет место при сложении двух относительно обособленных во времени групп импульсов; при их большем количестве наблюдаемые связи исчезают.

Моделирование показало возможность различий определяемых групповых и фазовых интервальных времен сигналов при интерференции; при этом разница соотносится с возникающим эффективным затуханием таким же образом, как и на реальных материалах. Интерференция сигналов не противоречит предположению об их рассеянии. Одно явление дополняет другое.

Таким образом, вычисляемая характеристика затухания носит локальный характер, а ее значения обусловлены, в основном, влиянием зон излучения / приема сигнала и, возможно, системой измерения. Поэтому эта величина не характеризует интервал горных пород между приемниками (излучателями). Вычисляемые параметры характеризуют степень неоднородности околоскважинного пространства и, возможно, стенок скважины в смысле рассеивающих свойств; максимальная неоднородность имеет место в слоистых породах.

По результатам анализа материалов предложен алгоритм вычисления действительного параметра затухания, характеризующего среду; это достигается путем устранения влияния интерференции и связанного с этим "добавочного" затухания. Алгоритм основан на наблюдаемых связях между эффективной дисперсией и параметром затухания. Идея метода состоит в устранении части затухания, связанного с дисперсией. На основании результатов моделирования резкие колебания вычисляемого параметра затухания объясняются интерференцией, которая сопровождается эффектом дисперсии. Поэтому с использованием наблюдаемых соотношений можно определить величину эффективного добавочного параметра затухания и, следовательно, устранить его. Результатом вычислений, таким образом, является параметр затухания, рассматриваемый нами как физическая характеристика горных пород. Его значения близки к данным лабораторных измерений: они положительны и

в большинстве своем не превышают 50 мкс/м. Предлагаемый алгоритм вычисления физического параметра затухания также выносится на защиту в качестве одного из пунктов.

Некоторые особенности и результаты применения алгоритма к каротажным данным представлены в следующей главе.

В главе 5 представлено несколько примеров выделенных особенностей структуры горных пород по материалам АК.

При обработке и анализе материалов в ходе исследования составлена система признаков, позволяющих выделять некоторые особенности строения околоскважинного пространства. Данная глава содержит примеры интерпретации материалов по нескольким участкам скважин, проведенной на основании полученных соотношений. Подробно рассмотрены этапы обработки волнового сигнала в разработанном программном пакете.

Рассмотренные материалы можно разделить на 2 группы по типам пород, вскрытых скважинами. Это карбонатные и соляные породы. Карбонатные породы представлены пористыми известняками, вскрытыми нефтяными скважинами. Соли представлены продуктивной и подстилающей частями соляной толщи Верхнекамского месторождения калийных солей, вскрытой упомянутыми нефтяными скважинами. Обработанные материалы получены в более чем ста скважинах с использованием приборов типа МАК-2 (И1,0П0,5П) и МАК-3 (И1,5П0,5П).

Следует отметить, что среди обработанных волновых материалов не все могут быть использованы для вычисления параметра затухания. Для определения скоростных характеристик все обработанные материалы оказались пригодны, однако применение предлагаемого метода накладывает рад дополнительных ограничений на исходные данные, их динамические характеристики. По этой причине материалы по ряду скважин, где наблюдается физически необоснованное искажение сигналов, не могут быть обработаны в рамках рассматриваемой модели.

В соляной толще на основании предложенного метода вычислен параметр затухания сигнала в собственно породе. Толща подстилающей каменной соли может быть разделена на более слоистую (верхнюю часть), характеризующуюся

частым переслаиванием глин, и почти Рис. 3. Диаграмма соотношения однородную (нижнюю часть) с редкими целевых параметров для глинистыми прослоями части. В рамках карналлитами пород

320

300

■ 280 -1 § ,

л С

260

240

"Г

—Г

О 20 40

Параметр затухания КГ. мкс/м

рассматриваемой модели для нескольких типов пород построены диаграммы (Ко; V"1). На рис. 3 приведено поле точек для толщи карналлитов.

Параметры карналлиговой толщи получены путем послойного осреднения вычисленных характеристик в карналлитовых пластах продуктивной соляной толщи одной из обработанных скважин; мощности выделяемых пластов колебались от 1 до 5 метров. В представленном поле точек хорошо просматривается общее линейное соотношение сопоставляемых величин. Отклонения от него соответствуют, скорее всего, более однородному участку (влево и вверх) и, вероятно, с большим количеством включений (вправо и вниз). По результатам анализа диаграммы можно сказать, что она характеризует степень неоднородности карналлитовых пластов, обусловленную, скорее всего, включениями и прослоями глин.

Также в ходе работы проанализированы материалы по скважинам с (вероятно-) расслоенными соляными породами [Барях, 2002]. В соответствующих интервалах обнаружены участки аномального поведения параметров продольных и поперечных акустических волн. К общим признакам этих интервалов следует отнести значительное (5-10 раз) увеличение амплитуды и заметное снижение частоты продольных волн, синхронное для обоих приемников прибора, неизменность этих же параметров поперечных волн, более позднее вступление сигнала на акустотрассе, не проявляющееся в увеличении интервальных времен ~ сигналов. Регистрируемые как продольные волны сигналы в данном случае можно считать обменными поперечно-продольными волнами, образующимися на наклонном слое в области излучателя. По всем признакам аномалии амплитуды относятся к расслоенным наклонно падающим слоям.

В рамках рассматриваемой в данной работе модели, трещиноватость пород обеспечивает дополнительное рассеяние волнового сигнала, что приводит к дополнительному его затуханию и нарушению наблюдаемой связи параметров. При анализе участков разреза, выявленных ранее как трещиноватые, установлено, что снижение частоты сигнала, по которому и выявлялись такие участки, соотносится с величиной ошибки аппроксимации при вычислении параметра затухания (рис. 4). Эта ошибка пропорциональна «разбросу» точек в поле соотношения параметра затухания и дисперсии скорости. Соотношение, представленное на рис. 4,

50 ■

5 зо —

Е 20 Н * -

10 —

т~

10 12 14 16 18 Основная частота Рр, кГц

Рис. 4. Соотношение частоты сигнала продольной волны и ошибкой аппроксимации при вычислении параметра затухания.

позволяет корректировать выделяемые по снижению частоты участки, удаляя из их числа ненарушенные. Последние характеризуются соблюдением обсуждаемого ранее соотношения и, поэтому, малой величиной отклонения точек от линии регрессии.

Кроме этого, проведено сопоставление вычисляемого параметра затухания и пористости пород, измеряемой при каротаже, для поровых карбонатных коллекторов в пределах одного из месторождений. Приведенное на рис. 5 результирующее поле точек имеет линейную структуру: с увеличением измеряемой пористости вычисляемый параметр затухания увеличивается. Совместное рассмотрение интервального времени и параметра затухания, каждый из которых коррелируется с коэффициентом пористости, позволяет дифференцировать породы с одинаковым коэффициентом пористости по структурному фактору (3), который несет информацию о поровом пространстве.

Таким образом, открывшаяся возможность определения параметра затухания, относящегося непосредственно к горным породам, и совместное его рассмотрение с интервальным временем позволяют: оценивать степень неоднородности горных пород, например карналлитовых слоев, судить о структуре карбонатных коллекторов, вводить дополнительные признаки интервалов трещиноватости.

Заключение

В диссертационной работе проведено исследование и анализ записей сш налов головных волн в различных типах геологического разреза с тем, чтобы оценить возможности волнового акустического каротажа, где записывается в цифре весь акустический сигнал, для оценки структуры горных пород. Основные результаты, выводы и рекомендации заключаются в следующем:

1. Показано, что о структуре горных пород можно судить по взаимосвязи скорости и коэффициента затухания упругих волн, отображенной на плоскости в координатах интервального времени (обратной величины скорости) и параметра затухания, представляющего собой производную по частоте линеаризованного коэффициента затухания.

2. Разработан комплекс программ, позволяющий разносторонне исследовать материалы волнового акустического каротажа, от их визуализации и редактирования до вычислений параметров регистрируемых волн в околоскважинном пространстве, работать со

5. 40

1 20

4 8 12 16 Пористость Кп, %

Рис. 5. Соотношение измеряемой пористости пород и вычисляемого параметра затухания сигнала в пористых коллекторах.

всевозможными каротажными кривыми спектральных параметров и их функций, моделировать волновые сигналы в предположении различных свойств горных пород и параметров системы измерения.

3. Частотная зависимость коэффициента затухания, характеристикой которой служит параметр затухания, для регистрируемых сигналов имеет, как правило, аномальный характер. Проявляется это как в повышенных, по сравнению с реальными для горных пород значениями параметра затухания, так и в отрицательных (нефизичных) его значениях.

4. Обнаружено, что аномальное поведение параметра затухания, как правило, сопровождается заметным различием между фазовой и групповой скоростями. Различие скоростей выглядит так, как если бы его причиной была дисперсия скорости. Сопоставление величины наблюдаемой дисперсии, оцениваемой как разность между групповым и фазовым интервальными временами, и параметра затухания показало, что они пропорциональны.

5. Анализ кривых спектральных параметров и моделирование показало, что причиной наблюдаемой дисперсии головных волн и аномальных значений параметра затухания является рассеяние волн на неоднородностях разреза и неровностях стенок скважины.

6. Основные трансформации формы сигналов продольных и поперечных головных волн обусловлены двумя факторами - частотнозависимым затуханием в интервале между излучателем и приемником и рассеянием волн при трансформации в области излучения и приема. Причем, в неоднородных геологических разрезах преобладает последний эффект.

7. Разработан алгоритм вычисления параметра затухания, позволяющий получать физически достоверные значения. Алгоритм базируется на взаимосвязи кинематических и динамических спектральных параметров головных волн. Он позволяет вычесть из «наблюденной» кривой эффект рассеяния.

8. Анализ соотношения динамических и кинематических параметров головных волн позволяет: в карбонатном разрезе выделить пористые горные породы с улучшенными коллекторскими свойствами, а также выявить интервалы трещиноватости; в соляной толще определить для достаточно мощных карналлитовых пластов степень неоднородности, а также выявить расслоенные круто падающие пласты.

Список опубликованных работ

1. Тарантин М.В. Перспективы и проблемы спектрального анализа продольных и поперечных волн в акустическом каротаже. // Третья Уральская молодежная школа по геофизике. Сборник докладов. -Екатеринбург: УрО РАН, 2002, с. 107.

2. Тарантин М.В. Оценка влияния эллипсности скважины и смещения скважинного прибора на спектральные параметры волн. // Проблемы комплексного мониторинга на месторождениях полезных ископаемых. Сборник докладов. - Пермь: Горный институт УрО РАН, 2002. с. 68

3. Тарантин М.В. Влияние неоднородностей геологического разреза на результаты акустического каротажа. И Труды Нижегородской акустической научной сессии. / Ред. С.Н. Гурбатов. - Нижний Новгород: TAJIAM, 2002, с.369.

4. Тарантин М.В. Выявление слоистой структуры горных пород по результатам скважинного волнового акустического каротажа. // Тезисы докладов Первой Сибирской международной конференции молодых ученых по наукам о земле. Новосибирск: ОИГГМ СО РАН, 2002. с.143

5. Тарантин М.В. Акустические параметры соляной толщи по данным волнового акустического каротажа. // Четвертая Уральская молодежная научная школа по геофизике. Учебно-научные материалы. - Пермь: Горный институт УрО РАН, 2003. С. 212.

6. Тарантин М.В. Определение динамических параметров волн, регистрируемых при акустических исследованиях в скважинах. // Сборник тезисов докладов Девятой Всероссийской научной конференции студентов-физиков и молодых ученых: тезисы докладов. Екатеринбург-Красноярск: издательство АСФ России, 2003. с.894.

7. Сидоров В.К., Тарантин М.В. Способ определения частотнозависимого коэффициента затухания по данным волнового акустического каротажа. // Сборник трудов Х1П сессии Российского Акустического общества, т. 2. Акустические измерения. Аэроакустика. Геоакустика. Ультразвук и ультразвуковые технологии. Электроакустика. - М.: ГЕОС, 2003. С. 75.

8. Тарантин М.В. К вопросу определения коэффициента затухания по данным волнового акустического каротажа. // Моделирование стратегии и процессов освоения георесурсов. Сборник докладов. - Пермь: Горный институт УрО РАН, 2003. С.269.

9. Тарантин М.В. Особенности поведения коэффициента затухания по данным волнового акустического каротажа в различных типах геологического разреза. // Тезисы докладов к Международной конференции-конкурсу молодых ученых и специалистов «Геофизика-2003». Санкт-Петербург: НПП «Геологоразведка», 2003. С. 183.

10. Тарантин М.В. Решение прямой задачи сейсморазведки методом эффективных границ. // Современные проблемы геофизики. Пятая Уральская молодежная научная школа по геофизике. Сборник материалов. - Екатеринбург: УрО РАН, 2004. С. 159.

11 .Тарантин М.В. Оценка структуры карбонатных коллекторов по данным акустического каротажа. // Стратегия и процессы освоения георесурсов. Сборник докладов. - Пермь: Горный институт УрО РАН, 2004. С. 141.

12.Тарантин М.В. Наблюдаемая дисперсия головных волн в акустическом каротаже. // Сборник тезисов Второй Сибирской международной конференции молодых ученых по наукам о Земле. - Новосибирск: ОИГТМ СО РАН, 2004. С. 165.

13.Тарантин М.В. Рассеяние головных волн на неоднородностях геологического разреза в акустическом каротаже. // VI Уральская молодежная научная школа по геофизике. Сборник материалов. -Пермь: Горный институт УрО РАН, 2005. С. 218.

14.Тарантин М.В. Отражение структуры геологического разреза в спектральных параметрах головных волн. // Стратегия и процессы освоения георесурсов. Сборник докладов. - Пермь: Горный институт УрО РАН, 2005. С. 105.

15.Тарантин М.В. Определение взаимосвязи динамических и кинематических параметров головных волн в акустическом каротаже для оценки структуры горных пород. // Глубинное строение. Геодинамика. Мониторинг. Тепловое поле земли. Интерпретация геофизических полей. Материалы Третьих научных чтений памяти Ю. П. Булашевича. - Екатеринбург: ИГФ УрО РАН, 2005. С 56.

16.Тарантин М.В. Определение динамических параметров волн в акустическом каротаже для оценки структуры горных пород // Пятая международная научно-практическая геолого-геофизическая конференция-конкурс молодых ученых и специалистов «Геофизика-2005». Тезисы докладов. - СПб.: СПбГУ, ВВМ, 2005. - 350с. с 289-290.

Сдано в печать 29.03.2006 г. Формат 60x84/16. Тираж 100 экз. Отпечатано сектором НТИ Горного института УрО РАН.

XboQb

»-85 51 'j

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Тарантин, Михаил Викторович

ВВЕДЕНИЕ

1. ОТРАЖЕНИЕ СТРУКТУРЫ ГОРНЫХ ПОРОД В ПАРАМЕТРАХ УПРУГИХ ВОЛН

2. КОМПЛЕКС ПРОГРАММ ДЛЯ РАБОТЫ С МАТЕРИАЛАМИ ВОЛНОВОГО АКУСТИЧЕСКОГО КАРОТАЖА

2.1. Выделение пакетов волн

2.2. Расчет параметров

2.3. Сопоставление параметров

2.4. Обработка спектров

2.5. Моделирование волновых сигналов

3. ВЫЧИСЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ЗАТУХАНИЯ ПО МАТЕРИАЛАМ АКУСТИЧЕСКОГО КАРОТАЖА

3.1 Методы определения затухания

3.1.1 Амплитудный метод определения затухания

3.1.2 Частотные методы определения затухания

3.1.3 Методы, использующие моделирование сигнала

3.1.4 Итеративные методы вычислений 5О

3.1.5 Модели нелинейного по частоте затухания

3.2 Оценка влияния сторонних факторов на результаты вычислений

3.2.1 Влияние интерференции

3.2.2 Фильтрационные свойства скважины

3.2.3 Влияние геометрических параметров системы

4. ВЗАИМОСВЯЗЬ ДИНАМИЧЕСКИХ И КИНЕМАТИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ВОЛН И ЕЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ ПАРАМЕТРА ЗАТУХАНИЯ

4.1 Влияние скоростных неоднородностей

4.2 Наблюдаемая дисперсия сигнала

4.3 Нелинейность регистрирующего тракта, шумы

4.3.1 Общие сведения о наблюдаемых искажениях

4.3.2 Влияние искажений

4.4 Рассеяние сигнала

4.5 Вычисление параметра затухания сигнала

5. ОЦЕНКА СТРУКТУРЫ ГОРНЫХ ПОРОД ПО ВОЛНОВЫМ МАТЕРИАЛАМ

5.1 Структура карбонатных пород

5.2 Структура пород соляной толщи

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Оценка структуры горных пород по материалам акустического каротажа"

Наиболее известны методы выявления трещиноватых и кавернозных пород, использующие ГИС в комплексе. Так, интервалы трещиноватых карбонатных пород могут проявляться при сопоставлении данных электрокаротажа и НТК (нейтронного гамма-каротажа): низким значениям пористости по НТК соответствуют повышенные значения проводимости. В кавернозных породах наоборот - повышенным значениям пористости по НТК соответствуют пониженные значения проводимости. Кавернозно-пористые породы выделяются также по комплексу АК (акустического каротажа) и НТК: в этих интервалах пористость по АК меньше, чем по НТК. Всем методам комплексирования присуща неоднозначность из-за увеличения общей погрешности определений, включающей погрешность каждого метода. Кроме того, в природе редко встречаются кавернозные и трещинные породы в чистом виде - чаще имеет место та или иная комбинация этих структур, в результате эффекты от одной структуры компенсируются противоположными эффектами от другой. К тому же электрические методы, используемые при комплексировании, не эффективны в соляных разрезах.

Существуют специальные приборы для обнаружения дефектов и литологических неоднородностей в стенках скважины. Скважинный акустический телевизор (CAT) позволяет выявлять отдельные трещины и каверны, а также слоистость горных пород. Электрический сканер визуализирует, по сути, те же объекты. Для кондиционных измерений этими приборами предъявляются повышенные требования к номинальным размерам скважины и состоянию ее стенок — отсутствию каверн и технологических неровностей. Кроме того, в силу уникальности аппаратуры, эти методы не входят в стандартный комплекс ГИС.

В последнее время в практике геофизических исследований все большее распространение находит волновой акустический каротаж, который постепенно вытесняет аналоговый АК, входящий в стандартный комплекс ГИС нефтяных и газовых скважин. В волновом АК в каждой точке по глубине регистрируются не отдельные параметры приходящего акустического сигнала, как это имеет место в аналоговом АК, а регистрируется в цифре весь сигнал. По этим записям можно проследить не только время прихода продольных и поперечных волн, но и форму соответствующих им сигналов. Именно в форме сигналов может содержаться информация о структуре горных пород, поскольку в форме присутствует влияние частотнозависимого затухания. Но кроме этого на форму сигнала оказывают влияние условия измерения, приемные тракты аппаратуры и другие искажающие факторы.

Частотная зависимость коэффициента затухания плоской волны для изотропной гетерогенной среды представляет собой возрастающую кривую, состоящую из двух частей — низкочастотной и высокочастотной. В области низких частот коэффициент затухания зависит от частоты линейно, при увеличении частоты степень его возрастания увеличивается. Тангенс угла наклона линейной части зависит от степени дифференциации компонент гетерогенной среды: соотношения скоростей и объемов компонент, размера элементарной ячейки гетерогенной среды. От этих же факторов зависит степень нелинейности частотной зависимости коэффициента затухания в высокочастотной области. Все перечисленные факторы характеризуют структуру гетерогенной среды. В зависимости от структуры среды не только тангенс угла наклона линейной части и степень нелинейности будут меняться, но и область перехода от линейной части к нелинейной будет приходиться на разные частоты. Естественно, что сигнал сильнее искажается, если его спектр приходится на нелинейную область затухания. Он сильнее будет искажаться при прохождении кавернозных и трещиноватых пород, чем, например, мелкопористых известняков. Еще более полную информацию о структуре горных пород можно получить при совместном рассмотрении затухания и скорости, например, на плоскости с координатами параметра затухания и интервального времени. На этой плоскости могут разделяться мелкопористые и крупнопористые горные породы. Информация о структуре может быть еще более расширена, если использовать параметры двух типов волн — продольных и поперечных. Поэтому так важно выявить и оценить и учесть основные факторы, которые искажают форму сигнала и, следовательно, вносят погрешности в определение коэффициента затухания и скорости.

Основные задачи исследований

1. Разработка программных средств обработки и анализа данных волнового АК.

5. Оценка структуры горных пород на основании выявленных соотношений параметров головных волн.

Научная новизна

Установлено, что в акустическом каротаже аномальное поведение коэффициента затухания, которое проявляется в виде резко возрастающих, а также убывающих функций частоты, сопровождается согласующейся по величине и знаку квазидисперсией. Последняя оценивается разностью группового и фазового интервального времени. Этот эффект является локальным — проявляется в области излучения и приема.

Основные защищаемые положения

4. Оценка структуры горных пород по спектральным параметрам головных волн: в карбонатном разрезе - выявление интервалов трещиноватости и пористых горных пород с улучшенными коллекторскими свойствами; в соляной толще - оценка степени неоднородности карналлитовых пластов и выявление расслоенных круто падающих пластов. Практическая значимость

Разработан алгоритм вычисления по материалам АК еще одного, наряду со скоростью, физического параметра — параметра затухания. Это открывает возможность вовлечения динамических параметров в количественную интерпретацию, в частности позволяет оценивать структуру горных пород по соотношению скорости и параметра затухания. Полученные в ходе работы совокупности признаков и алгоритмов позволили выявить по волновым материалам ряд особенностей строения пересеченных скважинами горных пород.

Апробация работы

Основные положения диссертации изложены в 16 печатных работах.

Реализация работы

Объем работы

Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения и содержит 120 страниц, 60 рисунков, 1 таблицу и список литературы - 115 наименований.

Заключение Диссертация по теме "Горнопромышленная и нефтегазопромысловая геология, геофизика, маркшейдерское дело и геометрия недр", Тарантин, Михаил Викторович

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе проведено исследование и анализ записей сигналов головных волн в различных типах геологического разреза с тем, чтобы оценить возможности волнового акустического каротажа, где записывается в цифре весь акустический сигнал, для определения структуры горных пород. Основные результаты, выводы и рекомендации заключаются в следующем:

2. Разработан комплекс программ, позволяющий разносторонне обрабатывать материалы волнового акустического каротажа, от их визуализации и редактирования до вычислений параметров регистрируемых волн в околоскважинном пространстве, работать со всевозможными каротажными кривыми спектральных параметров и их функций, моделировать волновые сигналы в предположении различных свойств горных пород и параметров системы измерения.

6. Основные трансформации формы сигналов продольных и поперечных головных волн обусловлены двумя факторами — частотнозависимым затуханием в интервале между излучателем и приемником и рассеянием волн при трансформации в области излучения и приема. Причем, в неоднородных геологических разрезах преобладает последний эффект.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Тарантин, Михаил Викторович, Пермь

1. Авербух А.Г. Изучение состава и свойств горных пород при сейсморазведке. М.: Недра, 1982. 232 с.

2. Авербух А.Г., Шушакова Н.С., Мануков B.C. и др. Использование затухания сейсмических волн при прогнозировании литологии и нефтегазоносности горных пород. // В кн.: Нефтегазовая геология и геофизика, вып. 17. Обзорная информация. -М.: ВНИИОНГ, 1983, 46с.

3. Арутюнов П.А. Теория и применение алгоритмических измерений. — М.: Энергоатомиздат, 1990. С. 41-53.

4. Бат М. Спектральный анализ в геофизике. М.: Недра, 1980. С. 201.

5. Белов С.В., Жуланов И.Н., Ташкинов И.В., Шумилов А.В. Программа «ГИС-АКЦ» эффективное средство контроля качества цементирования обсадных колонн скважин. // Каротажник. — Тверь, 2002 г. вып. 90. С. 93.

6. Бергман JI. Ультразвук и его применение в науке и технике. / Пер. снемецкого. // Под ред. Григорьева B.C., Розенберга Л.Д. Изд-е второе. -М.: Издательство иностранной литературы, 1957. С. 341-402.

7. Берзон И.С. Сейсмическая разведка вертикально-слоистых сред фундамента.-М.: Недра, 1977.

8. Берзон И.С., Епинатьева A.M., Парийская Г.Н., Стародубровская С.П. Динамические характеристики сейсмических волн в реальных средах. — М.: Издательство АН СССР, 1962. С 453.

9. Бреховских Л.М. Волны в слоистых средах. М.: Изд-во АН СССР,1957. С.242-289.

10. Бреховских Л.М., Годин О.А. Акустика слоистых сред. М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1989. С.416, ил.

11. Будыко JI.B. и др. Методическое пособие по интерпретации диаграмм полной энергии упругих волн. Душанбе, 1991 г.

12. Будыко JI.B. О центрированности каротажных приборов в необсаженной скважине. // НТВ «Каротажник», №95. — 2002, с. 26.

13. Булычов А.А. Расчет спектральных параметров упругих волн применительно к поиску пород-коллекторов. // В кн. Вопросы динамической теории распространения сейсмических волн. Вып. 20. -Л., 1980, с 30-51.

14. Васильев Ю.И. Две сводки констант затухания горных пород. // Изв. АН СССР, Сер. Геофиз., 1962, № 5, С. 592-602.

15. Васильев Ю.И., Гуревич Г.И. О соотношении между декрементами затухания и скоростями распространения продольных и поперечных волн. // Изв. АН СССР, Сер. Геофиз., 1962, № 12, С. 1698-1716.

16. Викторин В.Д. Влияние особенностей карбонатных коллекторов на эффективность разработки нефтяных залежей. — М.: Недра, 1988. С. 13-14.

17. Воеводкин В.Л. Сидоров В.К. Стратегия поиска зон трещиноватости // Геофизика, 2004, №1. С. 18-20.

18. Воларович М.П., Гзовский М.В., Левыкин А.И., Осокина Д.Н. Корреляционная зависимость между декрементом затухания и модулями упругости горных пород. // Изв. АН СССР, сер. Физика Земли, 1969, № 12, С. 18-26.

19. Гаранин В.А. О поглощающих и упругих свойствах сцементированных двухфазных сред на ультразвуковых частотах. // В кн.: Прикладная геофизика, вып. 60. М.: Недра, 1970, С. 44-52.

20. Гоноровский И. С. Радиотехнические цепи и сигналы. М.: Советское радио, 1964.-с. 357-359.

21. Горелик Г.С. Колебания и волны. Введение в акустику, радиофизику и оптику. М.: Гос. изд. теор.-тех. лит. 1950. С. 164-174.

22. Городнов А. В., Добрынин В. М., Черноглазов В. Н. Применение системы «Камертон» для обработки волновых акустических полей и комплексной интерпретации данных ГИС. // НТВ «Каротажник», №71, 2002, с 69.

23. Егоркин А.В., Кун В.В. Поглощение продольных волн в верхней мантии земли. // Изв АН СССР, сер. Физика Земли, 1978, №4, с. 25-36.

24. Жадин В.В. Об исследовании поглощения продольных и поперечных волн способом сейсмического каротажа. // Геология и геофизика — 1960, № 3, С 80-93.

25. Жуланов И.Н. Выделение сложных коллекторов на площадях севера Пермской области. // «Геофизика — 2000» (спецвыпуск). — Москва, 2000.

26. Жуланов И.Н., Воеводкин B.JT. и др. О некоторой закономерности размещения зон трещиноватости в карбонатных разрезах севера Пермской области. // Геофизический вестник. — Евро-Азиатское геофизическое общество, 2004, № 5. С 5-9

27. Жуланов И.Н. и др. Опыт изучения низкопоритсых карбонатных коллекторов по ВАК. // НТВ «Каротажник» Тверь, 2002, № 107. С. 95103.

28. Жуланов И.Н. и др. Комплекс акустических методов для выделения множественной вертикальной и субвертикальной трещиноватости. //Геофизический вестник — Евро-Азиатское геофизическое общество, 2004, №6. С7-10

29. Ивакин Б.Н., Карус Е.В., Кузнецов O.JI. Акустический метод исследования скважин. М.: Недра, 1978. С.229-276.

30. Ипатов А.И., Скопинцев С.П. Эффективность шумометрии при исследовании скважин. // НТВ «Каротажник», № 90, 2002, с 46

31. Исакович М.А. Общая акустика. Учебное пособие. // М.: Наука, 1973. С. 496, ил.

32. Кайно Г. Акустические волны: Устройства, визуализация и аналоговая обработка сигналов. // М.: Мир, 1990, 652 С.

33. Каротаж акустический широкополосный с цифровой регистрацией волновых картин. Методика выполнения измерений. МИ 41-06-093-89. Москва, 1989.

34. Карус Е.В. Поглощение упругих колебаний в горных породах при стационарном возбуждении. // Изв. АН СССР, Сер. Геофиз., 1958, № 4, С. 438-448.

35. Климов В.В. Возможности и ограничения метода спектральной шумометрии. // НТВ «Каротажник» №80, 2002, с 56

36. Кнопов JI. Затухание упругих волн в Земле // Физическая акустика, т. ЗБ / Под ред. У. Мэзона. М: Мир, 1968, с.344 .

37. Козяр В.Ф., Плохотникова А.Н. Акустический каротаж в комплексе геофизических методов для оценки карбонатных коллекторов. // В кн.: Акустические методы исследования нефтяных и газовых скважин. М., ОНТИВНИИЯГГ, 1972. С. 62-67.

38. Крауклис П.В. Головная волна от осесимметричного точечного источника в скважине. // В кн.: Вопросы динамической теории распространения сейсмических волн. Вып.ХШ. JL, 1973, с.40-43.

39. Крауклис П.В. Продольные и поперечные волны в скважине. // Записки науч. семинаров ЛОМИ АН СССР, т.42. Л., 1974, с. 174-180.

40. Крауклис П.В., Крауклис Л.А. Волновое поле точечного источника в скважине. // В кн.: Вопросы динамической теории распространения сейсмических волн. Вып. XVI. — Л., 1976, с.41-53.

41. Кудряшов А.И. Верхнекамское месторождение солей. Пермь: Горный институт УрО РАН, 2001. С. 23.

42. Курьянов Ю.А, Терехин Ю.В, Годовых О.А, Тарасюк Я.Ф. Анализ полного акустического сигнала с целью оценки информативностипараметров ВАК. // В сб. Исследования по многоволновому акустическому каротажу. Новосибирск, 1990, с 137-144.

43. Левыкин А.И. Поглощение и скорости продольных и поперечных упругих волн в образцах горных пород при всесторонних давлениях до 4000 кГ/см2. // Изв. АН СССР, Сер. Физика Земли, 1965, № 2, С. 21-27.

44. Линник Ю.В. Метод наименьших квадратов и основы математико-статистической теории обработки наблюдений. М., Физматгиз, 1962.

45. Марков М.Г. О факторах, влияющих на точность измерений при акустическом каротаже. // Геология и геофизика, 2002, т. 43, №3. С. 304310.

46. Меркулова В.М.' Влияние микротрещин на акустические параметры сред. // Изв. АН СССР, сер. Дефектоскопия, 1972, №5, с. 52-55.

47. Меркулова В.М. Поглощение ультразвуковых волн в горных породах в области частот 10-160 кГц. // Изв. АН СССР, сер. Физика Земли, 1968, № 6, с. 20-25.

48. Меркулова В.М. Частотная зависимость затухания ультразвука в горных породах для мегагерцовой области. // Изв. АН СССР, сер. Физика Земли, 1966, №8, с. 47-60.

49. Молотков Л.А. О распространении волн в слоистых трансверсально-изотропных средах с цилиндрическими границами раздела. // В кн. Вопросы динамической теории распространения сейсмических волн. Вып. 20. Л. 1980, с 4-17.

50. Молотков Л.А. Матричный метод в теории распространения волн в слоистых упругих и жидких средах. — Л. — 1984.

51. Пасечник В.И. Дисперсия фазовой скорости в поглощающих средах. / Изв. АН СССР. Сер. Физика Земли, 1969, № 9, с. 34-39.

52. Петрашень Г.И., Крауклис П.В. и др. Волны с слоисто-однородных изотропных упругих средах. Оптимальное представление полей вмоделях основного эталонного типа. Волновые поля в средах с цилиндрическими или сферическими границами. — JL, 1985.

53. Попов М. М., Тюриков JI. Г. О двух подходах к вычислению геометрического расхождения в неоднородной изотропной среде. // В кн. Вопросы динамической теории распространения сейсмических волн. Вып. 21. JL, 1980, с 61-68.

54. Сидоров В. К. Акустические свойства соляного горного массива над выработанным пространством рудника. // В кн. Горные науки на рубеже XXI века. Екатеринбург, 1998. С.380-385.

55. Силаева О.И., Шамина О.Г. Поглощение ультразвука в гранитах. / Изв. АН СССР. Сер. Геофиз., 1960, № 9, С. 1354-1359.

56. Справочник по математике (для научных работников и инженеров). Г. Корн, Т. Корн. / под. ред. И.Г. Арамановича. М.: Наука, 1977. С. 256-260.

57. Справочник физических констант горных пород. / Под ред. Кларка мл. -Мир, 1969, с.165.

58. Тарантин М.В. Перспективы и проблемы спектрального анализа продольных и поперечных волн в акустическом каротаже. // Третья Уральская молодежная школа по геофизике. Сборник докладов. -Екатеринбург: УрО РАН, 2002, 164с, cl07-111.

59. Тарантин М.В. Оценка влияния эллипсности скважины и смещения скважинного прибора на спектральные параметры волн. // Проблемы комплексного мониторинга на месторождениях полезных ископаемых.

60. Сборник докладов. Пермь: Горный институт УрО РАН, 2002. - 240с, с. 68-72.

61. Тарантин М.В. Влияние неоднородностей геологического разреза на результаты акустического каротажа. // Труды Нижегородской акустической научной сессии. / Ред. С.Н. Гурбатов. Нижний Новгород. ТАЛАМ, 2002,409с. с 369-372.

62. Тарантин М.В. Акустические параметры соляной толщи по данным волнового акустического каротажа. // Четвертая Уральская молодежная научная школа по геофизике. Учебно-научные материалы. Пермь: Горный институт УрО РАН, 2003, 280с, с. 212.

63. Тарантин М.В. К вопросу определения коэффициента затухания по данным волнового акустического каротажа. // Моделирование стратегии и процессов освоения георесурсов. Сборник докладов. — Пермь: Горный институт УрО РАН, 2003. 308 е., с.269.

64. Тарантин М.В. Оценка структуры карбонатных коллекторов по данным акустического каротажа. // Стратегия и процессы освоения георесурсов. Сборник докладов. Пермь: Горный институт УрО РАН, 2004. С. 141-144.

65. Тарантин М.В. Наблюдаемая дисперсия головных волн в акустическом каротаже. // Сборник тезисов докладов Второй Сибирской международной конференции молодых ученых по наукам о Земле. — Новосибирск: ОИГГМ СО РАН, 2004.

66. Тарантин М.В. Рассеяние головных волн на неоднородностях геологического разреза в акустическом каротаже. // VI Уральская молодежная научная школа по геофизике. Сборник материалов. -Пермь: Горный институт УрО РАН, 2005. С. 218-222.

67. Тарантин М.В. Отражение структуры геологического разреза в спектральных параметрах головных волн. // Моделирование стратегии и процессов освоения георесурсов. Сборник докладов. Пермь: Горный институт УрО РАН, 2005. С. 105.

68. Тау С.А. Линейные волны в средах с дисперсией. // в кн. Нелинейные волны. / под. ред. Лейбовича С., Сибисса А. М.: Мир, 1977. С 54-90.

69. Тюриков Л. Г. Вычисление геометрического расхождения для вертикально-неоднородных сред и для сред со сферической и цилиндрической симметрией. // В кн. Вопросы динамической теории распространения сейсмических волн. Вып. 21. Л. 1980, с 69-74.

70. Урупов А. К. Изучение скоростей в сейсморазведке. М.: Недра, 1966. с. 72-76.

71. Урупов А.К., Левин А.Н. Определение и интерпретация скоростей в методе отраженных волн. — М.: Недра, 1985.

72. Шамина О.Г. Зависимость затухания импульсов в слоях конечной толщины от частотных спектров. // Изв. АН СССР, Сер. Геофиз., 1960, № 1, С. 151-154.

73. Шкуратник В.Л., Ноздрина Н.Д., Теоретические предпосылки количественной оценки размеров минерального зерна ультразвуковым методом. ФТПРПИ, №6, 1998, с. 104-111.

74. Яворский Б.М., Детлаф А.А. Справочник по физике: 3-е изд., испр. -М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1990. 624 с. с. 378 - 380.

75. Akinci A., Mejia J., Jemberie A.L. Attenuative Dispersion of P Waves and Crustal Q in Turkey and Germany. // Pure and applied geophysics, 2004, #161, pp. 73-91.

76. AlMossawi H.I.H. Ultrasonic spectroscopy in rocks: an experimental study of highly porous synthetic sandstones. // Geophysical Prospecting №36. 1988. P.700-718.

77. Araya K., Blanch J. O., Cheng А. С. H., Varsamis G. L. Evaluation of dispersion estimation methods for borehole acoustic data. // Abstracts of the 73rd SEG annual meeting. 2003. P. 305-308.

78. Assefa S., McCann C., Sothcott J. Compressional and Shear-Wave Attenuation and Velocity Measurements in Carbonate Reservoir Rocks. // Abstracts of the 63rd SEG annual meeting. 1993. 1273-1276.

79. Byun J., Toksoz M. N. Numerical modeling of effects of tool eccentricity on multicomponent monopole and dipole logging. // Abstracts of the 73rd SEG annual meeting. 2003. P. 289-292.

80. Cong L., Mitchell B. J. Seismic Velocity and Q Structure of the Middle Eastern Crust and Upper Mantle from Surface-wave Dispersion and Attenuation. // Pure and applied geophysics, #153 (1998), pp. 503-538.

81. Dal Moro G., Pipan M., Forte E., Finetti I. Determination of Rayleigh wave dispersion curves for near surface applications in unconsolidated sediments.

82. Dasios A., Astin T.R., McCann C. Compressional-wave Q estimation from full-waveform sonic data. // Geophysical Prospecting, 2001, № 49, pp. 353 -373.

83. Devilee R.J.R., Trampert J., Paulssen H. Dispersion Measurements of P Waves and their Implications for Mantle Qp. // Pure and applied geophysics, #160 (2003) pp. 2223 -2238.

84. Hennah S.J., Astin T.R., Sothcott J., McCann C. Relationships between rock heterogeneity, attenuation and velocity dispersion at ultrasonic and sonic frequencies. // SEG Int'l Exposition and 73rd Annual Meeting, 2003. P. 1644-1647.

85. Innanen K. A. Local Signal Regularity as a Framework for Q-Estimation. // SEG Int'l Exposition and 72nd Annual Meeting, 2002. P. 2206-2209.

86. Leaney W. S. Walkaway Q inversion. // SEG Int'l Exposition and 69 annual meeting, 1999. P. 1311-1314.

87. Li H.-N., Sun L.-Y., Wang S.-Y. Frequency dispersion characteristics of phase velocities in surface wave for ratational components of seismic motion. // Journal of Sound and Vibration (2002)258, pp. 815 -827.

88. Pramanik A.G., Singh V., Dubey A.K., Painuly P.K., Sinha D.P. Estimation of Q from borehole data and its application to enhance surface seismic resolution: A case study. // SEG 2000 Expanded Abstracts. P. 20132016.

89. Pujol, J., Liischen E., Ни Y. Seismic wave attenuation studies using VSP data recorded in Germany's continental ultradeep borehole. // SEG Int'l Exposition and 65 annual meeting. 1995. 434-437.

90. Pujol J., Smithson S. Seismic wave attenuation in volcanic rocks from VSP experiments. //Geophysics, 9, 1991. P. 1441-1455.

91. Qann Y., Harris J. M. Seismic Attenuation Tomography Based on Centroid Frequency Shift. // SEG Int'l Exposition and 63 annual meeting. 1993. P.41-44.

92. Qann Y., Harris J. M., Chen X. Acoustic attenuation logging using centroid frequency shift and amplitude ratio methods: a numerical study. // Abstracts of the 64th SEG annual meeting. 1994. P. 8-11.

93. Roever W.L., Rosenbaum J.H., Vining T.F. Acoustic waves from an impulse source in a fluid-filled borehole. //J. Acoust. Soc. Amer., 1974, vol.55, #6, p.l 144-1157.

94. Sheng L, Yexin L., Yanda L. Time-frequency decomposition applied to full waveform sonic data processing. // SEG Int'l Exposition and 66th annual meeting. 1996. P. 142-145.

95. Sun S., Castagna J. Attenuation estimation from vertical seismic profile data. // Abstracts of the 70th SEG annual meeting. 2000. P. 1787-1790.

96. Sun X., Tang X., Cheng A. Attenuation profiles from acoustic logging data. // SEG 1999 Expanded Abstracts. P. 25-28.

97. Taner M. Т., Treitel S. A robust njethod for Q estimation. // Abstracts of the 73rd SEG annual meeting. 2003. P. 710-713.

98. Tang X. Waveform inversion of seismic P-wave attenuation from borehole compressional wave logs. // Abstracts of the 65th SEG annual meeting, 1995, pp. 476-479.

99. Tompkins M. J., Christensen N. I. Ultrasonic P- and S-wave attenuation in oceanic basalt. Geophys. J. Int., 145, 2001. P 172-186.

100. Vanelle C., Gajewski D. Determining Geometrical Spreading from Traveltimes in Anisotropic Media. SEG Int'l Exposition and 72nd Annual Meeting, 2002. P. 125-128.

101. Wyllie M.R., Gregory A.R., Gardner GH. Elastic Waves Velocity in Heterogenous and Porous Media. "Geophysics", 1956, vol.21, #1, p.41-70.

102. Xu P., Parra J. O. Estimation and interpretation of depth-dependent Q from observed sonic logs. // SEG Int'l Exposition and 72nd annual meeting. 2002. P.372-375.

103. Xu X., Tsvankin I., Pech A. Geometrical spreading of P-waves in azimuthally anisotropic media. // Abstracts of the 73rd SEG annual meeting. 2003. P. 801-804.1. Фондовая литература

104. Изучение трещинообразования и расслоения пород ВЗТ над выработанным пространством затопленного рудника БКРУ-3. Отчет о НИР. / Горный институт УрО РАН, 1992. Фонды ПО «Уралкалий».

105. Оценка особенностей строения, состояния и свойств соленосной толщи по керну нефтяных скважин и волновому АК. Отчет о НИР. / Горный институт УрО РАН; руководитель Барях А.А. — Пермь, 2004.

106. Оптимизация частотного метода определения трещиноватости и его апробация на рифовых структурах. Отчет о НИР по теме № 260 Ж с ЗАО «ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ». / Руководитель Сидоров В.К. Пермь, Горный институт УрО РАН, 2001, 70С.

107. Опытно-методические работы по применению акустических методов для решения различных задач промысловой геофизики. Отчет по теме45/95. / Руководитель Жуланов И.Н. Пермь, Пермнефтегеофизика, 1997, 82 С.

108. Оценка особенностей строения, состояния и свойств соленосной толщи над нефтяными месторождениями ВКМКС. Отчет о НИР. / Руководитель Барях А.А. Пермь, Горный институт УрО РАН, 2002.

109. Проведение гравиметрических работ на месторождении им. Архангельского Усольского района Пермской области. Отчет о НИР по теме № 04z0375 с ООО «ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ». / Руководитель Новоселицкий В.М. Пермь, Горный институт УрО РАН, 2004 г.

110. Разработка метода определения трещиноватости горных пород по материалам волнового акустического каротажа. Отчет о НИР по теме 63а с ЗАО «ЛУКОЙЛ-Пермь». / Руководитель Сидоров В.К. Пермь, Горный институт УрО РАН, 2000, 41С.

Информация о работе

Тарантин, Михаил Викторович
кандидата технических наук
Пермь, 2005
ВАК 25.00.16

Диссертация

Оценка структуры горных пород по материалам акустического каротажа - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы