Упругие волны в скважинах возникающие при реализации методов АК

ВВЕДЕНИЕ 3
1 Литературный обзор 5
1.1 Типы волн 5
1.2 Акустический каротаж 8
1.3 Отражение и преломление упруга волн 12
1.4 Зонды акустического каротажа 14
1.5 Зонды с двумя приемниками 15
1.6 Современные зонды АК 16
1.7 Проблемы акустического каротажа 19
1.8 Изучение полных волновых пакетов 22
2 Аппаратура акустического каротажа 26
2.1 Аппаратура акустического каротажа МАК-2 26
2.2 Акустический сканер САС-90 28
2.3 Широкополосный акустический кросс-дипольный каротаж прибором ХМАС 29
3 Обработка данных 32
3.1 Кросс-дипольный каротаж 32
3.2 Использование АК при бурении скважин 37
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 42
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ И ЛИТЕРАТУРЫ 43

Весь текст будет доступен после покупки

Методы акустического каротажа (АК) используются для изучения геологических свойств породного пласта в скважинах. В процессе реализации этих методов возникают упругие волны, которые могут быть зарегистрированы и проанализированы.
Упругие волны в скважинах могут быть продольными и поперечными. Их характеристики зависят от свойств породного пласта (упругости, плотности) и параметров источника воздействия (частоты, амплитуды, времени действия и т.д.).
Продольные волны возникают при использовании электромеханических или гидромеханических источников воздействия (например, генераторов звуковой волны или гидроимпульсных установок). Они распространяются вдоль скважины и отражаются от границ различных пластов, что позволяет исследовать характеристики этих пластов (толщину, состав, плотность, упругость и т.д.).

Весь текст будет доступен после покупки

Среди разнообразных волн, встречающихся в природе и технике, выделяются следующие их типы: волны на поверхности жидкости, упругие и электромагнитные волны. Упругими (или механическими) волнами называются механические возмущения, распространяющиеся в упругой среде. Упругие волны бывают продольные и поперечные. В продольных волнах частицы среды колеблются в направлении распространения волны, в поперечных — в плоскостях, перпендикулярных направлению распространения волны.
Продольные волны могут распространяться в средах, в которых возникают упругие силы при деформации сжатия и растяжения, т.е. твердых, жидких и газообразных телах. Поперечные волны могут распространяться в среде, в которой возникают упругие силы при деформации сдвига, т. е. фактически только в твердых телах; в жидкостях и газах возникают только продольные волны, а в твердых телах — как продольные, так и поперечные.
Упругая волна называется гармонической, если соответствующие ей колебания частиц среды являются гармоническими. На рис. 1.1 представлена гармоническая поперечная волна, распространяющаяся со скоростью ? вдоль оси х (т.е. зависимость между смещением ? частиц среды, участвующих в волновом процессе, и расстоянием х этих частиц, например, частицы В, до плоскости, в которой располагается источник колебаний О), для какого-то фиксированного момента времени t. Хотя приведенный график функции ? (х, t) похож на график гармонического колебания, тем не менее эти графики различны по существу. График волны дает зависимость смещения всех частиц среды от расстояния до источника колебаний в данный момент времени, а график колебаний — зависимость смещения данной частицы от времени.

Рисунок 1.1 – Зависимость смещения частицы от времени

Расстояние между ближайшими частицами, колеблющимися в одинаковой фазе, называется длиной волны ? (рис. 1.2). Длина волны равна тому расстоянию, на которое распространяется определенная фаза колебания за период Т, т.е.
?=?t (1.1)
или, учитывая, что T = 1/v, (где v – частота колебаний), получим:
?=?/? (1.2)
Если рассмотреть волновой процесс подробнее, то ясно, что колеблются не только частицы, расположенные вдоль оси х, а колеблется совокупность частиц, расположенных в некотором объеме.
Волна, распространяясь от источника колебаний, охватывает все новые и новые области пространства. Геометрическое место точек, до которых доходят колебания к моменту времени t, называется волновым фронтом. Геометрическое место точек, колеблющихся в одинаковой фазе, называется волновой поверхностью. Волновых поверхностей можно провести бесчисленное множество, а волновой фронт в каждый момент времени — один. Волновой фронт также является волновой поверхностью в данный момент времени. В принципе волновые поверхности могут быть любой формы, а в простейшем случае они представляют собой совокупность плоскостей, параллельных друг другу, или совокупность концентрических сфер. Соответственно волна называется плоской или сферической.
Если частицы колеблются параллельно направлению распространения волны, то волна называется продольной. Если же они колеблются перпендикулярно направлению распространения, то волна называется поперечной. Звуковые волны в газах и жидкостях – продольные. В твердых же телах существуют волны обоих типов. Поперечная волна в твердом теле возможна благодаря его жесткости (сопротивлению к изменению формы). Самая существенная разница между этими двумя типами волн заключается в том, что поперечная волна обладает свойством поляризации (колебания происходят в определенной плоскости), а продольная - нет. В некоторых явлениях, таких, как отражение и прохождение звука через кристаллы, многое зависит от направления смещения частиц, так же как и в случае световых волн.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Афанасьев Е.Ф., Грдзелова К.Л., Плющев Д.В. Об источниках генерации звука в насыщенных флюидом пористых средах // Докл. АН СССР. 1987. №3. С. 554 – 557.
2. Дарлинг Т. Практические аспекты геофизических исследований скважин. М.: ООО «Премиум Инжиниринг», 2008. 400 с.
3. Муслимов Р.Х., Романов Г.В. и др. Комплексное освоение тяжелых нефтей и природных битумов пермской системы Республики Татарстан. Казань: Изд-во «Фэн» Академии наук РТ, 2012. 396 с.
4. Хмелевской В.К., Горбачев Ю.И. и др. Геофизические методы исследований. Петропавловск-Камчатский: Изд-во КГПУ, 2004. 232 с.
5. Билалов Р.Ф., Завидонов А.Ю., Овчинников М.Н. Контроль эволюции углеводородных резервуаров с использованием гидродинамического звукообразования // Труды научно-практической конференции VII Международной специализированной выставки «Нефть, газ-2000», Казань 5-8 сентября 2000 г. Казань, «Экоцентр», 2000, т.2, с.487-492.
6. Блохинцев Д.И. Акустика неоднородной движущейся среды. М.: Наука, 1981. 208 с.
7. Дыбленко В.П. Волновые методы воздействия на нефтяные пласты с трудноизвлекаемыми запасами. Обзор и классификация. М.: ОАО «ВНИИОЭНГ», 2008. 80 с.

Весь текст будет доступен после покупки