Поделиться Поделиться

Кривые гамма каротажа. Технология регистрации

Полученная в результате замера кривая, характеризующая интенсивность γ-излучения пластов вдоль ствола скважины, называется гамма – каротажной кривой.

Теоретические кривые интенсивности Iγ гамма-излучение получены для одиночного пласта мощностью h с повышенной гамма-активностью qγп, залегающего в породах с активностью qγ вм (qγп > qγ вм ), в скважине диаметром dc, заполненной не­активным буровым раствором. При расчетах было принято, что плотность и коэффициенты поглощения всех сред постоянны (рис.7, а). При перемещении индикатора с бесконечно малой скоростью вдоль оси скважины пласт повышенной гамма-актив­ности выделяется симметричной аномалией, величина которой при отсчете от вмещающих пород равна предельной аномалии в пласте бесконечной мощности, начиная с h≥1 м:

Кривые гамма каротажа. Технология регистрации - Инвестирование - 1 (7)

Границы пласта выделяются по точкам перегиба кривой. Значение Iγгр определяется на расстоянии ½ ∆Iγ от линии показаний Iγвм во вмещающих породах. При уменьшении мощности пласта величина амплитуды снижается и точки, соответ­ствующие границам, смещаются к вершине аномалии.

Практические кривые (рис.7, б) гамма-активности существенно отличаются от теоретических или расчетных кривых двумя осо­бенностями: наличием иззубренности кривой, которая вызвана статистическими флуктуациями; влиянием инерционности реги­стрирующей аппаратуры, связанной с наличием в измерительном канале интегрирующей ячейки, которая характеризуется постоян­ной времени τ = RC. Постоянная времени τ выбирается при записи диаграмм Iγ с таким расчетом, чтобы дорожка статистических флуктуации была наименьшей, а скорость регистрации — наибольшей. По форме диаграмма ГК заметно отклоняется от теоретической. Поскольку регистрация диаграммы ведется снизу вверх, анома­лия за счет инерционности интегрирующей ячейки при большой скорости записи υ либо при большом значении τ медленно нара­стает против подошвы пласта высокой активности и медленно спадает выше его кровли (рис.7, б). При большой скорости υ либо большом значении τ (при увеличении υτ) аномалия стано­вится асимметричной, максимум смещается вверх, располагаясь на уровне кровли пласта. Чем выше υτ, тем больше понижается ∆Iγ по сравнению с ∆Iγ и увеличивается ширина аномалии hф по сравнению с истинной мощностью h пласта. Степень снижения ∆Iγ по сравнению с ∆Iγ характеризуется коэффициентом

νγ = ∆Iγ/∆Iγ (8)

Кривые гамма каротажа. Технология регистрации - Инвестирование - 2

рис.7. Теоретические и практические кривые ГК. а. теоретические кривые ГК в скважине при различной мощности пластов

б. практические кривые ГК при τmax и τmin

Такое снижение аномалии ухудшает характер диаграммы. Вместе с тем при увеличении τ уменьшается дорожка статистиче­ских флуктуации, что улучшает форму кривой Iγ. Обычно выби­рают оптимальный режим записи, при котором правила первичной практической обработки диаграммы Iγ сводятся к следующему:

1. для определения границ пластов используют точки начала подъема кривой в подошве и начала спада кривой в кровле пласта повышенной радиоактивности (для пласта низкой радиоактив­ности — наоборот);

2. для приведения показаний в пласте к усло­виям бесконечной мощности используют наблюденную аномалию ∆Iγ и коэффициент снижения амплитуды νγ:

∆Iγ= ∆Iγ / νγ (9)

Величину νγ находят по рис.8.

При чередовании пластов повышенной и пониженной радио­активности небольшой мощности определить границы каждого пласта по кривой Iγ затруднительно. В этом случае для получе­ния суммарной мощности Кривые гамма каротажа. Технология регистрации - Инвестирование - 3 пластов с повышенной гамма-активностью рекомен­дуется способ площадей, в котором Кривые гамма каротажа. Технология регистрации - Инвестирование - 4 рассчитывается по формуле

Кривые гамма каротажа. Технология регистрации - Инвестирование - 4 =S/∆Iγ (10)

где S — площадь, ограниченная кривой Iγ, границами пачки и линией значений Iγвм вмещающих пород;

∆Iγ — аномалия для пласта полезного ископаемого неограниченной мощности.

Кривые гамма каротажа. Технология регистрации - Инвестирование - 6

рис.8. Зависимость величины νγ и фиктивной мощности пласта hфик

от его истинной мощности для различных значений υτ=const

При регистрации диаграмм гамма-излучения в обсаженных скважинах величина Iγ слагается из интенсивностей гамма-излу­чения породы Iγп, цемента Iγц, колонны Iγк и раствора Iγр

Iγ = Iγп + Iγц + Iγк + Iγр (11)

Если диаметр скважины постоянен и условия обсадки в интер­вале регистрации диаграммы не меняются (число колонн, толщина их стенки, центрированность), переменной в уравнении (11) яв­ляется только Iγп, которая зависит от qγ пород. Формула (11) может быть представлена в виде

Iγ = Iγп + c (12)

где c = const.

Обычно считают, что Iγк + Iγр « Iγп + Iγц , поэтому вкла­дом колонны и раствора часто (что не всегда справедливо) пренеб­регают. Если диаметр скважины, условия обсадки и буровой раствор в скважине изменяются, регистрируемая величина гамма-излучения зависит от всех этих параметров. Чтобы учесть эти изменения и привести формулу (11) к (12), на моделях пластов, экспериментальным путем и частично расчетным, получили дан­ные, позволяющие применять соответствующие поправки ηd, ηк, ηц, которые показывают степень влияния на показания изменений диаметра скважины, толщины слоя цемента, стенки колонны и т. п. Поправочный коэффициент ηγ представляет собой отноше­ние интенсивности излучения при некоторых стандартных усло­виях Iγст (например, стандартный диаметр скважины, отсутствие колонны, цемента, нецентрированностиприбора в сква­жине) к регистрируемой интенсивности излучения Iγр

ηγ= Iγст / Iγр (13)

Если влияет несколько факторов, величина ηγ представляет собой произведение коэффициентов, показывающих, вклад влияния отдельных факторов:

ηγ = ηр ηц ηк (14)

На рис. 9, 10 изображены расчетные графики зависимости коэффициентов ηγ и ηк от диаметра скважины dc (необсаженная скважина), слоя цемента ∆ц при определенном диаметре и тол­щине стенки колонны. Если радиоактивность раствора и цемента отличается от нуля, на показания гамма-метода влияет также отношение n= qγ / qγр от n' = qγп /qγц . Поэтому наличие раствора, колонны и цемента может приводить как к снижению интенсивности излучения, регистрируемого на оси скважины, если преобладает эффект поглощения излучения в этих средах (ηγ>1), так и к повышению — если активность раствора или цемента выше активности пласта (ηγ < 1).

Поправка ηγ позволяет приводить показания прибора данного типа в некоторой скважине переменной конструкции к условиям стандартной скважины, для которой dc = 0 либо dc = dном и об­садка скважины стандартна. Этим приемом в процессе интерпретации выражение (11) сводится к (12), где Iγц + Iγк + Iγр = constили обращается в нуль.

Итак, чтобы определить исправленное значение Iγ, выполняют следующие операции.

1. Проводят границы выбранного пласта и находят его мощ­ность h, пользуясь изложенными выше приемами.

2. Смещают положение нулевой линии на диаграмме Iγ на постоянную величину, вычитая значение Iγф.

3. Вычисляют величину аномалии против пласта ∆Iγр = Iγр - Iγвм и находят νγ для известных значений h, υ, τ по рис.8, а. Пользуясь величиной νγ, рассчитывают ∆Iγ = ∆Iγр / νγ

4. Определяют коэффициент ηγ, пользуясь зависимостями типа изображенных на рис.9 для известных величин n, dc, δр, dк, hk, hц. Исправленное значение Iγ, приведенное к стандартным скважинным условиям, вычисляют по формуле

Кривые гамма каротажа. Технология регистрации - Инвестирование - 7 (15)

где Iγпоказания в пласте, приведенные к условиям беско­нечной мощности в стандартной скважине, а коэффициент ηγ— произведение поправок ηр, ηц, ηк..

Кривые гамма каротажа. Технология регистрации - Инвестирование - 8

рис.9. расчетные кривые ηγ = f(dc) для необсаженной скважины рис.10 расчетные кривые ηк = f(∆ц) для обсаженной скважины, заполненной водой

В результате количественной интерпретации диаграмм гамма-метода по величине Iγ могут быть определены активность пород qγ, объемная глинистость kгл либо нерастворимый остаток kно в карбонатных породах, если между qγ и этими коэффициентами существуют корреляционные связи.


← Предыдущая страница | Следующая страница →