5 .3. Метод искусственного теплового поля

М етод основан на изучении распределения во времени искусственного (нестационарного) теплового поля, а также на различии тепловых свойств изучаемых горных пород, в частности, температуропроводности.

Искусственное поле в скважине может быть создано путем заполнения ее буровым раствором с температурой t_p, отличающейся от температуры пород t_п, a также при нагревании промывочной жидкости во время реакции схватывания цемента после цементировании затрубного пространства.

Чем выше температуропроводность пород, тем в большей степени при t_p  t_п изменяется температура бурового раствора за единицу времени. Поэтому породы, температуропроводность которых отличается от вмещающих пород, выделяются на термограммах аномалиями.

Если t_p > t_п, то в породах более низкого теплового сопротивления наблюдаются отрицательные аномалии температур. Породы с более высоким тепловым сопротивлением, наоборот, выделяются положительными аномалиями температур. Обратная картина будет в случае t_п > t_p.

Для исключения погрешности в выводах необходимо знать положение точки, равных температур раствора и пород. Это может быть установлено следующими способами:

1) Термограмма 1 искусственного теплового поля сопоставляется с термограммой 2 регионального теплового поля Земли, зарегистрированной в скважине с установившимся тепловым режимом. В т. А пересечения кривых 1 и 2 температуры раствора и пород равны: t_p = t_п. Выше этой точки t_р > t_п , нижеt_п > t_p

2) В исследуемой скважине проводится повторная запись термограммы через определенный промежуток времени. В т. А, в которой t_p=t_п, термограммы пересекаются.

6. Акустический kapotaж (ak)

А кустическим каротажом называют совокупность методов, основанных на изучении кинематических и динамических характеристик упругих волн, возбуждаемых в скважине импульсным акустическим излучателем и регистрируемых на небольших расстояниях от него.

В качестве излучателей используются магнитострикционные датчики. Конструкция их может быть разнообразной, например, кольцевой формы. Под воздействием электромагнитного поля кольцо изменяет свою длину 1. Так как l=2**R, то начинает меняться его радиус. После снятия возбуждающего поля кольцо отдаст в окружающее пространство затухающие колебания в течение времени порядка 250-300 МКС.

Приемники колебаний работают на обратном эффекте: при сжатии кольца вырабатываются электрические заряды на его поверхности, величина которых пропорциональна степени сжатия. В качестве материала может использоваться и пьезокерамика.

6.1. Основные типы упругих волн в скважине

В зависимости от условий измерения в AK могут регистрироваться волны следующих типов:

1) Прямая гидроволна Ро. Распространяется со скоростью продольной волны в буровом растворе.

2) Отраженные волны РоРо. Возникают на границах: промывочная жидкость - стенка скважины, а также на контактах пластов горных пород, на плоскостях трещин и других неоднородностях. Обычно они не регистрируются (вследствие больших углов падения).

3) Головные волны popipo и posipo. Регистрируются в том случае, когда прямая волна, падая на стенку скважины под критическим углом, образует в породе продольную или поперечную скользящую волну и выходит в скважину.

Наибольшее значение в AK имеют головные волны типа PoP₁Po -продольные на участках падения, скольжения и выхода головной волны и волны PoS₁Po - продольные на участках падения и выхода и поперечные на участке скольжения. Эти волны существуют, если скорости распространения волн в горных породах больше, чем в буровом растворе.

Амплитуды обменных волн PoS₁Po при прочих равных условиях обычно выше, чем амплитуды монотипных волн PoP₁Po.

4) Рефрагированные волны. Возникают том случае, когда имеется проникновение раствора в пласт и возникает градиент скорости в радиальном направлении. В этом случае в скважине регистрируются уже

не головные, а рефрагированные волны, лучи которых проникают в породу тем глубже, чем больше длина зонда АК.