Контроль цементирования скважин акустическим методом

Геофизические методы исследования скважин – один из разделов прикладной геофизики. Они применяются для решения геологических и технических задач, связанных с поисками, разведкой и разработкой месторождений полезных ископаемых, а также с изучением гидрогеологических и других особенностей исследуемых районов.
Наиболее широкое применение геофизические методы получили при изучении нефтяных и газовых скважин в процессе их бурения, опробования и эксплуатации, т. е. в промысловой геофизике.
Геофизические методы изучения скважин являются важнейшим и неотъемлемым звеном в геологических, буровых и эксплуатационных работах, производимых на нефтяных и газовых промыслах, угольных и рудных месторождениях, в гидрогеологических и инженерно-геологических изысканиях. [1]
Геофизические исследования являются основным способом бескерновой документации разрезов скважин благодаря большой достоверности и достаточной полноте получаемых сведений о геологическом строении месторождения. Они способствуют повышению темпов разведки и значительному снижению стоимости разведочных работ.
Геофизические методы исследования скважин подразделяются на электрические, радиоактивные, акустические, магнитные, геохимические и др. Применение этих методов позволяет без отбора керна производить литологическое расчленение разреза скважины, устанавливать последовательность и глубину залегания, мощность, строение и возраст горных пород и полезных ископаемых, по сопоставлению каротажных диаграмм обнаруживать тектонические нарушения, определять коэффициенты нефтенасыщения и газонасыщения, оценивать зольность угольных пластов и содержание в породах рудных элементов, контролировать разработку залежи, техническое состояние скважины и т. д. Решение указанных геологических и технических задач невозможно без современной геофизической аппаратуры, глубоких знаний техники и методики работ, автоматической обработке и интерпретации получаемых материалов.
Под методикой и техникой геофизических исследований скважин...

Акустический каротаж занимает важное место в общем комплексе геофизических исследований нефтяных и газовых скважин и применяется в вариантах скорости распространения упругих волн в горных породах и их затухания. Скорости определяются по времени пробега Т головной преломленной волны между излучателем и приемником и по интервальному времени Т, представляющему собой время пробега волны между двумя излучателями, отнесенное к единице длины. Преимущество последнего способа состоит в том, что на результат измерения скорости практически не влияет время пробега волны по буровому раствору.
По величине Т в необсаженных скважинах производят достаточно четко литологическое расчленение пород, определяют их пористость, коррелируют разрезы скважин. Преимущество акустического каротажа при оценке пористости состоит в том, что между временем Т и коэффициентом пористости существует почти линейная зависимость, кривая Т имеет фиксированный нуль и на результат определения мало влияют скважинные условия.
Применение акустического каротажа при оценке качества цементирования обсадных колонн основано на различии затухания ультрозвуковых колебаний при распространении их по свободной колонне и колонне, имеющей сцепление с цементным кольцом. В свободной колонне или при отсутствии сцепления цемента с колонной продольная волна распространяется по ней с максимальной скоростью и имеет максимальную амплитуду колебаний. При хорошем сцеплении цемента с колонной и породой продольные волны по колонне возбуждают такие же волны в цементе и прилегающей к ней породе. В результате потери энергии на возбуждение колебаний в цементе и породе резко уменьшается амплитуда и регистрируемое время пробега будет максимальным.
Поскольку некоторые породы по скорости распространения упругих волн и их ослаблению мало различаются, акустический каротаж в необсаженных скважинах следует комплексировать с другими методами каротажа.