CC BY
8Решетневские чтения
УДК 550.837
М. И. Эпов
Институт нефтегазовой геологии и геофизики имени А. А. Трофимука, Россия, Новосибирск
В. Л. Миронов
Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Россия, Красноярск
К. В. Музалевский Институт физики имени Л. В. Киренского Сибирского отделения Российской академии наук, Россия, Красноярск
МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ РАССТОЯНИЯ ДО ВОДОНЕФТЯНОГО КОНТАКТА С ПОМОЩЬЮ СВЕРХШИРОКОПОЛОСНЫХ ИМПУЛЬСОВ
Предложен метод определения расстояния от излучающей антенны до границы водонефтяного контакта в процессе каротажа нефтенасыщенного коллектора импульсами наносекундной длительности. Показана принципиальная возможность оценивать расстояния с погрешностью порядка 10 %.
В последнее время активно ведутся исследования, направленные на разработку новых технологий и средств геонавигации в процессе проходки нефтяных месторождений, чтобы обеспечить технологически приемлемое положение скважины в зоне максимальной продуктивности пласта, относительно газонефтяного (ГНК) и водонефтяного (ВНК) контактов [1]. Как показано в последних исследованиях, использование сверхширокополосных импульсов (СШП) позволяет получить лучшее, чем в существующих методах пространственное положение ВНК [2]. Исследуем данную проблему в случае применения электрического вибратора конечного размера в качестве излучающей антенны.
Рассмотрим распространение импульсов в полубесконечной нефтенасыщенной среде в присутствии плоской границы с водонасыщенным полупространством (рис. 1). Зондирующий импульс излучается цилиндрической антенной радиуса а = 0,002 м и длиной Ь = 0,12 м, центр дипольного вибратора совпадает с точкой (х = 0, у = 0, 2 = П).
Рис. 1. Зондирование ВНК
В центре антенна возбуждалась напряжением форма которого задавалась в виде оконной функции Блэкмена-Харриса, с шириной окна Т. Поле волны, отраженной от ВНК, измеряется в
точке (х = 0, у = ЛЬ, 2 = П). Комплексная диэлектрическая проницаемость (КДП) сред коллектора задавалась на основе экспериментально обоснованной спектроскопической модели, которая учитывает петрофизические параметры среды коллектора [1]. Распределение тока на антенне искалось на основе метода МДИ [3].
Проведем моделирование распространения импульсов двух длительностей Т = 3,0 нс и Т2 = 0,3 нс, излученных вибратором в однородной нефтенасыщенной среде. Определим групповые скорости распространения импульсов по известному расстоянию, пройденному импульсом, ЛЬ и времени задержки которое определялось из решения задачи о распространении импульса и рассчитывалось по максимуму огибающей анали -тического сигнала импульса (рис. 2).
Рис. 2. Групповая скорость импульсов в нефтенасыщенной среды: 1 - групповая скорость узкополосного импульса; 2 - диполь Т = 1,5 нс, 3 - диполь Т = 0,1 нс; 4 - вибратор Т = 3,0 нс; 5 - вибратор Т = 0,3 нс; 6 - нитевидный источник Т = 0,2 нс и 1 нс
Далее сопоставим скорости импульса на расстоянии ЛЬ, частоту центра тяжести спектра импульса в среде на этом расстоянии (см. рис. 2). Там же приведены аналогичные скорости для
Дистанционное зондирование Земли
случаев излучателя в виде электрической нити [1] и точечного диполя [2] и показана зависимость от частоты групповой скорости узкополосного импульса, определенная с использованием простой аналитической формулы [4] и известного спектра КДП среды.
Рис. 3. Зависимость измеренной высоты Dm от истиной высоты D над ВНК в случае диполя конечных размеров:
1 - Т = 3,0 нс, ст = 6,610-2м; 2 - Т = 0,3 нс, ст = 1,310-2м; 3 - биссектриса
Установлено, что групповые скорости, рассчитанные в приближении узкополосных импульсов [4, с. 19], и скорости, определенные в результате проведенного моделирования, удовлетворительно согласуются друг с другом. Используя зависимость 1 (см. рис. 2), определим групповую скорость распространения импульсов, излученных вибратором, V(Lэф) на расстоянии Lэф по формуле
1 /ц (0)
=/цд^-тм /ц 1V(/ • (1)
где V/) - групповая скорость, определяемая по кривой 1; /Ц^эф) - частота, соответствующая цен-
тру тяжести спектра импульса, принятого на расстоянии Ьэф = (4D - AL)1/2; ,/Ц(0) - частота центра тяжести частотного спектра импульса, подаваемого на вход излучающей антенны. Далее, измерив временную задержку t3 импульсов, отраженных от ВНК, и вычислив групповую скорость по формуле (1), найдем ¿эф, вычислим высоту излучающей антенны (точечного диполя) Dm над ВНК.
Как следует из результатов (рис. 3), используя известный спектр КДП нефтенасыщенной среды, спектр импульса на входе антенны, измерив временную задержку отраженного от ВНК импульса и его частотный спектр, можно определить расстояние от излучающей антенны до ВНК с погрешностью менее 10 %.
Библиографический список
1. Электромагнитное зондирование флюидона-сыщенного слоистого коллектора наносекундными импульсами / М. И. Эпов, В. Л. Миронов, С. А. Комаров, К. В. Музалевский // Геология и геофизика. 2007. Т. 48. № 12.
2. Распространение сверхширокополосного электромагнитного импульса в средах флюидона-сыщенного слоистого коллектора / М. И. Эпов, В. Л. Миронов, С. А. Комаров, К. В. Музалевский // Геология и геофизика. 2009. Т. 50. № 2.
3. Pulse Electromagnetic Sounding of the Petroleum-Containing Layered Medium / M. I. Ehpov, S. A. Komarov, V. L. Mironov, K. V. Muzalevsky // Proc. IEEE Geosci. and Remote Sens. Symp. Barcelona. 2007. Vol. VII.
4. Вайнштейн, Л. А. Распространение импульсов / Л. А. Вайнштейн. Рязань : Изд-во Рязан. тип., 1975.
M. I. Epov
A. A. Trofimuk Institute of Petroleum Geology and Geophysics, Russia, Novosibirsk
V. L. Mironov
Siberian State Aerospace University named after academician M. F. Reshetnev, Russia, Krasnoyarsk
K. V. Muzalevsky V. N. Sukachev Institute of Forest, Russian Academy of Science, Siberian Branch, Russia, Krasnoyarsk
METHOD TO DETECT THE WATER-OIL CONTACT IN OIL-SATURATED RESERVOIR BY UWB PULSES
The detection method of the water-oil contact of oil saturated reservoir in the logging process is proposed by the pulses of nanosecond duration. The distance from antenna to water-oil contact to be estimated with an error in order of 10% is demonstrated.
© Эпов М. И., Миронов В. Л., Музалевский К. В., 2009
