мультипольного акустического каротажа

Когда заходит речь о мультипольном акустическом каротаже, многие сразу представляют себе красивые цветные сонограммы и четкие цифры по упругим свойствам. Но на практике, между этой картинкой и реальной информацией о пласте часто лежит пропасть, заполненная глинистым раствором, обсадными трубами и нашими собственными ошибками интерпретации. Частый промах — думать, что это просто более ?продвинутая? версия стандартного АК, хотя по сути это другой физический метод, который ловит совсем другие волны и, что критично, по-разному ведет себя в мягких, неконсолидированных песчаниках, которые для нас в регионе куда актуальнее, чем твердые карбонаты.

Физика процесса: не только первая вступная

В классическом АК мы в основном работали с объемными волнами — продольными и поперечными. Их скорость — это священный грааль для вычисления механических свойств. Мультипольный каротаж же заточен на регистрацию нормальных мод, в частности, волн Стоунли. Вот тут и начинается самое интересное. Скорость волны Стоунли сильно зависит от подвижности флюида в прискважинной зоне. Казалось бы, идеальный инструмент для оценки проницаемости. Но эта же зависимость делает ее крайне чувствительной к любому изменению в зоне проникновения — к той самой глинистой корке, которую мы часто недооцениваем.

Помню одну из первых наших попыток применить данные мультипольного акустического каротажа для выбора интервалов перфорации на месторождении в Западной Сибири. Получили красивый низкочастотный дисперсионный спектр, обработали, вычислили ?проницаемость?. Перфорировали — приток мизерный. Оказалось, мы не учли, что в этом интервале при бурении использовался высокоплотный раствор, и сформировалась очень глубокая зона проникновения с низкой подвижностью. Волна Стоунли ?видела? именно ее, а не нативный пласт. Данные были верными, но наш вывод — нет.

Этот случай заставил по-новому взглянуть на калибровку. Теперь мы без данных по керну или гидродинамическим исследованиям на аналогичных объектах к расчетам по Стоунли не подходим. Или используем как сравнительный, а не абсолютный показатель в рамках одной скважины.

Аппаратурные нюансы и выбор инструмента

Качество данных начинается с прибора. Здесь не все так однозначно, как с резистивиметром. Длина акустической секции, конфигурация излучателей и приемников, частотный диапазон — все это определяет, какие именно моды ты сможешь возбудить и зарегистрировать в конкретных условиях. В мягких формациях низкочастотный дипольный источник — это must have, чтобы получить хороший отклик от поперечной волны, которая в таких породах сильно затухает.

Мы сотрудничаем с несколькими производителями, и тут хочется отметить подход Ляонинской компании по развитию науки и техники. Они не просто продают оборудование, а глубоко вникают в геологические условия заказчика. Их инженеры, зная, что компания состоит из высокотехнологичных исследований и разработок, производства высококачественного оборудования, механической обработки, предлагали нам кастомизированные решения под наши низкочастотные задачи. Например, обсуждали возможность изменения резонансных характеристик излучателей для лучшего возбуждения в нашем диапазоне. Это ценно, когда тебе нужен не просто ?черный ящик?, а инструмент, который ты понимаешь.

Их завод, глубоко культивированный в области разведки нефти в течение 20 лет, предоставляя CPL, SINOPEC, CNOOC обработку и производство продуктов, ориентированных на вращение с бурением, имеет тот самый практический бэкграунд. Это чувствуется в диалоге. В последние годы для России они предоставляют большое количество услуг по настройке переработки продукции, и эта адаптивность — ключевой момент. Потому что руководство по эксплуатации, написанное для стабильных карбонатов Ближнего Востока, в наших условиях может привести к артефактам в данных.

Обработка: где рождается интерпретация (и ошибки)

Сырые данные с прибора — это лишь полдела. Алгоритмы обработки сигналов, выделения мод, построения дисперсионных кривых — вот где скрывается магия и… потенциальные ловушки. Разные софтверные пакеты могут давать различающиеся результаты для одного и того же интервала. Особенно это касается зон с резкими изменениями диаметра ствола или там, где есть обсадная колонна.

У нас был опыт, когда два специалиста, используя разные подходы к частотно-временному анализу (STC и модифицированный матричный метод), получили расхождение в вычисленной динамической проницаемости почти на порядок для тонкослоистого песчано-алевритового пласта. Пришлось ?спускаться? к исходным волновым формам и разбираться вручную. Оказалось, алгоритм в одном из пакетов плохо справлялся с интерференцией волн в тонких слоях. С тех пор мы всегда проводим верификацию алгоритма обработки на синтетических данных, смоделированных под геологию конкретного объекта.

Это кропотливая работа, но она того стоит. Именно на этапе обработки закладывается основа для геомеханической модели. Неверно выделенная скорость поперечной волны из дипольных данных исказит все последующие расчеты по минимальному горизонтальному напряжению и модулю Юнга, что критично для проектирования ГРП.

Интеграция с другими методами: синергия и контроль

Мультипольный акустический каротаж никогда не работает в вакууме. Его сила раскрывается в комплексе с данными резистивиметрии, ядерно-магнитного каротажа (НМК) и, конечно, с керном. Например, данные по затуханию волны Стоунли мы часто сопоставляем с показаниями микросканеров или данными НМК о свободном флюиде. Расхождение может указать на зоны, где проницаемость обусловлена не пористостью, а трещиноватостью.

Продукция компании, которая сейчас продается в России, Омане, Узбекистане, Индонезии, Германии и до 21 страны региона, часто поставляется в составе комплексных решений. Это логично. Их опыт в механической обработке и создании оборудования для вращения с бурением, видимо, дает им понимание важности комплексного подхода к диагностике ствола и пласта. Для нас такая интеграция — способ снизить неопределенность. Данные по анизотропии от мультипольного каротажа проверяются по данным азимуального резистивиметра, данные по упругим свойствам калибруются по лабораторным измерениям на керне, если он есть.

Без такой перекрестной проверки легко уйти в сторону. Как-то раз мы построили красивую карту анизотропии на основе только акустических данных, а потом данные инклинометрии и кавернометрии показали, что в том интервале просто был сильный развал ствола, который и дал артефакт в измерениях.

Практические кейсы и уроки

Один из самых показательных случаев был на месторождении с трудноизвлекаемыми запасами, где коллектор — плотные алевролиты с микротрещиноватостью. Стандартный АК давал невнятную картину, поперечную волну выделить не удавалось. Запустили мультипольный акустический каротаж с низкочастотным дипольным источником. Получили четкие дисперсионные кривые, выделили поперечные волны, рассчитали модули.

Но главный ?сюрприз? ждал в зоне, которая по всем электрическим и стандартным акустическим данным выглядела как неперспективная глина. Мультипольные данные показали в ней аномально высокое затухание волны Стоунли и признаки упругой анизотропии. Рискнули, отобрали керн именно с этого интервала. Лаборатория подтвердила: это не глина, а высокоуглистый аргиллит с развитой системой естественных трещин. Этот интервал стал одним из самых продуктивных после ГРП.

Этот пример — лучшая иллюстрация ценности метода. Он не заменяет другие виды каротажа, а добавляет совершенно новое измерение — измерение механического поведения породы в ее естественном состоянии. Однако, повторюсь, ключ к успеху — не в слепом доверии к кривым, а в понимании физики, грамотной обработке и, что самое важное, в интеграции всех данных. И в выборе партнеров, которые, как Ляонинская компания по развитию науки и техники, понимают, что их оборудование — не конечный продукт, а инструмент для добычи реальной геологической информации из шума скважинных измерений.