Анализ импульсных электромагнитных источников возбуждения сейсмических волн "Енисей КЭМ-4"

Размещено на http: //www. allbest. ru/

АО НПФ Геофизика

Технические науки

Анализ импульсных электромагнитных источников возбуждения сейсмических волн "Енисей КЭМ-4"

Ленский Владимир Анатольевич, доктор наук,

профессор, ведущий научный сотрудник

Аннотация

В статье приведен подробный анализ импульсных электромагнитных источников возбуждения сейсмических волн «ЕНИСЕЙ КЭМ-4».

Ключевые слова: СКВАЖИНА, СЕЙСМИЧЕСКИЙ СИГНАЛ, СЕЙСМИЧЕСКИЕ ВОЛНЫ, ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ИСТОЧНИКИ, АМПЛИТУДА СИГНАЛА, АНАЛИЗ

Похожие материалы

Методический подход к анализу состояния эксплуатации добывающих скважин с целью обоснования необходимости проведения в НИХ РИР

Технологии отбора глубинных проб пластовых флюидов при работе испытателями пластов на трубах

Анализ существующих площадок электронной торговли

Инженерные методы управления качеством на современных автосборочных предприятиях

Сравнительный анализ методов определения астрономического азимута при топогеодезическом обеспечении

В последние годы при различных сейсморазведочных работах в качестве источников сейсмических колебаний широко применяются невзрывные источники. Одним из таких источников является импульсный электромагнитный источник возбуждения сейсмических волн «Енисей КЭМ-4» производства ООО «Геотехноцентр» г. Минусинск. Предпочтение использования импульсных электромагнитных источников обусловлено простотой использования, дешевизной проводимых работ, высокой надежностью, неприхотливостью к погодным условиям и другими качествами[1].

С июля 2007 года импульсные электромагнитные источники «Енисей КЭМ-4» начали применяться сейсмокаротажным отрядом ОАО «Башнефтегеофизика» при выполнении работ методом ВСП- НВСП. С целью повышения качества полевых работ практический интерес представляет анализ условий и выбор параметров возбуждения с данным источником в условиях Башкортостана[5].

Импульсный источник сейсмических сигналов " Енисей КЭМ-4 " выполнен на базе автомобиля "Урал". Содержит четыре электромагнитных излучателя, закрепленных на гидравлических подъемниках. Приводится в действие трехфазным генератором мощностью 16 кВт. Процесс излучения протекает следующим образом (рис. 1). Первичное усилие, возникающее за счет протекания тока в обмотке, притягивает друг к другу реактивную массу (mрм) и якорь (mяк). Якорь давит на конструкцию плиты (mпл), которая создает усилие воздействия на грунт (Frp)[2,3].

Рисунок 1 Схема работы излучателя

Первичное усилие электромагнитного двигателя длится несколько мс, пока течет ток в обмотке. Затем движение элементов происходит по инерции: якорь и реактивная масса сближаются и продолжают движение вместе как единое целое. Якорь перестает давить на плиту, и она взаимодействует с грунтом самостоятельно, совершая свободное затухающее колебательное движение на его поверхности.

За время использования импульсных источников выявлено, что несмотря на высокую стабильность условий возбуждения, существует необходимость анализа параметров возбуждений с целью обеспечения необходимого качества полевых работ[4].

Для анализа параметров возбуждения в климате Башкортостана в зимних условиях в двух скважинах выполнены специальные эксперименты, результаты которых обсуждаются в данной работе.

Для регистрации сейсмического сигнала использована телеметрическая модульная цифровая аппаратура для скважинной сейсморазведки «Волна ТБ» производства ООО «Элегра» (г. Уфа, Респ. Башкортостан). Основные параметры регистрации: шаг дескретизации-1 мсек; длина записи- 4 сек.

С целью определения влияния уплотнения грунта на уровень сигнала был проведен эксперимент при следующих условиях:

· четыре источника расположены параллельно друг к другу,

· расстояние между источниками- 1.5 м,

· удаление источников 80 м,

· глубина регистрации- 300 м[6].

В скважине № ХЗ Саитовского месторождения измерения произведены из десяти последовательных воздействий на твердый мерзлый грунт (твердая очищенная от снега поверхность). Результаты представлены в виде зависимости амплитуды сигнала от порядкового номера воздействия (рис. 2)[10]. импульсный электромагнитный сейсморазведочный цифровой

Аналогичные измерения проведены в скважине № ХЗЗ Рятамакского месторождения. Воздействия осуществлялись на разрыхленный мерзлый грунт (заснеженная пашня), выполнено двадцать последовательных воздействий. Учитывая более существенное изменение грунта, результаты представлены не только в виде зависимости амплитуды сигнала от порядкового номера воздействия (рис. 3), но и в виде формы записи для каждого воздействия (рис.4).

Рисунок 2 Зависимость амплитуды сигнала от количества воздействий на твердый мерзлый грунт. Скважина № ХЗ Саитовского месторождения, глубина регистрации - 300 м. Здесь и далее цифрами показаны заводские номера источников «Енисей КЭМ-4»

Рисунок 3 Зависимость амплитуды сигнала от количества воздействий на разрыхленный мерзлый грунт. В скважине № ХЗЗ Рятамакского месторождения, глубина регистрации - 300 м

Рисунок 4 Изменение формы сигнала при уплотнении грунта

С целью выявления зависимости уровня сигнала от количества накоплений каждого из источников были проведены измерения при одном, трех, пяти, восьми, десяти и пятнадцати воздействиях Измерения проводились в скважине № ХЗ Саитовского месторождения на твердом мерзлом грунте. Результаты представлены как в виде зависимости нормированной (на число накоплению амплитуды сигнала от количества накоплений (рис. 5), так и зависимости соотношения сигнал-шум от количества накоплении (рис. 6).

Рисунок 5 Зависимость нормированной амплитуды сигнала от количества накоплений. В скважине № ХЗ Саитовского месторождения, глубина регистрации - 300 м

Рисунок 6. Зависимость соотношения полезного сигнала к уровню шума от числа накоплений. В скважине № ХЗ Саитовского месторождения. Глубина регистрации - 300 м

Выполнен эксперимент по изучению работы источников в группе. Измерения проведены в скважине № ХЗ Саитовского месторождения, глубина регистрации 300 м. Количество источников изменялось от одного до четырех, возбуждение выполнялось на твердом, мерзлом грунте. На рис. 7 представлена зависимость амплитуды сигнала от количества источников, а на рис. 8 - соотношения «сигнал- шум» от количества источников.

Рисунок 7 Зависимость амплитуды сигнала от количества источников. В скважине № ХЗ Саитовского месторождения. Глубина - 300 м.

Рисунок 8 График зависимости соотношения полезного сигнала к уровню шума от количества источников. В скважине № ХЗ Саитовского месторождения. Глубина регистрации - 300 м.

Анализ результатов выполненных исследований позволяет сделать следующие выводы:

1. При воздействии на плотный мерзлый грунт стабилизация амплитуды возбуждаемого сигнала наступает довольно быстро - после второго воздействия. При дальнейших воздействиях амплитудапрактически не изменяется (рис. 2).

2. При воздействии на разуплотненный мерзлый грунтстабилизация амплитуды и формы возбуждаемого сигнала наступаетзначительно позднее - после четвертого воздействия. Причем вдальнейшем амплитуда сигнала имеет тенденцию к менее резковыраженному постоянному росту.

3. При воздействии на плотный мерзлый грунт с увеличением количества накоплений нормированная амплитуда сигнала практически не изменяется, но отношение «сигнал-шум» возрастает с увеличением числа накоплений до 9 и далее практически не меняется (некоторые флуктуации отношения «сигнал-шум» связаны с изменением во времени уровня шумов в скважине).

4. Усилие воздействия на грунт каждого источника различно.

5. При увеличении числа источников в группе амплитуда сигнала увеличивается практически линейно, что указывает на синхронность работы модулей в группе. Соотношение «сигнал - шум» возрастает более сложным образом, что объясняется зависимостью уровня шума от усилия воздействия на грунт каждого источника, источники со слабым воздействием (034) привносят и меньший уровень шума[7,8,9].

Полученные результаты приводят к следующим методическим рекомендациям.

При постановке источников на пикет необходимо произвести не менее двух пробных воздействий на твердом грунте и четырех воздействий на рыхлом грунте с целью стабилизации амплитуды и формы возбуждаемого сигнала. Для повышения амплитуды сигнала, а также соотношения «сигнал-шум» не целесообразно увеличивать число накоплений больше девяти. Для увеличения энергии возбуждаемого импульса необходимо увеличение числа источников в группе. Каждый источник должен подвергаться индивидуальной настройке рабочих зазоров, чтобы уменьшить различие воздействий на грунт[11,12].

Список литературы

1. Р.Х. Гильманова, А.З. Нафиков, Р.Г. Сарваретдинов, И.Н. Файзуллин, Ф.Ф. Халиуллин, И.М. Салихов. Совершенствование изучения геологической модели с помощью автоматизированных корреляционных разрезов // Нефтяное хозяйство. - 2001. - № 8. - С. 75-77.

2. Р.С. Талипов, Р.Г. Сарваретдинов, Р.Х. Гильманова, М.Н. Мельников. О геометризации площади распространения "врезов"// Нефтепромысловое дело. - 2003. - № 12. - С. 102-107.

3. Р.Г. Сарваретдинов, Р.Х. Гильманова, А.Т. Ахмадишин Расчет инклинометрии вертикальной части ствола скважины при создании геологической 3D-модели //Автоматизация, телемеханизация и связь в нефтяной промышленности. - 2012. - № 5. - С. 40-41.

4. Р.Г. Сарваретдинов, Р.Х. Гильманова, А.С. Грищенко, С.Л. Рыжов, В.Ш. Шаисламов. Совершенствование методики обоснования положения ВНК с привлечением данных по наклонным скважинеам // Автоматизация, телемеханизация и связь в нефтяной промышленности. - 2010. - № 11. - С. 24-27.

5. НазаровВ.Ф., ВалиуллинР.А., ВильдановР.Р., ГареевФ.З., ЗакировА.Ф., ЗайцевД.Б., МинуллинР.М., МухамадеевР.С. СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЗАКОЛОННОГО ДВИЖЕНИЯ ЖИДКОСТИ В НАГНЕТАТЕЛЬНОЙ СКВАЖИНЕ //патент на изобретение RUS 2171373 09.11.2000

6. Назаров В.Ф. О влиянии скорости и направления движения скважинного прибора при регистрации термограмм //Каротажник. 2001. № 80. С. 121

7. Назаров В.Ф., Федотов В.Я. Применение термометрии для определения места нарушения герметичности эксплуатационной колонны пособом продавки жидкости//Каротажник. 2000. № 67. С. 74.

Размещено на Allbest.ru