Способ определения неоднородностей горных пород

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„12 4 27 (so 4 E 21 С 39/00

/»

Фр„

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

».

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3812503/22-03 (22) 15. 11.84 (46) 30.05.86. Бюл. Р 20 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт ядерной геофизики и геохимии (72) В.И.Гурвич и В.П.Огородникова (53) 622.23.05(088.8) (56) Ржевский В,В. и др ° Акустические методы исследования и контроля горных пород в массиве. И.: 1973, с. 38-46. (54)(57) 1. СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НЕОДНОРОДНОСТЕЙ ГОРНЫХ ПОРОД, включающий воздействие на флюидонасыщенные образцы горных пород акустическими колебаниями и регистрацию величины акустического параметра породы, по которой определяют ее неоднородность, отличающийся тем, что, с .целью повышения точности, проводят повторное воздействие акустическими колебаниями на образец в условиях испарения свободной влаги до получе- . ния стабильного значения акустического параметра, измеряют время стабилизации акустического параметра, а относительную скорость изменения акустического параметра определяют из соотношения

AHN N— АП ст

С =- — — — — — 100, АП вЂ” .Т н где АП вЂ” величина акустического

И параметра породы в начальный момент замера; АП„ — величина акустического параметра породы при его стабилизации; Т вЂ” время стабилизации акустического параметра.

2. Способ по и. 1. о т л и ч а юшийся тем, что в качестве акустического параметра принимают скорость распространения продольных упругих волн в породах.

1234627 2

Изобретение относится к исследованию горных пород в полевых условиях, например определению неоднородностей акустическим методом.

Целью изобретения является повышение точности определения неоднородностей горных пород.

Способ осуществляют следующим образом.

В полевых условиях отбирается керн. При необходимости все образцы отмывают от промывочной жидкости и подвергают акустическому прозвучиванию. Для этого может быть использована портативная акустическая аппаратура, например ультразвуковой дефектоскоп, работающий на частоте 60 кГц в импульсном режиме — УК-1 5П. По показаниям прибора, дающего величину времени t распространения упругих волн в образце и с учетом длины 1 каждого образца, рассчитывается акустический параметр Ч образца илн gt, т.е. скорость распространения упругих волн или время пробега упругих волн в .единице длины образца. Эта величина акустического параметра, полученная на флюидоиасыщенных образцах в момент подъема керна на поверхность является начальным значением акустического параметра АП„, необ" ходимым для расчета предлагаемого параметра. Затем образцы помещают в условия, способствующие интенсивному испарению свободной влаги! зимой переносятся в помещение будки, вагончика нлн станции, где с помощью калорифера поддерживается необходимая положительная температура и помещаются под вентилятор; летом — в жарких районах могут оставляться в природных условиях. Несколько раз проводят повторное акустическое прозвучиванне образцов до получения сгабильного значения акустического параметра АП, (стабильньм считается значение, не меняющееся в течение примерно 45 мин). По значениям- замеренных параметров и с учетом времени, отражающего длительность Т стабилизации ,акустического параметра, рассчитывают скорость изменения акустического параметра в единицу времени по формуле

АП - АП

q - — -- †-->:100, АПа.Т где С вЂ” относительная скорость изменения акустического параметра в еди" ного пространства водой at = 660 мкс/м.

4 — л с . 300 — 182

Ш Й ° ш

4С вЂ” at,„ 660 — 182 . 0,25 (песчаник, образцы 1-3}

280 — 156

m — -« — — — — = О 25 (известня660 — 156 ки;:образцы 4-6)

Следовательно, на основании одноразового акустического прозвучивания

40 шести образцов, отобранных из 40-сантнметрового интервала, отмечается № очень слабая дифференциация этого йнтервала как по величине замеренного акустического параметра 300 и

280 мкс/м, так н по рассчитанным по этим значениям величинам пористосзО тн " 253.

Далее, согласно данному способу, образцы помещают под вентилятор при температуре окружающей среды 25 C.

Через реально осуществимые интервалы

55 времени проводят серии повторных акустических проэвучиваний образцов до получения стабильного значения замеряемого акустического параметра ницу времени(Х/ч, мин) АП„и All» соответственно величины акустического параметра породы в начальный момент замера и при стабилизации; Т— время стабилизации акустического параметра мин/ч.

Точность определения предлагаемого параметра зависит от точности

> получения величины Т.

10 Получив значение относительной скорости изменейия акустического параметра в единицу времени по всем образцам, определяют неоднородности в породах вскрываемого разреза на !

5 основании их фильтрационных свойств.

Пример. Из пропластка мощностью 40 см отобраны и подвергнуты акустическому прозвучиванню образцы

1-3 - песчаники и 4-6 — известняки.

26 По ним в результате акустического прозвучивания получены следующие начальные значения акустического паI раметра образцов (АН ): образцы 1-3 (песчаники) — ¹t„ = 300 мкс/м; образцы 4-6 {известняки)

280 мкс/м.

Согласно известным данным, необходимые для расчета пористости сред. ние значения gt мск составляют: для

ЗО песчаников величину, равную 12 мкс/м, для известняков — 156 мкс/м. Рассчитанные значения пористости составили соответственно при заполнении поро1

ОбРазец Т ч д t .

N мкс/м

С, X/ч

2,5 330 С = — — — - х 100 4X/÷

330-300

300х2,5

330-300

С = - ††-- х 100 6,7Ж/ч

300х1, 5

1,5 330

330-300

300х! х 100 = 10X/÷

1,0

330 х 100 = 4,77/ч

320-280

С

280х3

3,0

320

320- 280

1,5 320 С =. — — — — х 100 = 9 5X/÷

280х1, 5 в

10 320 С = — х 100 = 1457/ч

32 -280

280х1

Составитель В.Петрова

Техред Л.Сердюкова

Редактор Ю.Середа

Корректор С. йекиар

Тираж 470

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

Заказ 2963/41

Подписное

113035, Москва, Ж 35, Рауаская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãîðîä, ул.Проектная, 4

3 12346

АП, (промежутки времени между замерами определяются количеством замеряемых образцов и длительностью одного замера, а точность предлагаемого параметра, как указывалось выие, зависит от точности определения пери" ода стабилизации параметра}. Результаты приведены в таблице.

Как показывают .результаты, приве- 10 денные в таблице, повторное акусти.ческое прозвучивание, в результате

; которого проявились. фильтрационные свойства образцов, позволило с боль щей, чем- в известных способах, де- 1, тальностью и точностью выявить неоднородности пород вскрываемого разреза.

Кроме того, сравнение полученных 20 значений относительной скорости изменения акустического параметра в единицу времени с аналогичной вели27 4 чиной эталонного образца позволяет уже в полевых условиях по выявленным неоднородностям пород разделить их на породы коллектора и породы неколлектора. Эталонными могут быть образцы с известными граничными, т.е. разделяющими породы на классы (проницаемые-слабопроницаемые-непроницаемые значениями как фильтрацююммых параметров, так и замеренных щуадварительно в тех же условиях) значений относительной скорости измещения акустического параметра в еднинац времени.

Значение одного дополнительного параметра, являющегося показателем относительной скорости изменения акустического параметра в едй цащ времени в условиях испарения е@фФф» ной влаги и отражающего фильФу 1 ф%Мные свойства пород, позволяет: афФВ вить дополнительные неоднорсщажстщ в породах вскрываемого разреза.