Введение 10
1. Физические основы акустических методов исследования горных пород 11
1.1. Упругие параметры физических тел 11
1.2. Скорости упругих волн в осадочных породах 14
1.3 Методы изучения упругих свойств 17
1.4. Акустические свойства битуминозных песков 18
1.4.1. Тестирование образцов битума и битуминозных песков 18
1.4.2. Измерения образцов битуминозного песка в Стэнфорде 27
1.4.3 Результаты лабораторных исследований 40
2. Описание объекта исследования 42
2.1. Общие сведения 42
2.2. Геологическое строение территории 43
2.2.1. Краткая литолого-стратиграфическая характеристика разреза 43
2.2.2. Тектоника 45
2.3. Описание образцов 49
3. Методика исследований акустических свойств пород битумных месторождений 51
3.1. Описание установки «ПИК-УЗ-ЭП» 51
3.2. Измерение акустических свойств 56
4. Результаты исследований 58
Заключение 64
Список литературы 84
Последние десять лет в Республике Татарстан идет интенсивное освоение месторождений природных битумов. Разведка и разработка месторождений нетрадиционных углеводородов связаны с решением большого числа проблем, которые являются новыми или слабоизученными. В частности, оптимизации расположения добывающих и технологических скважин, контроль за распространением теплоносителя по разрезу и т.д. Лабораторные исследования акустических свойств битуминозных образцов очень важны, с точки зрения интерпретации данных акустического каротажа и наземной сейсморазведки. Данные методы позволяют не только изучить фильтрационно-емкостные свойства продуктивных пластов, но и решать задачи, связанные с разработкой месторождения.
Объектом исследования являлись образцы горных пород песчаной пачки шешминского горизонта уфимского яруса, являющейся основной нефтеносной толщей в пределах Нижне-Кармальской залежи сверхвязких нефтей черемшанского месторождения.
Акустические свойства образцов керна отобранных на Нижне- Кармальском месторождении исследовались на установке ПИК-УЗ-ЭП.
Основной целью работы является выявление связи между фильтрационно-емкостными свойствами и акустическими параметрами изученных образцов керна. Измерения акустических свойств проводились при горном давлении в 5 МПа в диапазоне температур от 25 до 90оС, фильтрационно-емкостные параметры были предоставлены
петрофизической лабораторией ИГиНГТ КФУ.
В рамках представленной работы были получены следующие результаты:
8. Исследованы акустические свойства 165 образцов керна из
скважин 146, 148, 154, 157, 159, 160, 163, 164 Нижне-
Кармальского месторождения битумов.
9. Выявлено значительное уменьшение скоростей продольных и поперечных волн при нагревании образцов. Скорее всего, это связано с тем, что при нагревании битум становится менее вязким.
10. По результатам акустических исследований выявлена связь скорости продольных волн и модуля Юнга при температуре 80 градусов и открытой пористостью.
11. По результатам лабораторных исследований выявлена связь между открытой пористостью и весовой битумонасыщенностью.
12. Полученные связи были использованы для расчетов открытой пористости и битумонасыщенности для образцов без определений указанных параметров в лабораторных условиях.
13. По данным лабораторных и расчетных данных
среднеквадратическая ошибка определений составила ±3,31 % и ±2,89 % для открытой пористости и весовой
битумонасыщенности соответственно.
14. Полученные результаты могут быть использованы для разработки экспресс-методики определения открытой пористости и битумонасыщенности на основе лабораторных акустических исследований без специальной подготовки образцов (экстракция, насыщение и т.д.).
