на тему ldquo;Ядерно Магнитный КаротажЯМКrdquo; Выполнила студентка фамилия имя
Работа добавлена на сайт samzan.net:
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«Тюменский государственный нефтегазовый университет»
Кафедра прикладной геофизики
Курсовой проект на тему
“Ядерно Магнитный Каротаж(ЯМК)”
Выполнил(а) студент(ка)
(фамилия, имя, отчество)
_________________________
группы __________________
Дата «____»_________2011 г.
Проверил Хабаров В.В.
Дата «____»_________2012 г.
Оценка____________________
Тюмень, 2012 г.
Содержание
Введение
1)Физические основы ЯМК
2)Методика ЯМК
3)Техника ЯМК
4)Интерпретация ЯМК
5)источники
Введение
Не часто бывает так что совершенно новый метод каротажа входит в повседневную практику
Недавний успех технологий ЯМК расширил возможности получения сведений о пластовых флюидах.
Эта технология, относящаяся к самым значительным достижениям науки , позволяет поднять эффективность ГИС на новый уровень. Она даёт возможность определять какая часть пористости связана с пластовым флюидом, потенциально извлекаемыми на поверхность.
Исходная технология ЯМК была основана на концепции, разработанной компанией Шеврон Рисерч.
В то время зонды включали крупногабаритные катушки, через которые пропускали сильный ток для создания в пласте постоянного магнитного поля. Сейчас технология быстро развивается и уже достигла большого прогресса.
1)Физические основы ЯМК
В основе ядерно-магнитных свойств горных пород лежит явление ядерно-магнитного резонанса, которое заключается в следующем. Ядра некоторых элементов, в частности водорода, имеют механический и магнитный моменты, оси которых совпадают. В постоянном магнитном поле Земли магнитные моменты ядер этих элементов стремятся принять направление внешнего поля, чему препятствует тепловое движение молекул. В результате магнитные моменты ядер прецессируют вокруг направления поля подобно оси вращающегося волчка.
Если в пласте создать сильное магнитное поле(поле поляризации Нп) направленное перпендикулярно полю Земли(Нз), то ядра будут вращяться в направлении Нсум, создавая вектор ядерной намагниченности (магнитный момент М) при этом происходит аномальное поглощение энергии поля, теми ядрами для которых Ларморова частица , при заданном напряжении магнитного поля совпадает с частотой переменного тока(ЯМР)
2)Методика ЯМК
Мы создаем , пропуская через катушку ток, магнитное поле которое отклоняет диполи.
Под углом 90градусов в земной коре диполи будут направленны в сторону созданного поля.
Отключая поле, диполи будут возвращаться в направление магнитного поля Земли.
У каждого химического элемента своя способность откланяться.
Максимальная, такая способность , у водорода, который присутствует в флюидах.
Если водород в связанно воде или остаточной воде, то сигнала не будет.
Наибольший интерес представляют значения начальной амплитуды U0, соответствующий моменту выключения внешнего переменного поля. Величина U0 пропорциональна числу ядер водорода, входящих в состав подвижных молекул воды, нефти и газа, заполняющих поры породы;, и следовательно, содержанию в породе свободного флюида. Ядра водорода, входящие в состав неподвижных молекул физически и химически связанной воды, не оказывают никакого влияния на величину U0
При наличии благоприятных условий амплитуда U0 пропорциональна эффективной пористости породы Кп.эф, которую в методе ЯМК называют индексом свободного флюида (ИСФ). Не коллекторы и битуминозные породы, не содержащие подвижных флюидов, отмечаются нулевыми значениями ИСФ
Кп.эф=Кп(1-Кво), где Кво-остаточная водонасыщеннаять
Где Ео-начальная ЭДС
-время продольной релаксации, характеризующая скорость нарастания ядерной намагниченности.
Под временем релаксации понимается время в течении которого амплитуда уменьшается в 2,7раза
Ео, , , -связаны с физическими свойствами горной породы
Только ядра водорода обладают большим магнитным моментом и ядерным спином(собственный момент количества движения), чтобы создать ЭДС.
3)Техника ЯМК
Аппаратура ядерно-магнитного метода АЯМК представляет собой скважинный прибор и наземную панель. Скважинный прибор состоит из двух частей. В нижней части в цилиндрическом кожухе из полихлорвиниловой трубы, заполненной маслом, размещены два датчика - основной и вспомогательный, в верхней части в дюралевом кожухе смонтирована электронная схема.
Рис. 1. Блок-схема аппаратуры для возбуждения сигналов свободной прецессии в скважине и их регистрации.
1 — катушка; 2 — коммутатор катушки; 3 — реле остаточного тока; 4 — конденсатор; 5 — устройство управления; 6 — источник тока поляризации; 7 — усилитель сигнала свободной прецессии; 8 — детектор огибающей ССП; 9 — измерительное устройство; 10 — вычислительное устройство
Основной датчик катушка 1 используется для создания магнитного поля поляризации в пласте и измерения ЭДС сигнала свободной прецессии. Длина зондов L3 (чувствительной части катушки) равна 0,75 м. Сила тока поляризации составляет 2- 3А. Вспомогательный датчик имеет тороидальную форму и служит для контроля работы аппаратуры.
Измерение осуществляется циклами. До начала цикла измерения, когда в исследуемой среде действует только поле Земли Н3, вектор ядерной намагниченности М3 весьма мал по величине и не имеет поперечной составляющей.
В начале каждого цикла катушка с помощью коммутатора 2 (частота действия коммутирующего устройства 0,1 -2 Гц) подключается к источнику питания 6. Под действием импульса электрического тока силой около 2-3А, протекающим по катушке, в среде, окружающей скважину, создается постоянное поляризующее поле Нпол, направление силовых линий которого по отношению к направлению магнитного поля Земли Н3 составляет достаточно большой угол. Поляризующее поле действует в течение времени tп, за которое вектор ядерной намагниченности среды М (Мсум) достигает определенной величины (рис. 2 а, б). По истечении этого времени сила тока поляризации Iпол ступенчато уменьшается до нуля с целью исключения влияния переходных процессов. Для этого в катушке спустя время tп с помощью реле 3 электрический ток понижается до значения Iос (остаточный ток) и действует в течение времени tос (рис. 2,а). За время tос вектор Мсум уменьшается незначительно (рис. 2,б). Затем по команде устройства управления 5 электрический ток выключается коммутатором 2 и катушка 1 переключается на измерение сигналов свободной прецессии ССП ядер водорода (рис. 2,в), которые возникают под действием только поперечной составляющей Мпол. В катушке индуцируется экспоненциально затухающая ЭДС частотой примерно 2000 Гц. Ввиду переходных процессов в катушке, обусловленных выключением остаточного тока и подключением катушки к усилителю 7 (см. рис. 1), измерение сигнала свободной прецессии можно начать лишь спустя некоторое время (мертвое время) после начала прецессии. Поэтому сигналы, затухающие с постоянной времени, меньшей мертвого времени, практически не могут быть зарегистрированы.
Рис. 2. Изображение процессов возбуждения и регистрации сигналов
свободной прецессии.
Затем по команде устройства управления 5 электрический ток выключается коммутатором 2 и катушка 1 переключается на измерение сигналов свободной прецессии ССП ядер водорода (в), которые возникают под действием только поперечной составляющей Мпол. В катушке индуцируется экспоненциально затухающая ЭДС частотой примерно 2000 Гц. Ввиду переходных процессов в катушке, обусловленных выключением остаточного тока и подключением катушки к усилителю 7, измерение сигнала свободной прецессии можно начать лишь спустя некоторое время (мертвое время) после начала прецессии. Поэтому сигналы, затухающие с постоянной времени, меньшей мертвого времени, практически не могут быть зарегистрированы.
Поскольку ССП весьма мал и действует на фоне помех, для надежного его выделения катушка при подключении ко входу усилителя настраивается в резонанс на частоту прецессии заранее подобранным конденсатором 4
1). Наведенная в катушке экспоненциально затухающая ЭДС сигнала свободной прецессии (рис. 2, в) усиливается усилителем скважинного прибора и затем в наземной аппаратуре. При этом вследствие действия резонансных цепей форма ССП искажается (рис. 2, г) так, что начальное значение ССП можно установить лишь из анализа всего сигнала. Неискаженная часть усиленного сигнала как бы смещается в право относительно наведённой в катушке ЭДС на время τ. Огибающая усиленного сигнала (рис. 2, г), полученная путём его выпрямления детектором 8 (см. рис. 1), анализируется с помощью измерительного устройства, которое в определенные моменты времени t1, t2 ..., tn измеряет величины напряжения продетектированного сигнала U1, U2, ..., Un, необходимые для определения начальной амплитуды ССП. Определение начальной амплитуды ССП Uо осуществляется с помощью соответствующего вычислительного устройства 10 (см. рис. 1).
В связи с этим для определения начальной амплитуды сигнала свободной прецессии Uо необходимо получить, по крайней мере, два значения огибающей ЭДС – U1 и U2 или U1 и U3, которые соответствуют временам измерения t1, t2, t3, отсчитанным от момента времени, сдвинутого на величину τ от начала прецессии.
По значениям U1и U2 или U1 и U3 счетно – решающее устройство 10, установленное в наземной панели, вычисляет начальную амплитуду:
Uо = U1t2(t2- t1)/U2t1(t2- t1)
или
Uо = U1t3(t3- t1)/U3t1(t3- t1)
которая регистрируется в функции глубин наряду с замеряемыми значениями U1, U2, U3.
Сигнал Uо выражается в единицах, называемых кажущимся индексом свободного флюида (ИСФ)к, и соответствует объему пор (%), заполненных свободной жидкостью. Условно, ИСФ численно равен коэффициенту эффективной пористости. Величину ИСФ можно представить как отношение начальных амплитуд Uо, замеренных на одинаковых объемах породы и дистиллированной воды и выраженное в %. Значениям ИСФ, равным нулю и 100%, соответствуют начальные амплитуды сигнала, получаемые при замерах в отсутствие свободного флюида и при погружении зонда ЯММ в неограниченный объем воды.
Масштабы кривых U1, U2, U3 также устанавливают в значениях кажущегося индекса свободного флюида (ИСФ)к.
Область исследования зонда скважинного прибора.
Для ЯМК в поле Земли она представляет собой объемную область вокруг скважинного прибора, включающую скважину и окружающие горные породы, т.е. является типичной для методов ГИС. Ширина зоны исследования равна примерно диаметру зонда. При изменении угла наклона оси зонда по отношению к направлению поля Земли геометрический фактор зонда изменяется, что так же как и диаметр скважины должно быть учтено при интерпретации.
"Мертвое" время аппаратуры.
Для ЯМР в поле Земли оно составляет первые десятки миллисекунд (до 60 мс). Поэтому регистрируются сигналы лишь от наиболее крупных пор. Соответственно, определяемая пористость (называемая "индекс свободного флюида" - ИСФ) меньше общей пористости и коррелируется с эффективной пористостью.
Для ЯМР в искусственном поле "мертвое" время составляет доли миллисекунд, что позволяет улавливать быстро затухающие сигналы, начиная с пор глин. Как следствие, имеется возможность получить полное распределение пористости по временам релаксации, оценить общую пористость и ее компоненты, в т.ч. эффективную пористость.
4)Интерпретация ЯМК
При записи кривых ЯММ должен быть обеспечен оптимальный режим измерения, т. е. необходимые времена поляризации, времена измерения и интегрирования, а также скорость перемещения прибора по стволу скважины. Времена измерения t1, t2, t3 устанавливаются в зависимости от характерного для исследуемого разреза кажущегося времени поперечной релаксации так, чтобы обеспечить минимум погрешности при переходе от измеренных U1, U2, U3 к амплитуде U0, и обычно составляют t1 = 35 мс, t2 = 50 мс и t3 = 70 мс.
Источники
1)Сайты
http://geostra.ru/
http://ru.wikipedia.org
2)Книги
“Общий курс ГИС”(Дьяконов Д.И)
2. реферату- Міфологія Стародавнього РимуРозділ- Культура Міфологія Стародавнього Риму План Архаїчний пер
3. Св Юстин Життєвий шлях Юстин народився в римській колонії Флавін Неаполіс біблійне Сіхем сьогоднішнє
4. Анализ показателей экономической эффективности производственно-хозяйственной деятельности предприятия
5. тончайшее прикосновение к сердцу; оно может стать и нежным благоу
6. за тюремных решёток.html
7. Формирование рыночных отношений в здравоохранении
8. Да светит свет ваш пред людьми чтобы они видели ваши добрые дела и прославляли Отца вашего Небесного Мф
9. Понятие и структура мировоззрения 2
10. и межвидовой конкуренции и наследственная изменчивость с неопределенным ненаправленным характером
11. Оды написанной при виде Итонского колледжа
12. Контрольная работа Россия в период НЭПа 19211929 гг
13. К черту всё берись и делай
14. Стратегия воздействия на сбыт товаров
15. Поиск границы между востоком и западом english
16. Введение Целью курсового проекта является разработка приложения для на хождения мощности источника нагр
17. Сочинение- Двигатели внутреннего сгорания
18. Нередки кровотечения из носа.html
19. ~аулысымен бекітілген Тама~ ~німдерін ~
20. обзор стратегии от Huckebein В данной статье вы получите обзор наших материалов по стратегии Омахи