Для акустического каротажа осадочного чехла

Всё возрастающая потребность в различных видах минерального сырья выдвинула глобальную проблему изучения и освоения минеральных ресурсов осадочного чехла в разряд первоочередных задач, что объяснимо достигнутыми результатами исследований Мирового океана и обнаружением залежей каменного угля, нефти и газа.

Судя по многочисленным прогнозам отечественных и зарубежных специалистов, доля морских месторождений полезных ископаемых, снабжающих промышленность минеральным сырьём в ХХI в., станет преобладающей.

Поэтому с 60 годов ХХ века углубляются и расширяются программы исследований осадочного чехла Земли. Основным источником информации о геологическом строении осадочного чехла Земли являются геолого-геофизические исследования.

Линзы-ловушки жидких и газообразных углеводородов образуются гравитационными потоками вещества на подножии окраин континентов. Однако твердые, жидкие и газообразные углеводороды обнаруживаются только в осадочном чехле земной коры, в конусах выноса (в выпуклых линзах) жидкие и газообразные углеводороды могут присутствовать только при условии наличия перекрытия последних флюоидами, причем нарушение целостности флюоидного перекрытия является признаком бесперспективности на искомое ископаемое.

С учетом колебаний уровня Мирового океана, в геохронологическом прошлом, часть толщи осадочного материала оказались на современной суше, но значительная часть линз осадков оказалась затопленной на разных глубинах океана. Экстремум накопления углей, нефти и газа связан с периодами длительного и устойчивого опускания уровня Мирового океана, кроме того, явление накопления нефти и газа связано как с динамикой колебаний уровня Мирового океана, так и, предположительно, со значительными потеплениями атмосферы Земли.

Выпуклые линзы осадочного чехла коры Земли – потенциальные хранилища твердых, жидко- и газообразных углеводородов, однако сдвиги и разломы (дислокации) перекрытия флюоидами осадочного чехла являются свидетельствами истощения подстилающей толщи на нефть и газ.

Для дистанционного, акустического выявления особенностей структуры осадочного чехла Земли приемлемы устройства с возбуждением источников акустических сигналов как гармоническими электрическими сигналами (см. рис. 5.15.1), так и с видеоимпульсным их возбуждением (см. рис. 5.15.2).

Устройство для акустического зондирования дна водоёмов с возбуждением источников акустических колебаний гармоническими, импульсно-модулированными сигналами, по рис. 5.5.1, содержит генератор 1 импульсов, генератор 2 гармонических колебаний, делитель 3 частоты, элемент 4 ИЛИ, первый элемент 5 задержки, одновибратор 6, формирователи 7 и 20 импульсов, коммутаторы 8 и 16, триггер 9, элементы 10 и 22 И, элементы 11 и 21 задержки, счетчик 12 импульсов, блок 13 излучателей акустических колебаний, блок 14 приемников акустических колебаний, кольцевой регистр 15 сдвига, усилитель 17 с управляемым коэффициентом усиления, детектор 18, пороговый элемент 19, датчик 23 температуры среды распространения акустических колебаний, аналого-цифровой преобразователь 24, арифметический блок 25, блок 26 определения ранжированного значения параметра, цифроаналоговый преобразователь 27, блок 28 определения границ поля дисперсии параметра, а для повышения глубинности каротажа и, первый 29 и второй 30 блоки реактивностей, причем блок 29 выполнен на последовательных контурах, а блок 30 на последовательно соединенных параллельных и последовательных контурах.

Рис. 5.15.1

Такое решение обеспечивает повышение глубинности каротажа, но снижает его разрешающую способность. Однако оно приемлемо для выбора площадки дна под размещение буровой установки.

Для детализации структуры осадочного чехла Земли, кроме глубинности каротажа, требуется и его повышенная разрешающая способность, для чего приемлемо устройство по рис. 5.15.2.

Это устройство содержит генератор 1 импульсов, делитель 2 частоты, элемент 3 ИЛИ, триггер 4, элементы 5, 8 и 18 задержки импульсов, элементы 6 и 19 И, счетчики 7 и 16 импульсов, источник 9 акустических сигналов, пороговые элементы 10 и 14, приемник 11 акустических сигналов, усилитель 12, пиковый вольтметр 13, формирователь 15 импульсов, коммутатор 17, блок 20 определения ранжированного значения параметра, цифроаналоговый преобразователь 21, блок 22 определения границ поля дисперсии параметра, индикатор 23 нижних значений границы поля дисперсии параметра, индикатор 24 верхних значений границы поля дисперсии параметра, блок 25 управления частотой акустических сигналов и блок 26 разделительных конденсаторов.

Рис. 5.15.2

Это устройство за счет варьрования временным сдвигом между импульсами позволяет как расширить, так и сузить полосу частот излучаемых акустических сигналов, что равнозначно повышению глубинности и разрешающей способности, соответственно, каротажа. Оно обеспечивает выявление дислокаций (сдвигов, разломов) в структуре чехла, что исключает непроизводительные расходы на разведочное бурение скважин.