Mélyfúrási geofizika Balázs László

13.9. ábra. Gáz szaturáció hatása a p és s-hullám sebességére (Timur, 1987)
A Gassman-modellel kapott effektív inkomresszibilitási modulusszal felírhatóak a hullámsebességek:
(13.19.)
,
(13.20.)
.
A Gassman-modell megalkotásánál feltételezték a nyírási modulusz kitöltő folyadék szaturációtól való függetlenségét.
A modell kis frekvenciákon jól írja le a gáz hatását.
A Gassmann-modell alkalmazhatósága főként a kőzetvázra vonatkozó moduluszok meghatározásán múlik, melyeket
vissza kell vezetni a kőzetmátrix anyagának moduluszára és valamilyen vázszerkezettől függő összefüggésre. (Biot
koefficiens, Krief-modell).
(13.21a.)
,
(13.21b.)
.
Összetett tároló kőzetek estén az akusztikus modell felépítése több lépésben történik, amelyet csak vázlatosan
tekintünk át.
A folyadék keverék moduluszának meghatározásakor a Voigt-átlagot alkalmazó Brie modellt használják, míg
keverék mátrix effektív értékének meghatározására az önkonzisztens modellt alkalmazzák legtöbbször, de itt is
előfordul az átlagolás. Az agyag hatását leginkább a Backus-átlag segítségével építik be a modellbe. A
113
Akusztikus módszerek
XML to PDF by RenderX XEP XSL-FO F ormatter, visit us at 
http://www.renderx.com/

---

frekvenciafüggő modell megalkotása Biot nevéhez fűződik. Csatolta a hullámegyenlethez a kőzetváz és a
pórusfolyadék relatív elmozdulását leíró tagot, melyet a folyadékmozgást leíró Darcy-egyenletből származtatható.
13.10. ábra. Akusztikus modell felépítésének főbb lépései. Látható, hogy általában külön fázisban homogenizálják
a mátrix és a folyadék rugalmas jellemzőit, majd Gassman-modell szerint származtatják a kőzetváz és a szaturált
kőzetre vonatkozó jellemzőket. Az agyag hatásának „beépítése” agyagtípustól függ.
Az akusztikus adatok egy fontos alkalmazási területe a szeizmikus módszerhez kapcsolódik. Az akusztikus adatokból
számított integrált futásidő adatok felhasználhatók a mélység-idő transzformációnál, az akusztikus és
sűrűségszelvényből számított akusztikus impedancia szelvény Z(h) pedig a reflexivitások R(h) és a szeizmikus
impedancia modellalkotásnál, mely kiinduló pontja a szeizmikus inverziónak.
13.22.
,
13.23.
.
114
Akusztikus módszerek
XML to PDF by RenderX XEP XSL-FO F ormatter, visit us at 
http://www.renderx.com/

---

14. fejezet - Képalkotó mérések
A képalkotó eljárások célja a fúrás falának részletes leképezésével, a fúrás által harántol kőzet finomszerkezetének,
rétegzettségének, esetleges repedéshálózatának feltárása. A rétegzettség feltárásával a rétegek dőlése is
meghatározható. A dőlés trendek sztratigráfiai és szerkezeti információkat tartalmaznak.
Feltárható továbbá a fúrás következtében létrejött lyukfaldeformációk, törések, amelyek kőzetmechanikai becslések
alapjául szolgálnak, illetve lehetővé teszik a tektonikus eredetű feszültségtér rekonstrukcióját
A leképezést valamilyen kőzetfizikai tulajdonság megfelelően finom vertikális felbontású mérésével hajtják végre,
ehhez értelemszerűen kis radiális kutatási mélység tartozik. A vertikális mintavételi távolság néhány mm, az
azimutális (adott mélységpontban a lyukfal szögszerinti leképezésénél) 1 fok nagyságrendű.
A gyakorlatban speciális forrás és vevő rendszerrel kialakított akusztikus szonda és sok elektródás falhoz szorított
egyenáramú elektromos szonda alkalmazásával érhető el a kellő felbontású leképezés.
Az eredményként megjelenő adatrendszert, mint képet dolgozzák fel, általában a mért kőzetfizikai paraméter
dinamikatartományához igazított színkódot rendelve az egyes pixelekhez.
Édesvízzel töltött sekély fúrásokban az optikai leképező módszer is használható a lyukfal vizsgálatára.
14.1. Egyenáramú képalkotó szelvényezés
Az egyenáramú képalkotó szonda (FMI: Fullbore Micro Imager), sokelektródás leképező eszköz. A mikroszondákhoz
hasonlóan a gombelektródák fúrásfalhoz szorított szigetelő papucson helyezkednek el. Az elektródrendszert adott
feszültségen tartva, az elektródák árama (és értelemszerűen a gombelektródnál mérhető átmeneti ellenállás) a
lyukfal lokális fajlagos ellenállás viszonyait tükrözik.
115
XML to PDF by RenderX XEP XSL-FO F ormatter, visit us at 
http://www.renderx.com/

---

14.1. ábra FMI szonda felépítése (Schlumberger)
A gombelektródák árama egy felül elhelyezett gyűjtőelektródba érkeznek be. Az összáram segítségével egy sekély
kutatási mélységű egyenáramú eszközt is megvalósítanak, amely már nem irányfüggő eredményt szolgáltat. A
szondát úgy fejlesztették ki, hogy különböző szögtartományban legyen képes a lyukfalat leképezni (kinyitható
elektróda papucs). Az olajipari fúrásokban a maximális azimutális lefedettség kb. 80 %.
14.2. FMI szelvény. Jól látható a finom rétegzettség a hosszanti breakout zóna. A tájoláson nyomonkövethető a
szonda forgása. Láthatók a nem mért tartományok is.
A mérési eredmények feldolgozása, meglehetősen összetett. Megfelelően tájolni kell a szonda helyzetét. A referencia
pont egy elektródhoz köthető. Figyelembe kell venni a szonda elfordulását és tengelyének ferdeségét. Az adatsorban
korrigálni kell az elektródák eltérő pozícióit és a mérés során adódó gyorsulások hatását, amely torzítaná a függőleges
távolságokat. A szonda folyamatosan rögzíti a hidraulikus karok kinyílását, az adott irányú lyukbőséget.
Az ellenállás képet a korrekciók után megfelelő színkóddal látják el. Konvenció szerint a sötét színek a kisellenállású
tartományt, míg a világosak a nagy fajlagos ellenállású részeket jelölik.
A kép javítása érdekében – lemondva a fajlagos ellenállás szerinti skálázásról – átskálázzák a teljes dinamika
tartomány kihasználása érdekében.
A szondázás egyik feladata a lyukfal instabilitások (indukált repedés, breakout) kimutatása (14.2. ábra). Ezek
irányeloszlása segít meghatározni a kőzetrétegek tektonikus főfeszültség irányokat. A repedések megjelenése a
hidrosztatikus nyomás ismeretében a kőzetszilárdságra vonatkozó információkat is hordoz.
A képalkotó eljárások eredményein jól követhetők a réteghatárok helyzete. A fúrólyuk felületét metsző síkok
szinuszos jellegű vonalakként azonosíthatók.
A réteg és fúrólyukfal metszésvonala alapján meghatározható a réteg síkjának dőlése és azimutja (14.3. ábra).
116
Képalkotó mérések
XML to PDF by RenderX XEP XSL-FO F ormatter, visit us at 
http://www.renderx.com/

---