Abstract

None of the standard porosity-velocity models (e.g. the time-average equation, Raymer's equations) is satisfactory for interpreting well-logging data over a broad depth range. Clays in the section are the usual source of the difficulty through the bias and scatter that they introduce into the relationship between porosity and P-wave transit time. Because clays are composed of fine sheet-like particles, they normally form pores with much smaller aspect ratios than those associated with sand grains. This difference in pore geometry provides the key to obtaining more consistent resistivity and sonic log interpretations
A velocity model for Clay–sand mixtures has been developed in terms of the Kuster and Toksöz, effective medium and Gassmann theories. In this model, the total pore space is assumed to consist of two parts: (1) pores associated with sand grains and (2) pores associated with clays (including bound water). The essential feature of the model is the assumption that the geometry of pores associated with sand grains is significantly different from that associated with clays. Because of this, porosity in shales affects elastic compliance differently from porosity in sand-Stones. The predictive power of the model is demonstrated by the agreement between its predictions and laboratory measurements and by its ability to predict sonic logs from other logs over large depth intervals where formations vary from unconsolidated to consolidated sandstones and shales

چکیده

هیچ یک از مدلهای استاندارد تخلخل - سرعت (مثلاً معادلۀ متوسط زمانی، و معادلات ریمر) برای تفسیر داده های حاصل از چاه نگاری برروی گستره وسیعی از عمق ها کافی و رضایت بخش نمی باشد. رس های موجود در مقاطع، بدلیل اریبی (بایاس) و پراکندگی ای که در رابطه میان تخلخل و زمان ارسال موج P مطرح می کنند، منابعی طبیعی از اشکالات می باشند. ازآنجایی که رس از ذرات ریز ورقه ای تشکیل شده، بطور طبیعی، منافذی با نسبت تصویر (aspect ratio) (نسبت طول به عرض یا ارتفاع به پهنا ) بسیار کوچکتر از دانه های ماسه تشکیل می دهند. این تفاوت در هندسۀ منافذ و خلل و فرج، راهکاری برای بدست آوردنِ مقاومت ویژه سازگار و تفسیر داده های ثبت شده صوتی (سونیک) در اختیار ما می گذارد. براساس تئوری محیط موثرِ Kuster و Toksöz، و تئوری Gassmann یک مدل سرعت برای ترکیبات رس - ماسه ایجاد شده است. در این مدل، فضای کلیِ منافذ، مرکب از دو بخش درنظر گرفته شده است : (1) منافذ مربوط به دانه های ماسه و (2) منافذ مربوط به رس (ازجمله آب محبوس (پیوندی) ). خصوصیتِ ضروری این مدل فرض آن است که هندسۀ منافذ مربوط به دانه های ماسه، بطور برجسته ای از منافذِ رسی متفاوت است. ازینرو، تخلخل در شیست (سنگ رسی) تاثیری متفاوت با تخلخل در ماسه سنگ ها، برروی تن دهیِ الاستیک خواهد داشت. قدرت پیش بینی این مدل، با مطابقت میانِ پیش بینی ها آن و اندازه گیری های آزمایشگاهیِ آن و بواسطۀ قابلیت آن در پیش بینی داده های صوتی ثبت شده و دیگر داده های ثبت شده برروی بازه های بزرگ عمق - که در آنها ساختارها، از ماسه سنگ های غیرفشرده تا فشرده و شیست ها متفاوت هستند - ثابت شده است.

1-مقدمه

داده های سونیک (ثبت امواج صوتی)، یکی از سه شاخص تخلخل در ارزیابی ساختار می باشد. در گذشته، مدلهای مختلفی جهت بدست آوردنِ مستقیم تخلخل از داده های صوتی، مطرح شده است (Wood 1941 ؛ Wyllie, Gregory and Gardner 1956 ؛ Raymer, Hunt and Gardner 1980 ؛ Krief et al. 1990 ). بااینحال، رابطه تخلخل - سرعت، معمولاً شکلی پراکنده دارد. Han، Nur و Morgan (1986)، نشان داده اند که اکثر این پراکندگی را می توان به خصوصیات سنگ شناسی و بطور خاص به میزان رس نسبت داد. در یک پژوهش تجربی، Marion و همکارانش (1992)، دو روند مجزا را در رابطه تخلخل - سرعت مشاهده کردند : یکی برای ماسه های رسی (نیمه بلوری) و دیگری برای شیست های ماسه ای. آنان به این نتیجه رسیدند که این پراکندگی دراصل بدلیل محتوا یا میزان رس و پس از آنا بدلیل فشردگی یا تراکمِ موجود بوده است. تاثیرِ رس برروی سرعت های موج الاستیک، بطور کمّی اما جامع، توسط Anstey (1991) مورد بحث و بررسی قرار گرفت : “ذرات سستِ رس موجود در منافذ بدلیل اثرِ چگالی (تراکم) باعث کاهش اندک در سرعت می شوند...