Методические указания к проработке отдельных разделов курса

РАЗДЕЛ 1

ВВЕДЕНИЕ:

Содержание курса, его значение и связь со смежными дисциплинами. Возникновение и развитие промысловой геофизики. Роль советских и зарубежных ученых. Значение методов промысловой геофизики при поиске и разведке месторождений полезных ископаемых (нефть, газ, вода и др.). Классификация методов промысловой геофизики, их сущность и область применения.

Во введении необходимо обратить внимание на то, что современное место промысловой геофизики определилось в результате развития отдельных методов, как и всего комплекса ГИС в целом. Классификацию методов рекомендуется проводить по изучаемым физическим свойствам горных пород.

 

 

Контрольные вопросы и задания.

 

1. Что явилось причиной для возникновения и развития геофизичес­ких исследований скважин?

2. Какие основные задачи решаются ГИС?

3. Изложите процесс развития отдельных методов и всего комплекса ГИС.

4. Перечислите группы, на которые подразделяются геофизические методы по изучаемым свойствам и по задачам, решаемым этими методами.

 

РАЗДЕЛ 2.

ЭЛЕКТРОМЕТРИЯ СКВАЖИН

Теоретическая основа методов электрометрии и магнитометрии скважин. Классификация методов электрометрии. Уравнение электромагнитного поля.

Методы естественного электрического поля. Диффузионно-адсорбционные, фильтрационные и окислительно-восстановительные потенциалы в скважинах. Измерение разностей потенциалов собственной поляризации в скважине в зависимости от соотношения минерализации и давлений бурового раствора и пластовых вод. Кривые потенциалов собственной поляризации для отдельных пластов различных мощностей. Геологическая интерпретация кривых потенциалов собственной поляризации. Метод вызванных потенциалов. Сущность метода и область применения.

Методы сопротивлений. Электрическое удельное сопротивление и его связь с литологической характеристикой горных пород, минерализацией пластовых вод, температурой, пористостью и нефтегазонасыщением.

Принцип измерения электрического удельного сопротивления в скважине. Электрическое поле точечного электрода в однородной среде. Зонды, их типы, обозначения. Принцип взаимности. Электрическое кажущееся сопротивление и его связь с электрическим удельным сопротивлением горных пород. Электрическое поле и кажущееся сопротивление в средах с плоско-параллельными плоскостями раздела.

Кривые кажущегося сопротивления для отдельных пластов различных мощностей и пачек малой мощности. Влияние бурового раствора и зоны проникновения фильтрата бурового раствора на кажущееся удельное сопротивление.

Определение границ пластов по кривым кажущихся сопротивлений. Боковое электрическое зондирование. Типы кривых БЭЗ и приемы интерпретации для определения истинного удельного сопротивления пластов. Геологическое истолкование результатов интерпретации кривых БЭЗ. Метод микрозондов. Сущность, применение и геологическое истолкование. Метод сопротивления экранизированного заземления. Физические основы метода. Принципиальная схема замера с трех- и семиэлектродным вариантом прибора. Геолого-технические условия применения метода. Влияние скважины, минерализация бурового раствора, зоны проникновения, мощности пласта на показания метода. Индукционный метод. Физические основы метода. Область применения и геологическое истолкование результатов исследований. Резистивиметрия.

Электрометрия скважин основана на изучении электромагнитного поля по разрезу скважин. Основы теории изучаются путем решения серий задач по однородной и неоднородной среде с постепенно усложняющейся геометрией и увеличивающимся числом границ их раздела.

Перед изучением метода потенциалов собственной поляризации и использованием его для исследования разрезов необходимо уяснить физические свойства горных пород, на которых основан этот метод (диффузионно-адсорбционная, окислительно-восстановительная и фильтрационная активность горных пород). Следует обратить внимание на потенциалы диффузионно-адсорбционного происхождения, так как последние преобладают в породах осадочного комплекса. Изучение процессов необходимо начинать с освоения приемов построения статистических амплитуд для заданных разрезов скважин. Это позволит усвоить главные факторы, от которых зависят наблюдаемые факторы в заданном типе разреза.

Изучение методов сопротивления требует полного представления факторов, от которых зависит удельное электрическое сопротивление горных пород и распределение поля в неоднородной среде. Простым методом решения задач исследования поля в неоднородной среде при наличии одной плоской границы, разделяющей два порознь однородных и изотропных полупространства, является метод зеркальных изображений. Решение этой задачи предопределяет знание характеристик измерительных установок – зондов, используемых в методе кажущегося удельного электрического сопротивления. Решение задач распределения поля в средах с большей сложностью границ раздела позволяет студенту выбрать правила определения границ и мощностей пластов по диаграммам кажущегося сопротивления стандартных зондов. Процесс интерпретации результатов бокового электрического зондирования и определение неизвестных ρ_п, ρ_зп,Д сводится к подбору теоретического решения, подходящего для интерпретируемого случая. Особый интерес представляют методы, основанные на изучении удельного электрического сопротивления горных пород несколько иным путем, чем стандартные зонды, с которыми производится измерение ρ_к.

При измерении этими методами упрощается форма кривой кажущегося или эффективного сопротивления (электропроводности) по сравнению с кривыми трехэлектродных зондов кажущегося сопротивления. Последнее достигается уменьшением размера измерительного устройства и прижимом к стенке скважины (метод микрозондов) или наличием фокусирования силовых линий искусственного электрического поля и направляемые в изучаемый пласт. Метод микрозондов позволяет изучить промытую зону – часть пласта, прилегающую к стенке скважины.

Метод сопротивления экранированного заземления (боковой метод, микробоковой метод) предназначен для изучения разрезов скважин с помощью тока, фокусированного радиальной осью скважины. Что достигается применением в зонде экранных электродов.

Индукционный метод является методом электрометрии, при использовании которого не требуется непосредственного контакта электродов с породами. Данный метод можно использовать в скважинах, заполненных непроводящим материалом (воздухом, нефтью, раствором на нефтяной основе). Упрощение формы регистрируемой кривой электропроводности и приближение ее значения к истинной удельной электропроводности достигается фокусировкой индуцированных токов с помощью специальных фокусирующих катушек.

 

 

Контрольные вопросы и задания.

1. В каких единицах измеряется удельное электрическое сопротивление горных пород?

2. Перечислите факторы, от которых зависит удельное электрическое сопротивление горных пород.

3. Назовите основные параметры поля электрического тока.

4. Что такое кажущееся электрическое сопротивление? Какие формулы могут быть использованы для его определения в неоднородной среде?

5. Что такое идеальный и реальный зонды? Дайте их классификацию.

6. В чем заключается принцип взаимности?

7. В чем сущность метода Томпсона? Как этот метод используется при решении задач с плоскими границами раздела?

8. Как влияет наклон границы пластов на характер кривых ρ_кс?

9. Воспроизведите вид кривых против пластов различной мощности при ρ₁>ρ₂>ρ₃ для потенциал- и градиент- зондов.

10.Изобразите и опишите особенности кривых зависимостей ρ_к/ρ_с=f(z/d_c) для градиент- и потенциал- зондов при совместном влиянии плоских границ пластов и скважины.

11.Что такое экранированные тока и как это явление влияет на характер кривых ρ_к в одиночных пластах и в пачках пластов?

12.Как определить границу, мощности пластов по диаграммам различных зондов?

13.В чем сущность бокового электрического зондирования?

14.Опишите известные вам типы кривых зондирования и методику их интерпретации.

15.Как осуществляется интерпретация данных бокового электрического зондирования?

16.Каково назначение метода микрозондов? Как исключается влияние скважин?

17.Выведите формулу сопротивления заземления зонда, представленного эллипсоидом вращения.

18.Изложите методику определения истинного удельного сопротивления пород по диаграммам эффективного Р₉ сопротивления экранизированного зонда.

19.Изложите физическую сущность индукционного метода.

20.Как связана эффективная электропроводность с истинной электропроводностью однородной и неоднородной сред?

21.Что такое резистивиметр? Для решения задач используются данные резистивиметра.

22.Что такое диффузионно-адсорбционные потенциалы? Каков порядок изменения величин этих потенциалов?

23.Постройте статическую амплитуду потенциалов собственной поляризации для контакта чистой глины и песчаника в случае, когда 1) ρ_ф>ρ_в>ρ_{в гл} 2) ρ_ф=ρ_в 3) ρ_в>ρ_ф

- удельное сопротивление пластовой воды в песчанике.

- удельное, сопротивление пластовой воды в глине.

- удельное сопротивление фильтрата бурового раствора.

24.Изложите физические предпосылки решения задачи распределения поля потенциалов собственной поляризации по оси скважины.

25.Как влияет мощность, сопротивление пласта и сопротивление вмещающей среды на форму кривой ∆U_спи величину ее амплитуды?

26.Как интерпретируются диаграммы метода потенциалов собственной поляризации? Какие сведения о породах дает этот метод?

27.Начертите и объясните принципиальную схему измерения потенциалов вызванной поляризации в скважинах.

28.Опишите методику интерпретации диаграмм потенциалов вызванной поляризации.

29.Какие геологические задачи решаются методом потенциалов вызванной поляризации?

 

 

РАЗДЕЛ 3.

РАДИОМЕТРИЯ СКВАЖИН.