Здесь можно найти учебные материалы, которые помогут вам в написании курсовых работ, дипломов, контрольных работ и рефератов. Так же вы мажете самостоятельно повысить уникальность своей работы для прохождения проверки на плагиат всего за несколько минут.

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ 

 

Здравствуйте гость!

 

Логин:

Пароль:

 

Запомнить

 

 

Забыли пароль? Регистрация

Повышение оригинальности

Предлагаем нашим посетителям воспользоваться бесплатным программным обеспечением «StudentHelp», которое позволит вам всего за несколько минут, выполнить повышение оригинальности любого файла в формате MS Word. После такого повышения оригинальности, ваша работа легко пройдете проверку в системах антиплагиат вуз, antiplagiat.ru, РУКОНТЕКСТ, etxt.ru. Программа «StudentHelp» работает по уникальной технологии так, что на внешний вид, файл с повышенной оригинальностью не отличается от исходного.

Результат поиска


Наименование:


Реферат/Курсовая Техника безопасности при спуско-подъемных операциях

Информация:

Тип работы: Реферат/Курсовая. Добавлен: 05.05.13. Год: 2012. Страниц: 47. Уникальность по antiplagiat.ru: < 30%

Описание (план):


        ВВЕДЕНИЕ

       Основной  этап разведки месторождений большинства  полезных ископаемых бурение скважин. При помощи скважин производится и эксплуатация месторождений таких  полезных ископаемых, как нефть, газ, вода, каменная соль.

       При бурении каждой скважины необходимо изучить ее геологический разрез: определить последовательность залегания и литолого-петрографическую характеристику вскрытых пород, выявить наличие в них полезных ископаемых и оценить их содержание. Для этого в процессе бурения отбирают образцы разбуриваемых пород (керн) и выносимые буровым раствором обломки пород (шлам); в нефтяных, газовых гидрогеологических скважинах также проводят пробные испытания пластов. Однако получаемые при этом материалы не дают полного представления о геологическом разрезе.
       При отборе керна свойства породы и насыщающей ее жидкости несколько изменяются. Часть образцов во время разбуривания или последующего перемещения разрушается  и не выносится на поверхность (неполный вынос керна). Процент выноса керна  из наиболее интересующих нас пористых пластов часто бывает очень малым. В то же время отбор керна существенно усложняет процесс бурения и приводит к увеличению времени проходки. Поэтому стремятся максимально сократить отбор керна. Пробные испытания также отнимают много времени.
       Трудности, связанные с получением керна, изучением  по нему и по другим геологическим  материалам разрезов скважин и определением содержания полезных ископаемых во вскрытых породах, привели к созданию геофизических  и геохимических методов исследования скважин получили название каротажа.
       Каротаж заключается в измерении вдоль  ствола скважины при помощи специальной  установки (зонда) или другим способом какой-либо физической или химической величины, характеризующей свойства горных пород. Поэтому по его результатам можно получить представление о том, какие породы пройдены скважиной и каковы их особенности. В зависимости от изучаемых физических или химических свойств пород различают следующие виды каротажа: электрический, радиоактивный, акустический, магнитный, газовый, механический и др.
       Данные  каротажа оказывают существенную помощь в оценке характера пройденных скважиной  пород и последовательности их залегания, позволяют обнаруживать полезные ископаемые (нефть, газ, уголь, руды, минеральное  сырье). 
       Электрический каротаж состоит в основном из двух модификаций: метода сопротивлений и метода самопроизвольно возникающего электрического поля. Основными видами каротажа по методу сопротивления являются каротаж нефокусированными (обычными) зондами. Сущность электрического каротажа заключается в проведении измерений, показывающих измерения вдоль скважины кажущегося удельного сопротивления (КС) пород и естественных потенциалов (ПС) для изучения геологического разреза скважины. Результаты измерений изображаются в виде кривых  изменения  параметров КС и ПС вдоль ствола скважины. 

       Радиоактивные методы - это совокупность геофизических  методов бескерновой геологической  документации разрезов скважин, основанных на использовании естественных и  искусственных радиоактивных излучений и на изучении ядерных свойств горных пород. Радиоактивными методами в скважинах исследуют естественное гамма-поле и искусственные гамма-поля или нейтроные поля, создаваемые стационарными или импульсивными источниками радиоактивных излучений. По естественным радиоактивным излучениям изучается естественная радиоактивность горных пород, по искусственным - характер и интенсивность взаимодействия нейтронного излучения и гамма-излучения с горными породами, их способность сорбировать из активированного раствора ионы радиоактивных изотопов или других элементов с аномальными ядерными свойствами.

       По  виду первичного радиоактивного излучения  все радиоактивные методы подразделяются на две большие группы: гамма-методы и нейтронные методы. В первую группу входят методы естественного гамма-поля и искусственного стационарного или переменного гамма-поля (ИГГМ). Нейтронные методы изучают искусственные нейтронные поля и по частоте возмущающего поля и методы переменного нейтронного поля.

       Целесообразность  применения каждого метода и его модификации вытекает из конкретных решаемых геологических задач и геологических особенностей месторождения.  

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
       
    ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
 
       1.1 Экономическое и географическое  положение района 

       Район Туймазинского нефтяного месторождения представляет собой холмистую равнину, расчлененную речной и овражной сетью на отдельные гряды. Водораздельные пространства имеют форму плато и спускаются к речным долинам уступами в виде террас. Эти террасы особенно отчетливо выражены на северных склонах водоразделов. Склоны гряд и отдельных высот, обращенные на юг и юго-запад, крутые на север и северо-восток пологие.
       Максимальные  абсолютные отметки рельефа наблюдаются  в центральной части района (правобережье р. Ик) и равны 340, 350м.
       В северо-восточном и юго-западном направлениях наблюдается плавное понижение абсолютных отметок соответственно до 165 и 300м. Минимальные абсолютные отметки, характеризующие долины рек, равны 100м (р. Ик) и 102,5м (р. Дымка). Таким образом, общая амплитуда колебаний рельефа в пределах района составляет величину в 250м.
       Основной  водной артерией района является р. Ик, протекающая с юга на север  она имеет широкую и глубокую долину с плоским дном. Долина р. Ик становится особенно широкой в  местах впадения в нее притоков, где ширина ее доходит до 7-8км. Долина р. Ик обладает явно выраженной меридиальной ассиметрией с крутым и высоким восточным склоном и более пологим западным.
       Река  Ик имеет ряд небольших притоков. Из которых заслуживает упоминания р. Дымка, протекающая в юго-западной части района в северо-западном направлении.
       Притоки р. Ик имеют широкие и глубокие асимметричные долины, ориен-тированные в направлении, близком к широтному. Северные склоны их, обращены на юг, обычно круты и обнажены, а южные, обращенные на север пологи, залесены и почти совершенно лишены обнажений.
       Прирусловые части долин нередко заболочены. В правобережье р. Ик широким развитием  пользуются карстовые явления, обязанные  своим происхож-дением неглубокому  залеганию кунгурских гипсов. Отдельные  неглубокие блюд-цеобразные часто задернованные или заполненные водой воронки наблюдаются почти вдоль долины р. Ик и устьевых частей ее притоков. 

       1.2 Геологическое строение 

       На  Туймазинском месторождении скважинами вскрыты пермские, каменноу-гольные, девонские, бавлинские отложения и породы кристаллического фунда-мента.  

       Докембрий 

       Отложения кристаллического фундамента представлены биотитовыми гнейсами, грандиоритами  и гранитами.
       На  биотитовых гнейсах кристаллического фундамента несогласно залегают аргиллиты зеленовато-серые гидрослюдистые и переслаивающие с кварцево-полевошпатовыми алевролитами с редкими прослоями песчаников кварцево-полевошпатовых и полимиктовых зеленовато-серых.
       Мощность  от 0 до 40 м. 

       Перерыв и размыв 

       Девонская система Д 

       Девонские отложения залегают на размытой поверхности отложений верхнебавлинской серии, а местами непосредственно на породах фундамента.
       Средний отдел Д2
       Эйфильский  ярус Д2ef
       Кальцевой горизонт - сложен песчаниками кварцевыми серыми неравно-мернозернистыми (пласт  Д4), алевролитами и аргиллитами с остатками растений и спор.
       Мощность  от 0 до 10 м.
       Бийский горизонт - представлен в основном известняками. «Нижний известняк» с  редкими прослоями мергелей, аргиллитов и алевролитов глинистых и  известковистых. В верхней части  известняками обогащаются глинистым материалом и переходит в мергель и известковистый аргиллит.
       Мощность  от 10 до 15 м.
       Живетский ярус Д2 gv
       Воробьевский  горизонт - слагается аргиллитами  серыми пиритизи-рованными с маломощным прослоем алевролито песчаных пород  в основании. Развит, в основном, на крыльях структуры и на Александровской площади.
       Мощность  горизонта не превышает 4-8 м.
       Старооскольский горизонт - сложен песчаниками кварцевыми светло-серыми неравномерно-зернистыми и мелкозернистыми (пласт Д4 и Д3), разделенными пачкой аргиллито-алевролитовых пород мощностью 4-8 м.
       Разрез  горизонта венчается пачкой карбонатных  пород (репер «средний известняк» мощностью 2-6 м.
       Общая мощность старооскольского горизонта 25-37 м.
       Муллинский  горизонт - обычно в основании его  прослеживаются аргиллиты с маломощными прослоями глинистых алевролитов. Большую часть разрезе муллинского горизонта слагает песчано-алевролитовая пачка (пласт Д3).
       Песчаники кварцевые мелкозернистые. В ряде случаев они, как по прости-ранию, так и по разрезу, замещаются частично или полностью алевролито-аргиллитовыми породами.
       Выше  залегают слой «черный известняк», мощностью 0-1,5 м.
       Обнаружены  остатками Altypa ronata, комплекс остракод «черный известняк».
       Общая мощность муллинского горизонта 25-30 м.
       Верхний отдел Д3
       Франский  ярус Д3f
       Пашийский горизонт - в основании разреза  прослеживается пачка аргиллитов с  прослоями алевролитов (нижняя, алевролито-аргиллитовая пачка) мощностью 0-10 м.
       Выше  залегает пачка песчаников светло-серых (водоносных) или темно-бурых (нефтеносных) кварцевых мелкозернистых, местами глинистых, пласт Д1. На коротких расстояниях песчаники частично, а иногда и полностью, замещаются алевролитами и аргиллитами (средняя преимущественно песчаная пачка). Мощность пачки от 5 до 25,5 м. Эта пачка прикрывается аргиллито-алевролитовыми породами с мизовидно-залегающими прослоями песчаников (верхняя пачка) мощностью от 2 до 30,5 м.
       Разрез  пашийского горизонта венчается  карбонатным пластом - репер «верхний известняк». Общая мощность горизонта 25-35 м.
       Споры 14 комплекса Наумовой, Брахноподы.
       Кыновский горизонт - представлен толщей чередующихся глинистых и карбонатных пород. В кровле его залегает аргиллито-алевролитовая  пачка. Мощность горизонта 18-33 м.
       Доманиковый горизонт - представлен чередованием темно-серых глинис-тых битуминозных известняков с зеленовато-серыми и черными мергелями и глинистыми сланцами.
             Мощность 28-40 м.
       Фаменский ярус Д3fm 

       Нижнефаменский  подъярус Д3fm1
       Представлен плотными кристаллическими доломитами с подчиненными прослоями известняков, ангидритов, глин. Мощность 110-140 м.
       Верхнефаменский подъярус Д3fm2
       Сложен  темно-серыми пелитолорфными и оргалоченно-обломочными  водо-рослевыми известняками.
       Мощность 60-78 м. 

       Каменноугольная система С 

       Нижний  отдел С1
       Турнейский  ярус С1t
       Лихвинский  надгоризонт С1tl
       Завояжский  горизонт - сложен известняками с прослоем глин.
       Мощность 20-26 м.
       Малевский и упинский горизонты - сложен известняками серыми, резко окаменелыми. Мощностью 25-30 м.
       Чернышинский  надгоризонт С1ttch
       Черепетский горизонт - представлен известняками серыми, органочен-ными.
       Мощность 23-29 м.
       Кизеловский горизонт - сложен известняками окземнелыми, серыми, участками пористыми и  нефтенасыщенными с мелко кристаллической  струк-турой.
       Мощность 23-30 м.
       Визейский ярус С1v
       Яснополянский надгоризонт С1vas
       Бобриковский  горизонт - представлен терригенными отложениями - песчаниками.
       По  литологическому составу толща  расчленяется на 2 пачки: нижнюю - глинистую  и верхнюю - песчано-алевролито-глинистую.
       Мощность  горизонта 12-16 м.
       Тульский горизонт - в подошве горизонта наблюдаются прослойки мергелей, аргиллитов. Выше залегает известняк темно-серый, прослоями сильно глинистый, алевритистый, в нижней части окземилый.
       Мощность 20-40 м.
       Окский  надгоризонт С1vок
       Алексинский, михайловский, веневский горизонты - представлены доломи-тами темно-серыми, крепкими. В кровле залегают известняки, прослоями орга-логенные, доломинизированные.
       Мощность 100-115 м.
       Серпуховский  ярус С1vs
       Представлен доломитами серыми и серовато-бурыми, крепкими. Мощность 94-100 м.
       Представлен в подошве известняками светло-серыми, «сахарвидными», участками пористо-кавернозными, окземилыми. Мощность 70-90 м.
       Общая мощность 164-200 м.
       Средний отдел С2
       Башкирский  ярус С2b
       Представлен известняками органогенными со стелолитовыми швами. Мощность 15-25 м.
       Московский  ярус С2m
       Верейский горизонт - в подошве залегают мергели  темно-серые. Выше - чередование алевролитов, аргиллитов с маломощными прослоями  мелкозернистых песчаников. Известняки органогенные, прослоями оолитовые.
       Мощность 40-55 м.
       Каширский горизонт - представлен доломитами серыми, слабо-глинистыми. Известняки доломитизированные, редко органогенные.
       Мощность 55-68 м.
       Подольский  горизонт - представлен доломитами серыми с включениями гипса и  ангидрита. В кровле залегают известняки светло-серые и орга-ногенные.
       Мощность 60-64 м.
       Мячковский  горизонт - сложен известняками и доломитами в различной степени глинистыми с прослойками зеленовато-серой  глины.
       Мощность 100-125 м.
       Верхний отдел С3
       Представлен доломитами и сильно доломитизированными известняками с включениями гипса и ангидрита.
       Мощность 150-170 м. 

       Пермская  система Р 

       Нижний  отдел Р1
       Сакмарский  ярус Р1S
       В верхней части разреза прослеживается прослои брекчии.
       Представлен известняками серыми и светло-серыми, кристаллическими и органогенно-обломочными доломитами серыми, тонкокристаллическими и релик-тово-органогенно-обломочных.
       Мощность 125-157 м.
       Артинский ярус Р1ar
       Представлен известняками и доломитами серыми, мелкокристаллическими, в верхней  части ангидритами.
       Мощность 8-25 м.
       Кунгурский  ярус Р1к
       В нижней своей части представлен  доломитами, тонко кристаллическими, глинистыми, прослоями оолитовыми. Ангидрит голубовато-серый с включениями  и прослоями доломитов серых  и глин темно-серых. В кровле яруса  залегают гипсы, известняки и доломиты с прослоями глин, песчаников, участками брекчия.
       Мощность 80-140 м.
       Верхний отдел Р2
       Уфимский  горизонт - представлен чередованием песков и глин буровато-красных.
       Мощность 90-100 м.
       Казанский ярус Р2кz
       Спириферовый  подъярус Р2кz sp
       Представлен песчаником светло- и зеленовато-серым, крепким, известко-вистым, глиной зеленовато-серой.
       Мощность 0-25 м.
       Конхиферовый  подъярус Р2 кz кn
       Представлен чередованием песков и глин.
       Мощность 0-100 м. 

       Перерыв 

       Четвертичная  система Q 

       Развиты по долинам рек и подножий склонов. Литологически представлены песками, суглинками, глинами, редко галечником.
       Мощность 0-23 м. 
 
 

       1.3 Геолого-геофизическая изученность
       Детальное изучение геологического строения Туймазинского  района было начато в 1934 г. по рекомендации К. Р. Чепикова и Е. И. Тихвинской. Специальная структурно-геологическая партия под руководством геолога П. С. Чернова провели геологическую съемку в масштабе 1:50000. Работами этой партии по кровле спириферового подъяруса Казанских отложений выявлена обширная пологая брахиантиклинальная складка северо-восточного простирания, названная Муллинской. Северо-западное крыло складки пологое с углами падения не более 1 град., а более крутое до 2 град. 30 минут. Размер структуры 120м2.
       П. С. Чернова дал положительную оценку структуре и рекомендовал ввести ее в разведку, предполагая обнаружение нефти под Кунгурскими отложениями.
       С осени 1934 г. начали крелиусное бурение  скважин глубиной 350м, что обеспечивало вскрытие кровли артинских отложений. Одновременно были начаты геофизические исследования района с применением электроразведки и магнитометрии.
       Крелиусные  скважины выявили обильные нефтепроявления  в оолитовых известняках кунгура, были получены притоки метанового газа из верхней части артинских отложений.
       Хотя  притока нефти из кунгурских известняков не было получено, выя-вленные газонефтепроявления значительно повысили интерес к Туймазинскому району.
       На  основании данных геологической  съемки и электроразведки, структур-ного крелиусного бурения, выявившего строения структуры по кровле артин-ских отложений, в августе 1936 г. на Туймазинской структуре начато бурение трех поисковых скважин с целью разведки нефтеносности каменноугольных отложений.
       9.05.1937 г. скважина №1 на глубине  1108м вскрыла насыщенные нефтью  песчаники угленосной свиты. Скважина фонтанным способом давала до 50 т/сут нефти. Обе другие скважины также вскрывали нефтенасыщенные песчаники. Расположены они были треугольником с расстоянием 6-7км. Была установлена огромная толща нефтеносности, при этом структура по верхним горизонтам артинских хорошо совпадала со структурой выявленного нефтяного пласта.
       Вопрос  о разведке более глубоких горизонтов был впервые поставлен геологом И. В. Бочковым. В 1938 г. скважину №148 решили углубить до девона, попытки не увенчались успехом. При глубине 1500м скважина по техническим причинам была остановлена бурением, обнаружив признаки нефти в фаменском ярусе. При опробовании получили приток воды с пленкой нефти. Однако эта скважина имела большое значение - наличие хороших коллекторов в девоне послужило поводом к возобновлению разведки девона на Туймазинской площади.
       Начатая бурением в конце 1941 г. скважина №1 2 также по техническим причинам на доведена до проектной глубины.
       И только в сентябре 1944 г. разведочная  скважина №100 вскрыла девонс-кие отложения. На глубине 1750м были вскрыты два пласта нефтенасыщенных песчаников. При опробовании нижнего пласта Д-П получен мощный фонтан нефти до 250 м3/сут.
       В1940 г. на соседней Ардатовской площади  скважина №2 вскрыла в отло-жениях верхнего девона пачку аргиллитов и песчаников, в кровле насыщенных нефтью.
       С целью скорейшего получения новых  данных о строении пластов и размерах залежей в первые годы широко практиковалось углубление скважин, пробуренных на карбон. Это дало значительный выигрыш во времени. Способствовало быстрому оконтуриванию девонских залежей и совпадение структурного плана района.
       Имеющиеся данные о строении месторождения  позволили в 1945-1946 годах произвести подсчет запасов и составить  генеральную схему разработки.
       В процессе оконтуривания месторождения были выявлены Александровское поднятие, являющееся продолжением Туймазинской складки на юго-восточном крыле - Октябрьское, Верхне-Заитовское и Южно-Муллинское поднятия.
       Трестом «Туймазанефть» в 1946 г. открыто Бавлинское месторождение, в 1949 г. - Серафимовское, которые потом выделились в самостоятельные НПУ. 

         1.4 Полезные ископаемые 

       Основным  богатством Туймазинского района являются залежи девонской нефти.
         Кроме нефти и попутного газа, на территории Туймазинского  района, ведётся добыча песчано-гравийного материала, известняка, гипса. Велась разработка торфа, есть месторождения сапропеля и минеральных вод.. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

       2. Техническая часть.
       2.1 Выбор и обоснование комплекса  геофизических исследований для  решения поставленной задачи.
       2.1.1 Основные петрофизические характеристики пород.
       Характер  геофизических полей определяется петрофизическими характеристиками горных пород, т.е. физическими свойствами различных петрографических разновидностей. Различие горных пород по физическим свойствам необходимое условие возникновения аномалий геофизического поля.
       Физические  свойства горных пород, обусловленные  составом и строением, являются постоянными при определенных условиях и закономерно меняются сизменением состава и структуры. Основное влияние на структуру геофизических полей оказывают магнитная восприимчивость и остаточное намагничение, плотность, удельное электрическое сопротивление, диэлектрическая и магнитная проницаемости, поляризуемость, скорость распространения упругих волн, теплопроводность, радиоактивность.
       Плотность горных пород это их масса в единице объема. Единицей измерения плотности является г/см3. Величина плотности зависит в основном от минералогического состава и общей пористости. Плотность некоторых минералов приведена в  табл. .
       Таблица 1.
       Горные породы        плотность  г/см3
       Осадочные
       глина,аргиллит        2,0-2,4
       песок,алевролит        2,0-2,42
       песчаник         2,10-2,8
       известняк ,доломит        2,0-2,6
       Полезные ископаемые         
       Ископаемые угли        1,3-1,45
       каменная соль        2,1-2,3
       корунд        3,5-3,7
       нефть        0,85-1,0
       вода        1,0
 
       Большие пределы изменения плотности  плагиоклазов, пироксенов, амфиболов и хлоритов определяются их химическим составом. В пределах этих групп наблюдается корреляционная связь между плотностью и относительной молекулярной массой. График зависимости имеет тенденцию к выполаживанию по мере увеличения молекулярной массы т групп минералов  (рис. 3).
       Общая пористость горной породы это отношение объема ее пор к объему минерального скелета. Средняя пористость интрузивных пород составляет 13% , а эффузивных 3 5%.   Пористость осадочных пород значительно выше (2040%).
       Максимальную  плотность имеют интрузивные  породы (табл. А), несколько меньшую эффузивные и самую низкую высокопористые осадочные породы (глины, песчаники, алевролиты). В изверженных горных породах наблюдается постепенное повышение плотности от кислых разновидностей к основным, поскольку в этом же направлении растет содержание тяжелых темноцветных минералов.
           Высокую плотность имеют рудные минералы, поэтому плотность горных пород, содержащих рудную минерализацию, также повышается.  В высокопористых эффузивных породах плотность повышается при водонасыщении пор. В осадочных породах (глинах, песчаниках) при увеличении водонасыщенности увеличивается их объем, а при уменьшении водонасыщенности объем уменьшается,  поэтому плотность мало меняется.
       Удельное  сопротивление является основным параметром, влияющим на распределение в горных породах электрического тока. Сопротивление R проводника длиной I и поперечным сечением S определяется формулой
       R = pl/S,
       откуда  следует, что
       p = RS/l.
       Удельное  сопротивление горной породы численно равно сопротивлению изготовленного из нее куба со стороной 1 м. Обратная удельному сопротивлению величина у1/р называется удельной электропроводностью. Единицей измерения является  См/м или  См/см.
       Удельное  сопротивление зависит от минералогического  состава, водонасыщенности пор и концентрации солей в растворе, насыщающем поры.
       По  характеру электропроводности минералы делят на хорошо проводящие, полупроводники и изоляторы.
       Хорошо  проводящими минералами являются графит, антрацит, а также многие рудные минералы меди, железа, марганца и ряда других элементов. К изоляторам относятся  кварц, слюды, флюорит и многие силикатные породообразующие минералы. Большинство рудных минералов (сульфидные, окисные минералы железа, меди и других металлов) относятся к полупроводникам.
       Большую роль в формировании электрических  свойств пород и руд играет вода, являющаяся ионным проводником. Удельное сопротивление воды зависит от состава и концентрации растворенных в ней солей. Даже пресная дождевая вода, которая практически не содержит солей, имеет хорошую проводимость, возрастающую по мере увеличения насыщенности раствора. При одной и той же концентрации, растворы КС1 снижают удельное сопротивление более значительно, чем растворы NaCl. На электропроводность минерализованной воды влияет ее температура. При изменении ее от 18 до 100°С удельное сопротивление раствора понижается в три раза. Высокое удельное сопротивление имеет
       нефть.
       Горную  породу можно уподобить агрегату из зерен минералов, в порах между  которыми находится электролит. Если зерна имеют хорошую проводимость, то удельное сопротивление такой  породы определяется электропроводностью минералов и находящейся  в порах минерализованной воды. Среди геологических образований к этой категории относятся руды меди, 

          

       Таблица 2.
       
       Горные породы        р,Ом*м
       гематит,ильменит                    10-2-102
       пирротин,пирит                10-4 -102
       Нефть                     106-107
       Осадочные,насыщенные                              пресной водой         
        
       Глина                      1,0-10
       Аргиллит                      1,0-20
       песчаник рыхлый                      1,0-10
       песчаник плотный                  5,0-100
       Известняк                  100-105
       Гипс                       105-106
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
       свинца, цинка и других     металлов. Но так как большинство породообразующих минералов обладают  значительным  сопротивлением,  то  электрический  ток в горных породах течет  только через электролит, находящийся  в  их порах.  Следовательно,   электропроводность  горных пород имеет    ионную    природу,   зависит   от   пористости и   влажности   пород,    а   также   от, минерализации   воды. Поэтому в целом плотные,массивные интрузивные породы  характеризуются высокими  значениями сопротивления, осадочные породы,  как более    рыхлые   и  пористые более низкими сопротивлениями.   Среди терригенных   пород   глины   имеют наименьшие   значения   сопротивления   вследствие   высокой   влажности.
       На  распространение электромагнитного поля частотой выше 10 кГц влияет магнитная  проницаемость, которая характеризует   способность   вещества   концентрировать   силовые линии магнитного поля. Практическое значение для разведочной геофизики имеет относительная магнитная проницаемость, показывающая во сколько раз магнитная индукция поля, созданная током в горной породе, превышает эту величину, наблюдаемую в воздухе. Относительная магнитная проницаемость ферромагнитных минералов достигает нескольких десятков единиц. Для остальных минералов и большинства горных  пород  она   равна   единице.
       При длительном пропускании через электронно- или ионно-проводящую среду электрического тока она поляризуется настолько, что  после выключения тока в ней протекает  вторичный ток, обусловленный потенциалами вызванной поляризации . Интенсивность вызванной поляризации характеризуется удельной   поляризуемостью.
       Основное  влияние на величину удельной поляризуемости оказывает содержание в горной породе сульфидов, графита, магнетита и  других электронно-проводящих минералов.
       В реальных геологических средах, которые  приближенно можно рассматривать  как упругие, скорость распространения   волн   различна.
       Таблица 3
       Горные породы        v,м/с
       Гранит,сиенит        4000-6000
       Диабаз,базальт        5400-6600
       Известняк,доломит        5000-6000
       Песчаник        3000-5000
       Глина,глин,сланец        2000-2400
       Влажные песок        1500-1600
       Сухой песок        10-1000
       Почва        100-200
       Вода        1400-1600
       Лед        3500-3800
       Нефть        1400-1900
       Воздух        310-360
       Рыхлые  высокопористые горные породы имеют  более низкую скорость. Ее величина зависит от соотношения твердой, жидкой и газообразной фаз, где скорость имеет резко различные величины. В сухих и малообводненных рыхлых породах скорость меньше, чем в воздухе.
       Величина  скорости уменьшается по мере увеличения пористости и уменьшения упругости. Это вызвано тем, что при разрыхлении горных пород уменьшается сцепление частиц, что ведет к уменьшению упругой деформации сдвига. 
       Характер  распространения упругих колебаний  определяется волновым сопротивлением у=vp.На границах слоев различного волнового сопротивления резко меняется направление распространения и интенсивность упругих волн.
       Скорость  распространения упругих волн мало зависит от состава пород, в большой  степени зависит от их уплотненности и влажности. Плотные неизмененные интрузивные породы (граниты, габбро, диабазы), характеризующиеся низкой пористостью, отличаются наиболее высокими значениями скоростей  (40007000 м/с).
       Рыхлые  высокопористые горные породы (песчаники, мергели, глины) характеризуются более  низкими значениями скоростей распространения  упругих  волн.
       Скорость  распространения волн в сухих  и малообводненных рыхлых породах  меньше, чем во влажных.
       Следует отметить, что скорость распространения  упругих волн в горных породах  с увеличением глубин их залегания  увеличивается, что связано с уплотнением пород.
       Радиоактивность это способность некоторых атомных ядер самопроизвольно превращаться в ядра с иными физическими и химическими свойствами. Радиоактивное превращение всегда сопровождается выделением значительного количества энергии и поэтому в естественных условиях является необратимым процессом. Основной вклад в радиоактивность пород вносят уран, торий, калий и продукты их распада (Табл.).
       В изверженных породах уран концентрируется  в виде изоморфной примеси в акцессорных минералах ториево-редкоземельной группы, в рассеянной форме в породообразующих минералах и в виде собственных минералов. 
       Уран  образует месторождения в пегматитах, кварцевых жилах и грейзенах, гидротермальные  в изверженных  породах кислого и щелочного состава; осадочные в песчаниках, битумах, фосфоритах, углях, нефти. В пегматитах минералы урана представлены уранофаном, уранинитом, браннеритом. В гидротермальных месторождениях главными минералами являются настуран, уранинит,  уранофан.
       В зоне окисления гидротермальных месторождений развиты уранофан, отенит, торбернит, шинколобвит. В кварцевых жилах, грейзенах и ураноносных конгломератах часто присутствует браннерит.
       В осадочных месторождениях уран встречается  в виде коффинита, настурана.
       Среди осадочных пород повышенными концентрациями урана и тория выделяются морские фосфориты [(50300) ¦ 10" 4%], некоторые черные сланцы (до 100 -10"4%), костные остатки рыб и бурые угли.
       Основные  ториевые минералы монацит, циркон и  торий встречаются в пегматитах, грейзенах, гранитогнейсах, кислых и щелочных породах совместно с цирконом, бериллом. Монацит и циркон в результате выветривания месторождений и рудопроявлений часто  образуют  россыпи.
       Калий содержится во многих породообразующих минералах, особенно в кислых и щелочных изверженных породах. Радиоактивность обусловлена изотопом калий-40, которого в породах содержится 0,012%
       Таблица 4
       Горные породы        Cu*10*4,%                  CTH*104,%              CK,%
       Изверженные                           
         щелочные              0,3-89                    6-80               2,5
         кислые                3,5                     18                3,34
         средние                1,8                     7        2,31
         основные                 0,5                     3        0,83
       ультраосновные                0,03                     0,05        0,03
        Осадочные                           
       карбонатные                 2,2        1-2,4        0,26
       сланец             3,2-4,2                    12          0,7-3,2
       глина                4,1                     11        2,28
       песчаник                 2                  6,0-30        1,1-3
       Метаморфические                           
                    мрамор                0,17                   0,03        -
       филлит                1,9                    5,5        -
         Кристаллический сланец                2,5                    7,5        -
 
       Радиоактивные элементы в виде растворимых солей  урана, радия и газообразного  радона находятся в природных  водах. Наибольшая концентрация их наблюдается  в воде океанов, морей, рек и озер. В водах, омывающих урановые месторождения, концентрация радия и урана повышается на 23 порядка, резко увеличивается содержание радона. Речная вода ежегодно выносит в океан около 104 т урана, который оседает в донных отложениях, переходя из них в осадочные породы. В водах нефтяных месторождений по мере приближения к залежи содержание радия увеличивается до 10"8 г/л, а урана уменьшается до  10"7 г/л.
       2.1.2 Влияние геологических факторов на физические свойства пород.
       В период образования и последующего развития горные породы испытывают влияние различных факторов температуры, давления и водных растворов солей. В результате происходит изменение строения и состава горных пород, меняются их физические  свойства.
       При большом давлении уменьшается пористость горной породы. Это ведет к уменьшению газовой и жидкой фаз в горной породе и, следовательно, к повышению плотности, скорости распространения волн, теплопроводности. С повышением температуры скорость распространения волн понижается.
       Удельное  сопротивление сухих горных пород  с увеличением всестороннего давления уменьшается, что связано с закрытием пор и уменьшением непроводящей газообразной фазы. При действии давления на влажные горные породы удельное сопротивление увеличивается.
       Наиболее  существенное преобразование пород  вызывает глубинный (региональный) метаморфизм, охватывающий большие толщи пород на значительных территориях. В результате воздействий высоких температур и давлений на глубине карбонатные породы превращаются в мраморы, осадочные терригенные породы в кристаллические сланцы, а при еще более глубоких изменениях в гранито-гнейсы. Зерна пород часто приобретают ориентированность, сами породы тонкую слоистость, за счет которых появляется анизотропность. У метаморфизованных пород возрастают плотность, удельное сопротивление, магнитность, скоростные свойства в тем большей степени, чем сильнее проявился региональный метаморфизм.
       Метаморфизм умеренных глубин проявляется более  локально и разнообразнее. За счет воздействия  внедрившихся интрузий возникают контактные изменения пород в виде контактных роговиков, вторичных кварцитов. На контактах интрузивов и карбонатных пород образуются скарны, в состав которых часто входят магнетит и рудные минералы вольфрама, меди и других металлов. С удалением от интрузива интенсивность контактных изменений постепенно ослабевает. Это дает возможность по возрастанию сопротивления за счет ороговикования и окварцевания, по росту магнитности вследствие скарнообразования не только закартировать зону этих изменений, но и оконтурить интрузивный массив, даже если он является «слепым».
       Плотность метаморфических горных пород определяется в основном их минеральным составом и пористостью. Удельное сопротивление по мере увеличения степени метаморфизма растет от 103106 до 10е108 Ом-м. С повышением степени метаморфизма наблюдается тенденция к увеличению скорости распространения волн.
       Косвенными  факторами, влияющими на изменение  физических свойств горных пород, являются их глубина залегания, структурное  положение, возраст. Горные породы, залегающие на больших глубинах или в антиклинальных структурах, длительное время подвергались воздействию высоких давлений и температуры. Поэтому они имеют низкую пористость, высокие значения плотности и скорости распространения упругих волн. По возрасту эти породы относятся к древним. Поскольку остаточное намагничение с течением времени уменьшается, то, изучая параметр Qв разных точках территории, можно разделять горные породы  по их возрасту. 

       2.1.3  Комплексы измерений для различных  геолого-технических условий.
       На  этапах оперативной интерпретации  и подсчета запасов нефти и  газа данные ГИС обеспечивают решение следующих задач: корреляцию и литологическое расчленение разрезов; выделение коллекторов и определение их эффективных мощностей; определение пористости коллекторов; выделение нефтегазонасыщенных пластов и определение коэффициентов нефтегазонасыщенности; определение положения контактов между различными флюидами.
       Набор исследований, позволяющий решать все  поставленные задачи с минимальными затратами, определяет оптимальный  комплекс геофизических исследований скважин в данном районе. С учетом сходства геологических и технических условий проведения работ в различных районах устанавливают типовые комплексы ГИС (Приложение А). В типовые комплексы включают также геофизические работы, не описанные в данном учебнике: отбор проб флюидов (ОПК) и образцов пород, измерение пластовых давлений (гидродинамический контроль ГДК) приборами на кабеле и испытания пластов (ИП) испытателями на бурильных трубах.
       Структура типовых комплексов предусматривает  общие и детальные исследования с учетом типов коллекторов, свойств ПЖ и назначения скважин. Для реализации комплексов используют комплексные скважинные приборы, позволяющие выполнять одновременно несколько видов исследований.
       Типовые комплексы ГИС (Приложение А) включают в себя общие исследования, которые выполняются по всему стволу скважин В масштабе глубин 1 : 500, и детальные исследования перспективных на нефть и газ интервалов в масштабе глубин 1 : 200. В тонкослоистых разрезах детальные исследования осуществляются в масштабе глубин 1 : 100 или 1 : 50. Общие и детальные исследования подразделяются на основные, которые в большинстве случаев позволяют решать все поставленные геологические задачи, и дополнительные, информация которых необходима в отдельных случаях.
       Общие исследования предназначены для  корреляции разрезов скважин, выделения в них интервалов, перспективных на нефть и газ, а также для изучения технического состояния стволов скважин. Перечисленные задачи определяют объем исследований, состоящих из 46 видов: одной из модификаций ЭК (КС, БК или ИК), гамма-, нейтронного гамма- и газового каротажей, кавернометрии (или профилеметрии) и инклинометрии, В единичных скважинах выполняется термометрия.
       Детальные исследования предназначены для  полного изучения нефтегазосодержащих  коллекторов; в скважинах различного назначения в их состав входит до 512 видов исследований. Минимальное количество данных (56 видов исследований) требуется для выделения и оценки неглинистых терригенных коллекторов и карбонатных коллекторов с гранулярным типом пористости. Выделение и оценку коллекторов производят по диаграммам ПС, • МК и ДС, пористость определяют по данным АК или ГГК, оценку пефтегазонасыщенности выполняют по диаграммам БКЗ или комплекса коротких зондов Б КЗ с ИК. Комплекс исследований расширяется, достигая 1012 видов, по мере усложнения коллекторов, к которым относят низкопористые (kn < <10%), заглинизированные, засолоненные и карбонатизированные , терригенные, а также карбонатные трещинные и кавернозные коллекторы.
       Параметры   ПЖ   определяют   принципиальные   возможности электрических видов исследований,  играющих решающую роль выделении коллекторов и оценке их нефтегазонасыщенности. В скважинах, заполненных пресными жидкостями, создаются   благоприятные  условия  для   измерения сопротивления с помощью БКЗ, ИК, МК; эффективным средством литологического расчленения служат потенциалы ПС. При вскрытии разрезов на высокоминерализованных ПЖ  из электрических видов каротажа в комплексе остаются только  БК   и   БМК;  полностью  выполаживаются   кривые  ПС. В скважинах, пробуренных на непроводящих ПЖ, приготовленных на основе нефти или нефтепродуктов, удельные сопротивления пород измеряют с помощью ИК.
       Образование глинистых корок против проницаемых  пород способствует выделению коллекторов  в скважинах, пробуренных  использованием глинистых пресных и минерализованных ПЖ (глинистые корки и положительные приращения на кривых МК при пресных растворах) или комплекса БМКБК служат убеди тельным признаком гранулярных коллекторов. В случае неглинистых ПЖ эти признаки отсутствуют, кривые МК и БМК становятся чрезмерно изрезанными. На неглинистых ПЖ невозможно также проведение ЯМК.
       Назначение  скважин определяет полноту комплексов ГИС. Наиболее полно документируются  поисковые скважины, предназначенные  для выявления на новых площадях перспективных на нефть и газ интервалов и оценки их продуктивности. В разведочных скважинах, которые бурятся для детального изучения уже выявленных продуктивных интервалов, используется меньший комплекс ГИС: основное внимание уделяется определению эффективных мощностей, определению коэффициентов пористости и нефтегазонасыщенности коллекторов. Наименьший комплекс требуется для эксплуатационных скважин в контуре нефтегазонасыщенности, исследования которых направлены на определение положения коллекторов, свойства которых известны.
       На  основе типовых комплексов для отдельных  районов составляют обязательные комплексы  ГИС, в которые включают виды каротажа, обеспеченные аппаратурой. Размеры  измерительных зондов, типы аппаратуры, методика измерений (этапность исследований, скорость и масштабы записей и т. д.) устанавливают в каждом районе с учетом конкретных условий и в соответствии с требованиями «Технической инструкции по проведению геофизических исследований в скважинах».
       Так как исследование проводится в эксплуатацинной скважине с пресным промывочной жидкостью, целью проведения исследований является литологическое расчленение разреза, может быть применен комплекс исследований: КС, ПС, ГК, НГК. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

         2.2. Физические основы выбранных  методов.
       Физические основы метода самопроизвольной поляризации.
       Методы  потенциалов собственной поляризации  горных пород основаны на изучении естественного стационарного электрического поля в скважинах, образование которого связано c физико-химическими процессами, протекающими на поверхностях раздела скважина породы и между пластами различной литологии. На поверхностях раздела образуются двойные электрические слои, различные потенциалы которых создают определенные величины напряженности электрического поля между горными породами и скважиной.
       Потенциалы  собственной поляризации пород  обусловлены следующими физико-химическими  процессами: 1) диффузией солей из пластовых вод в промывочную  жидкость и наоборот, а также адсорбцией ионов на поверхности минеральных  частиц горной породы; 2) фильтрацией вод из промывочной жидкости в породы и пластовых вод в скважину; 3) окислительно-восстановительными реакциями, происходящими в породах и на к такте их с промывочной жидкостью и металлами.
       Способность горных пород поляризоваться под  действием указанных физико-химических процессов называется естественной  электрохимической активностью. В результате этих процессов возникают  диффузионно-адсорбционные Uда, фильтрационные Uф и окислительно-восстановитель Uф потенциалы.
       Величина  и знак потенциалов Uда, Uф и Uов определяются соотношениями минерализации пластовых вод и фильтрата промывочной жидкости, минеральным составом и структурой горных пород и другими факторами. Измерение потенциалов естественного электрического поля дает возможность получить информацию о литологии разреза скважин и коллекторских свойствах пород, о наличии в них полезных ископаемых.

       Образование диффузионного потенциала

           Как известно, на контакте двух  водных растворов солей с разной  минерализацией (отличающихся концентрацией и химическим составом) возникает процесс диффузии. Растворенное вещество из более концентрированного раствора переходит в менее концентрированный.  Так как растворенное вещество присутствует в растворе в виде ионов, диффузия сводится к их движению. Ионы разного знака передвигаются с разной скоростью. В результате в одном из контактирующих растворов оказывается избыток анионов, а в другом - избыток катионов, что приводит к образованию ЭДС, называемой диффузионным потенциалом. Диффузионный потенциал самопроизвольной поляризации в скважине Ед это электродвижущая сила, возникающая на контакте растворов различной минерализации. При непосредственном ( свободном) контакте водных растворов солей возникает свободный диффузионный потенциал Ес. Его величина зависит от состава и концентрации контактирующих растворов.   Промывочная жидкость и пластовая вода в первом приближении являются растворами хлористого Na NaCl. При их непосредственном контакте в процессе диффузии анион Cl перемещается с большей скоростью, чем катион Na. Возникает диффузионный потенциал, причем более концентрированный заряжен положительно (имеет более высокий потенциал). Если концентрации ПВ и ПЖ одинаковы, диффузионные потенциалы в скважине не образуются.
       Величина  диффузионного потенциала в случае свободного контакта фильтрата ПЖ с ПВ будут соответствовать значению ее для растворов NaCl. 

       Свободный диффузионный потенциал (в мВ) непосредственного  контакта растворов Na Cl
       ?д = -11,61lg
       Можно считать , что концентрации С1 и С2 растворов Na Cl обратно пропорциональны их удельным сопротивлениям           
       Тогда
       ?д=-11,61lg ,                                                                             
                  -удельные сопротивления фильтрата ПЖ и ПВ.
       Таким образом, для растворов одной  и той же соли свободный диффузионный потенциал Ес тем больше, чем больше разница концентраций (удельных сопротивлений) этих растворов.
       Диффузионно- адсорбционный потенциал самопроизвольной поляризации.
       Контакт фильтрата ПЖ и ПВ не является свободным, а происходит через перегородку, состоящую из горной породы.
       В случае контакта двух растворов разной минерализации, разделенных перегородкой из горнойпороды, возникает потенциал, называемый диффузионно-адсорбционным потенциалом самопроизвольной поляризации Еда.
       Для растворов одной и той же соли диффузионно-адсорбционный потенциал, так же как и свободный потенциал  Ес непосредственного  контакта этих растворов, пропорционален логарифму отношения их концентраций (или их удельных сопротивлений)
       ?да= Кдаlg = Кдаlg = (Кдда)lg ,                                                (1.5)
       К -коэффициент диффузионно-адсорбционного потенциала контакта растворов через перегородку.
       На  коэффициент диффузионно-адсорбционного потециала   существенное влияние  оказывают литология горных пород, из которых состоит перегородка.
       Пески, песчаники и карбонатные породы, не содержащие глинистого материала (такие породы называют чистыми), не влияют на образование диффузионного потенциала Ед в скважине, который при наличии перегородки из этих пород практически равен диффузионному потенциалу Ес свободного контакта растворов. Для растворов NaCl в этих условиях величины          близки к нулю.
       Перегородка из глинистой породы (глины, аргиллиты), разделяющая контактирующие растворы, резко изменяетвеличину и знак диффузионного  потенциала. Причиной этого является изменение механизма диффузии ионов, заключающийся в следующем:
       Между твердыми частицами, слагающими горную породу и раствором, заполняющим  поровое пространство, существует разность потенциалов, под действием которой  на поверхности частиц адсорбируются анионы соли, растворенные в ПВ. Избыточные катионы находятся в слое раствора, примыкающем к поверхности частиц, причем концентрация их быстро падает по мере удаления от поверхности частицы.
         Анионы, адсорбированные поверхностью  частицы и окружающий ее слой раствора, насыщенный избыточными катионами, образуют так называемый двойной электрический слой.
         Адсорбированные анионы двойного  слоя практически неподвижны, в  то время как подвижность катионов  меняется мало.
         Таким образом, если при свободном  контакте растворов NaCl анионы Cl подвижнее катионов Na ,то при наличии в разделяющей их породе двойных слоев будет иметь место обратное соотношение: скорость адсорбированных анионов Cl  будет в среднем ниже, чем скорость катионов Na. Это является причиной изменения знака и величины диффузионно- адсорбционного потенциала Еда по сравнению со знаком и величиной свободного потенциала Ес.
       На  практике Кда   для глинистых пород=35-50 мВ. По уменьшению диффузионно-адсорбционного потенциала горные породы располагаются в следующем порядке: глинистые сланцы, известняки, песчаники, мергели, доломиты, пески.
       Для возникновения  диффузионного потенциала самопроизвольной поляризации в  скажине нужны определенные условия. Опыт изучения практических кривых ГИС  и теоретических исследований показывают, что необходимыми предпосылками образования Епс являются
    разница в минерализации (концентрации или химический состав) ПВ и ПЖ.
    наличие в геологическом разрезе контакта горных пород, отличающихся по глинистости.
       Рассмотрим механизм образования диффузионного потенциала Ед на контакте песчаных и глинистых пластов, пересеченных скважиной. Предположим, что ПЖ, заполняющая скважину и ПВ песчаного пласта являются растворами NaCl  разной концентрации и ,следовательно, разного удельного сопротивлений. Возьмем наиболее типичный для практики случай, когда сопротивление пластовой воды,что
       Сначала рассмотрим поверхность раздела  песчаные породы и ПЖ по стенке скважины. Как уже говорилось, чистые песчаные породы не оказывают влияния на процесс диффузии ионов, поэтому эту границу раздела можно считать свободным контактом двух растворов. Ионы Cl перемещаются из пласта в скажину, в результате чего последняя заряжается отрицательно, а пласт-положительно. На поверхности раздела песчаные породы-ПЖ возникает диффузионный потенциал свободного контакта Ес.
       Две другие поверхности раздела (горизонтальную поверхность между песчаными  и глинистыми пластами  и поверхность  между ПЖ и глиной по стенке скважины) заменим контактом ПВ с фильтратом ПЖ через перегородку, состоящую из глин. На этом контакте возникает диффузионно-адсорбционный потенциал Еда, причем знак его противоположен знаку диффузионного потенциала свободного контакта: скважина заряжается положительно , а пласт отрицательно.
       Таким образом, в контуре токовой линии поля ПС, замыкающемся около места пересечения скважиной контакта глинистых и песчаных пластов действуют две ЭДС (Ес и Еда), которые образуют вместе общий диффузионный потенциал  ПС в скважине и около нее.
       Образование фильтрационных потенциалов
       В случае течения жидкости через горные породы при определенных условиях возникают  потенциалы фильтрации. Механизм возникновения фильтрационных потенциалов (или
       течения) в горных породах можно представить  следующим образом.
        Рисунок 1. 

       На  поверхности раздела капилляра, моделирующего единичную пору породы, с раствором электролита формируется двойной электрический слой. Внешняя часть его образована диффузным слоем ионов, толщина которого тем больше, чем меньше концентрация раствора. Если между концами капилляра создать разность давлений ¦р, то при течении через капилляр жидкость увлекает часть ионов диффузного слоя, в результате чего сам капилляр заряжается положительно, а на его конце с высоким давлением возникает отрицательный потенциал.
       При течении жидкости из скважины в пласт возникает отрицательная разность потенциалов фильтрации, которая, накладываясь на отрицательную разность потенциалов диффузионно-адсорбционного происхождения (при рф>рв), приводит к увеличению отрицательной аномалии Uсп против песчаного пласта.

       Образование окислительно-восстановительных потенциалов

       Окислительно-восстановительные  потенциалы возникают в скважинах  в результате химических реакций, происходящих между телами с электронной проводимостью  и электролитами промывочной  жидкости и пластовых вод. Окислительно-восстановительные э. д. с. могут возникнуть в сульфидах, каменных углях, графите и других горных породах. При окислении вещества происходит потеря электронов, и оно заряжается положительнотак образуются окислительно-восстановительные потенциалы. Примером окислительной реакции является взаимодействие пирита с пластовыми водами или промывочной жидкостью и растворенным в них кислородом:
       2FtS2+7O2+2H2O=2FeSO4+2H2SO4. 

       При этом пирит заряжается положительно благодаря адсорбции ионов железа Fe2+, а окисляющие его водыотрицательно ионами SO42-. На кривой потенциалов СП рудное тело выделится среди вмещающих пород, например песчано-глинистых, четкой положительной аномалией ¦Uсп.
       В результате окисления угля в водной среде поверхность его заряжается отрицательно, а контактирующий раствор положительно. В случае восстановительной реакции картина обратная: твердая поверхность приобретает положительный заряд, а водный растворотрицательный.  

       Физические  основы каротажа сопротивлений 

       Каротаж сопротивлений  это методы, в которых исследуется удельное электрическое сопротивление горных пород.
       Электрическое сопротивление горных пород измеряют при помощи опускаемого в скважину зонда, представляющего собой систему  электродов, установленных на каротажном кабеле. Размеры электродов обычных каротажных зондов достаточно малы по сравнению с расстояниями между ними и с диаметром скважины, поэтому их можно считать точечными.
       Зонд  это совокупность  четырех электродов , один из которых (электрод В) заземляется на поверхности. Через электрод А пропускают ток I от источника тока на поверхности. Этот ток создает между электродами M и N зонда разность потенциалов ?U, которая передается по жилам каротажного кабеля на поверхность, где измеряется и записывается регистратором, установленным в специальной автомашине каротажной станции.
       Чтобы установить связь удельного электрического сопротивления изучаемой среды  с измеряемой характеристикой электрического поля     (U,¦U и Е), силой тока и геометрическими размерами зонда, необходимо определить значение потенциала в однородной изотропной среде, где расположен точечный источник тока.
       Удельное  сопротивление среды, окружающей зонд, определяется по формуле
       ? ,(1.)
       где Ккоэффициент зонда, зависящий от взаимного расположения электродов зонда и расстояния между ними.
       Коэффициент зонда вычисляется из равенства 

                           К=4? ,(2)
       где AM, AN и MNрасстояния между соответствующими электродами зонда в м.
       Разность потенциалов ?U  сила тока I измеряются соответственно в милливольтах и миллиамперметрах; при этих условиях величина удельного сопротивления будет получена в Ом-метрах. Разности потенциалов изменяются непрерывно в процессе перемещения зонда по стволу скважины.
       Сила  тока в электроде А при изменении  поддерживается постоянной, при этом измеряемые разности потенциалов отражают характер окружающей среды. Величину тока подбирают такой, чтобы в определенном масштабе кривая КС была четко дифференцирована.
       Кажущееся удельное сопротивление
       Среда, в которой проводят измерения, неоднородна. Зонд находится в скважине, заполненной  буровым раствором, удельное сопротивление  которого отличается от удельного сопротивления  пласта ?п, подлежащего определению. В результате образования зоны проникновения удельное сопротивление прилегающей к скважине части пласта может отличаться от удельного сопротивления его неизменной части. Выше и ниже пласта находятся породы с другим удельным сопротивлением. Однако и в этом случае пользуются формулой (1), полученной для однородной среды, и, измерив I и ?U, определяют
       ?к ,(1)
       Полученное  таким образом значение ?к называют кажущимся удельным сопротивлением или сокращенно КС. Обычно ?U  измеряется в милливольтах, сила тока I в миллиамперметрах; К берут в метрах, а кажущееся удельное сопротивление получается в ом-метрах. Кажущимся удельным сопротивлением (КС) называют величину, подсчитанную по результатам измерений многоэлектродным зондом по формуле, полученной для однородной среды. В однородной среде кажущееся удельное сопротивление равно удельному. Фактически, поскольку среда неоднородна, кажущееся удельное сопротивление отличается от удельного тем больше, чем больше неоднородность среды.
       Кажущееся удельное сопротивление является функцией многих величин: удельного сопротивления и мощностей пластов, расположенных в области измерений; диаметра скважины и заполняющего ее бурового раствора; характера измерений в прилегающей к скважине части пласта; типа и размера зонда, которым проводят измерения.

       Схема измерения методом КС

       Возможные схемы измерения по методу сопротивлений, приведены на рис. 7.5. В схеме измерения выделяют токовую цепь или цепь АВ и измерительную цепь или цепь MN. В токовую цепь кроме электродов А и В входят: источник тока генератор G, устройство для регулировки тока   , измеритель тока / и соединительные проводники кабель. К электродам М и N с помощью кабеля подсоединен измерительный прибор V для регистрации разности потенциалов (самопишущий милливольтметр).
         Рисунок2
       
       Рис. 7.5. Различные зонды для электрического каротажа скважин: А, В - питающие электроды, Б - батарея или другой источник питания, R - реостат для регулировки силы тока, I - прибор, измеряющий силу тока, MN - приемные измерительные электроды, - прибор для измерения (регистрации) разности потенциалов, О - точка записи, к которой относят результаты замеров; а - одноэлектродный зонд токового каротажа, б - трехэлектродный потенциал-зонд, в-трехэлектродный подошвенный (последовательный) градиент-зонд, г - трехэлектродный кровельный (обращенный) градиент-зонд
       Физические  основы ГК.
       Сущность  ГК заключается в изучении естественной радиоактивности по стволу скважины. Естественная радиоактивность горных пород в скважине измеряется скважинным радиометром.  Скважинный радиометр перемещается по стволу скважины снизу вверх, при этом  регистрирует интенсивность гамма-излучения, возникающего при самопроизвольном распаде радиоактивных элементов в горных породах. Во всех горных породах хотя бы в небольших количествах присутствуют радиоактивные изотопы. Содержание последних в разных породах различно.     Естественная радиоактивность горных пород практически полностью обусловлена присутствием в них естественных радиоактивных элементовурана и продукта его распада радия, тория  и радиоактивного изотопа калия . Так, наиболее высокой радиоактивностью отличаются магматические породы, самой низкойосадочные, промежуточной  метаморфические. Радиоактивность  осадочных горных пород определяется породообразующими минералами. Среди осадочных пород пониженной радиоактивностью характеризуются хемогенные отложения (ангидриты, гипсы, каменная соль), а также чистые пески, песчаники, известняки и доломиты. Максимальной радиоактивностью  обладают глины, глинистые и битуминозные сланцы, фосфориты, а также калийные соли. Радиоактивность других осадочных пород находится в прямой зависимости от степени их заглинизированности, а карбонатных отложений от содержания терригенного материала (нерастворимого осадка). В осадочных породах радиоактивность тем больше, чем выше содержание глинистой фракции. Это позволяет по кривым ГК различать глины, глинистые и чистые разности известняков, песчаников и т.п. Повышенная радиоактивность глинистых горных пород объясняется тем, что благодаря большой удельной поверхности они в процессе осадконакопления сорбируют большее количество  соединений урана и тория, чем неглинистые породы.
       Таким образом, предмет исследования в  естественных гамма-методах естественная радиоактивность горных пород, вскрытых скважиной. В общем случае, индикатор гамма- излучения кроме естественной радиоактивности горных пород регистрирует так же радиоактивность промывочной жидкости, стальной колонны и цемента. Последние три составляющие общей радиоактивности, регистрируемой в скважине, являются помехами.
       Так как интенсивность гамма-излучений промывочной жидкости, стальной колонны и цемента небольшая и изменяется в нешироких пределах по сравнению с интенсивностью гамма-излучения горных пород, то в общем случае регистрируемая интенсивность естественной гамма-активности прямо пропорциональна радиоактивности горных пород, пройденных скважиной.
       Диаграммы ГМ позволяют различать глины, глинистые и чистые разности известняков, разрезе скважин урановых и ториевых руд, калийных солей, а также других полезных ископаемых, обладающих повышенной
  радио-активностью (фосфориты, иногда  марганцевые руды и др.).
       В результате гамма-каротажа записывается непрерывная кривая, или диаграмма, интенсивности гамма-излучения ( ) . Величина измеряется в импульсах за минуту или в микрорентгенах в час (гаммах). Поскольку распад ядер является случайным процессом, то интенсивность гамма-излучения колеблется около среднего уровня, испытывая статистические флуктуации. Для их учета применяются повторные записи с меньшей скоростью проведения наблюдений. Так как гамма-лучи почти полностью поглощаются слоем породы толщиной 1 - 2 м, а до 30 % ядерной энергии не пропускается обсадными трубами, то скважинный радиометр может фиксировать гамма-излучение пород, расположенных в радиусе, не превышающем 0,5 м от оси скважины. Увеличение диаметра скважины и наличие воды или бурового раствора в ней еще больше снижают радиус обследования.

              Физические основы НГК

       Нейтронный  гамма-метод (НГМ) и спектрометрический нейтронный гамма-метод (НГМ-С) основаны на взаимодействии нейтронов с ядрами элементов, входящих в состав горных пород.
       Сущность  нейтронного гамма-метода состоит  в облучении горной породы тепловыми  нейтронами и  исследовании интенсивности искусственного гамма-поля, образовавшегося в результате поглощения (радиационного захвата) этих нейтронов породообразующими элементами.
       Интенсивность гамма-излучения зависит в основном от :
    числа тепловых нейтронов, поглощаемых единицей объема горной породы, и
    длины зонда.
       Число нейтронов, поглощаемых единицей объема породы, пропорционально плотности тепловых нейтронов, которая зависит от замедляющих и поглощающих свойств горной породы. Как отмечалось выше, замедляющие свойства среды зависят от водородосодержания, а поглощающие свойства от водородосодержания и содержания элементов с высоким сечением захвата тепловых нейтронов в окружающей среде (хлора, бора, железа, марганца и др.).
       Различные элементы при захвате одного теплового  нейтрона испускают неодинаковое количество гамма-квантов. Это свойство называется эмиссирующей способностью. Так, минимальной эмиссирующей способностью обладают водород, кислород и углерод (около 1 гамма-кванта на один захват), максимальный натрий и хлор (3,09 и 2,36 гамма-квантов на один захват). Кроме того, гамма-кванты, образовавшиеся при захвате тепловых нейтронов, различаются по энергиям. Поскольку проникающая способность гамма-квантов зависит от энергии, количество их, достигших индикатора, зависит от ядер элементов -поглотителей тепловых нейтронов. Количество гамма-квантов, зарегистрированных аппаратурой при захвате 1 нейтрона, называют эффективной эмиссирующей способностью. Бороносные пласты, например, обладают низкой эффективной эмиссирующей способностью, поэтому характеризуются резким понижением интенсивности радиационного захвата , хотя бор отличается высокой эмиссирующей способностью и большим сечением захвата тепловых нейтронов, но испускает мягкое гамма-излучение (<0,5 МэВ). Присутствие в породе аномально активных поглотителей тепловых нейтронов (хлора, марганца, кадмия и др.), вызывающих жесткое гамма-излучение, приводит к повышению интенсивности  при прочих равных условиях, так как эти поглотители характеризуются высокой эффективной эмиссирующей способностью.
       Таким образом, число поглощаемых нейтронов, а следовательно, количество вторичных гамма-квантов определяются замедляющими и поглощающими свойствами горных пород.
       Зонды НГМ также подразделяются на доинверсионные, инверсионные и заинверсионные. Однако размеры доинверсионных и инверсионных зондов больше размеров зондов ННМ-Т, так как кроме всех факторов, определяющих Ln-T, следует учитывать свободный пробег вторичных гамма-квантов, образовавшихся при радиационном захвате тепловых нейтронов. При работе с заинверсионными зондами показания нейтронного гамма-метода находятся в обратной зависимости от водородосодержания.
       Таким образом, показания НГМ зависят и от водородосодержания, и от хлоросодержания, причем по-разному: при повышении водородосодержания /nv уменьшается, а при повышении хлоросодержания увеличивается. Это обстоятельство необходимо учитывать при интерпретации данных НГМ.
       Изменение размера зонда влияет на глубинность  исследования нейтронного гамма-метода: с увеличением размера глубинность возрастает, затем достигает некоторого максимального значения и начинает уменьшаться. При изучении терригенных отложений используют зонды максимальной глубинности длиной 4550 см, карбонатных отложенийдлиной 6070 см. В практике радиометрических работ в качестве стандартного зонда НГМ обычно используется заинверсионный зонд с Lnv = 60 см.
       Таким образом, глубинность НГМ по разрезу скважины есть величина переменная. Она больше в низкопористых чистых песчаниках, плотных карбонатных, газоносных пластах, меньше в высокопористых породах, насыщенных нефтью или водой, глинах и гипсах.
       Области применения НГМ и решаемые им геологические задачи
       Нейтронный  гамма-метод применяют для 1)литологического  расчленения разреза, 2)  выделения пластов-коллекторов и 3)определения их пористости, 4) отбивки водонефтяного (ВНК), газоводяного (ГВК) и газонефтяного (ГНК) контактов, 5) а также для выявления элементов с высоким сечением захвата тепловых нейтронов.
       Литологическое  расчленение разреза по кривым НГМ  основано на различии интенсивности радиационного захвата против пород с разным водородосодержанием. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

  
 

 2.3. Выбор аппаратуры, ее характеристика, принцип действия.
       Стратегическим  направлением научно-технического прогресса  в разработке нефтегазовых месторождений  бесспорно являются технологии строительства  горизонтальных скважин. Экономически и экологически выгодно строить горизонтальные скважины на объектах подземного хранения газа. Освоение шельфовых месторождений немыслимо без этих технологий. Следовательно на ближайшие десятилетия они приобретают статус технологий, обеспечивающих экономическую безопасность России.
             Горизонтальными принято  называть скважины , ствол или часть  ствола которых имеют углы наклона  в вертикальной плоскости (зенитные углы ) от 560 на наклонно падающих участках до 110 на инверсионных. Горизонтальные скважины делятся на собственно горизонтальные скважины,  когда наклонный и горизонтальный участки являются продолжением  обычных вертикальных скважин,  и боковые горизонтальные стволы, бурение которых ведут из ранее пробуренных скважин. 
             Доставка отдельных  приборов или их сборки к забою  скважины может осуществляться несколькими способами.
             Потоком промывочной  жидкости внутри бурильного инструмента  чрез лубрикатор. С помощью жесткого геофизического кабеля. Или же на бурильном  инструменте.
             Автономный аппаратурно-методический комплекс «Горизонт-90» (далее АМК «Горизонт-90») предназначен  для геофизических исследований горизонтальных, наклонных, осложненных скважин, а также боковых стволов и скважин диаметром более 110 мм. бурящихся на нефть и газ.
       Комплекс  АМК «Горизонт-90» позволяет в  автономном режиме при скорости спускоподъемных операций до 400 м/ч производить измерение и регистрацию в память следующие геофизические параметры:
       - кажущееся удельное сопротивление по 4 симметричным градиент зондам;
       - потенциал собственной поляризации;
       - уровень естественного гамма-излучения;
       - уровень радиационного гамма-излучения;
       - инклинометрию скважины;
       - давление в скважине;
       - температуру в скважине.
       Скважинный  прибор доставляется на забой при  помощи бурового инструмента, что обеспечивает возможность геофизических исследований протяженных и сложно-построенных горизонтальных участков исследуемых скважин.
             Скважинный прибор «Горизонт-90» благодаря наличию  блока памяти и батареи питания, позволяет в автономном режиме измерять геофизическую информацию в скважине и записывать ее в память для последующего считывания. Все перемещения скважинного прибора в процессе ГИС измеряются наземной аппаратурой (например глубиномер и датчик нагрузки), и через соединительные шнуры фиксируется в памяти компьютера.
       Благодаря взаимодействию этих составных частей, происходит синхронизация последующей считанной информации из памяти скважинного прибора с его перемещением, и получение конечного материала для вывода.
       При проведении ГИС на месторождении, все  выполняемые работы с комплексом можно объединить в несколько  основных этапов:
       - подготовительные работы на скважине;
       - геофизические измерения в скважине;
       - заключительные работы на скважине;
       - обработка полученной со скважинного прибора информации.
       Подготовительные  работы на скважине включают в себя работы по первичной сборке, проверке скважинного прибора и наземной аппаратуры. Сборка скважинного прибора осуществляется путем поочередного присоединения к модулю МЭК модуля ИНКЛ, затем  ГК, ЦП, БП и модуль ННК. Сборка наземного оборудования заключается в установке на устье регистратора перемещения бурового инструмента (глубиномер) и датчика нагрузки. Перед проведением геофизических измерений следует произвести установку капсулы с источником ионизирующего излучения (ИИИ) в контейнер для ИИИ. Установку капсулы с ИИИ должен производить специально обученный персонал, имеющий допуск для работы с радиоактивными источниками.
       Геофизические измерения в скважине включают в  себя установку времени задержки на включение измерительной схемы, заключительной сборке, спуске скважинного прибора до интервала исследования и запись геофизической информации. После установки времени задержки, измерительная схема скважинного прибора переходит в режим ожидания, по истечении которого происходит включение электрической схемы и регистрация параметров. На время задержки скважинного прибора, наземное оборудование так же находиться в режиме ожидания, по истечении которого начинается регистрация параметров перемещения прибора в память компьютера. Перемещения и натяжения талевого блока буровой установки наземная аппаратура преобразует в полезный сигнал, и с помощью программы «Программа регистрация» записывает их в файл глубины. Включение скважинного прибора и начало регистрации его перемещения наземной аппаратурой начинается в одно время, т.к. постановки на задержку производилась в одно время и дискретность отчета времени таймеров одинакова.
и т.д.................


Перейти к полному тексту работы


Скачать работу с онлайн повышением оригинальности до 90% по antiplagiat.ru, etxt.ru


Смотреть полный текст работы бесплатно


Смотреть похожие работы


* Примечание. Уникальность работы указана на дату публикации, текущее значение может отличаться от указанного.