Геофизические исследования

В скважинах (a. Geophysical exploration in wells. Н. Geophysikalische Untersuchungen in Sonden. Ф. Etudes geophysiques des trous de forage. И. Estudios geofisicos en los poros de sondeo) - группа методов, основанных на изучении естественных и искусственно создаваемых физ. Полей (электрических, акустических и др.), физ. Свойств г. П., пластовых флюидов, содержания и состава разл. Газов в буровом растворе. Применяются для изучения геол. Разреза скважин и массива г. П. В околоскважинном и межскважинном пространствах, контроля техн. Состояния скважин и разработки нефт. И газовых м-ний.Первые Г. И. (термометрия) выполнены Д. В. Голубятниковым в 1908 на нефт. Промыслах Баку. В 1926 братьями Шлюмберже (Франция) был предложен электрич. Каротаж. Высокая эффективность электрич.

Каротажа обеспечила его быстрое внедрение и развитие др. Методов Г. И. В СССР в разработку теории и техники Г. И. Большой вклад внесли Л. М. Альпин, В. Н. Дахнов, С. Г. Комаров и др. Важные исследования в этой области выполнены в США Г. Арчи, Г. Гюйо, Дж. Доллом и др.Г. И., проводимые для изучения геол. Разреза скважин, наз. Каротажем, к-рый осуществляется электрическими, электромагнитными, маг- нитными, акустическими, радиоактивными (ядерно-геофиз.) и др. Методами. При каротаже с помощью приборов, спускаемых в скважину на каротажном кабеле, измеряются геофиз. Характеристики, зависящие от одного или совокупности физ. Свойств г. П. И их расположения в разрезе скважины. В скважинные приборы входят каротажные зонды (устройства, содержащие источники и приёмники наблюдаемого поля), сигналы к-рых по кабелю непрерывно или дискретно передаются на поверхность и регистрируются наземной аппаратурой в виде кривых (рис.) или массивов цифровых данных.Рис.

1. Схема проведения геофизических исследований в скважине. 1 - скважинный прибор. 2 - кабель. 3 - блок-баланс. 4 - каротажная лаборатория. 5 - кривая диэлектрического каротажа, характеризующая изменение фазы электромагнитного поля. 6 - кривая акустического каротажа, характеризующая изменение коэфф. Пористости. Разрабатываются способы каротажа, к-рые можно проводить в процессе бурения приборами, опускаемыми в скважину на бурильных трубах.При Электрическом каротаже изучают удельное электрич. Сопротивление, диффузионно- адсорбционную и искусственно вызванную электрохим. Активности пород и т.п. Для определения удельного сопротивления применяют боковое каротажное зондирование (измерения трёхэлектродными градиент-зондами разной длины), Боковой каротаж (измерения зондами с фокусировкой тока), Микрокаротаж и боковой микрокаротаж.

Различие в диффузионно-адсорбционной активности пород используется в каротаже самопроизвольной поляризации, а способность пород поляризоваться под действием электрич. Тока - в каротаже вызванной поляризации, основанном на различии потенциалов, возникающих на поверхности контактов руд (напр., сульфидных), углей с др. Горн. Породами. При электромагнитном каротаже изучаются удельная электрич. Проводимость (Индукционный каротаж), магнитная восприимчивость (каротаж магнитной восприимчивости, КМВ) и диэлектрич. Проницаемость (диэлектрич. Каротаж, ДК) г. П. Индукционными зондами и различных частотах 1 кГц (КМВ), 100 кГц и 40 МГц (ДК). При Магнитном каротаже измеряются магнитная восприимчивость пород и характеристики магнитного поля.

Акустический каротаж основывается на регистрации интервальных времён (скорости), амплитуд и др. Параметров упругих волн ультразвукового и звукового диапазона.При Радиоактивном каротаже (ядерно-геофиз.) в скважинах измеряют характеристики ионизирующего излучения. Широко используется изучение характеристик нейтронного и гамма-излучения, возникающих в породах при облучении их стационарным источником нейтронов (нейтрон-нейтронный каротаж и нейтронный гамма-каротаж) или источниками гамма-излучений (Гамма- гамма-каротаж). Модификации радиоактивного каротажа применяются с импульсными источниками нейтронов (импульсный нейтрон-нейтронный каротаж, импульсный нейтронный гамма-каротаж) и гамма-излучения (импульсный гамма-гамма-каротаж).

Естеств. Гамма-излучение пород исследуется в Гамма-каротаже. В активационном радиоактивном каротаже изучаются характеристики излучения искусств. Радиоактивных изотопов, возникающих в породах при облучении их источником ионизирующих излучений. Ядерно-магнитный каротаж заключается в наблюдении за изменением электродвижущей силы, возникающей в катушке зонда в результате свободной прецессии протонов в импульсном магнитном поле.Газовый каротаж обеспечивает изучение физ. Методами содержания и состава углеводородных газов и битумов в буровом растворе, а также параметров, характеризующих режим бурения. Иногда применяются исследования, основанные на определении механич. Свойств в процессе бурения (механич. Каротаж).Околоскважинные и межсква- жинные исследования основаны на изучении в массивах г.

П. Особенностей естественных или искусственно созданных геофизич. Полей. Магнитного (скважинная магниторазведка), гравитационного (скважинная гравиразведка), распространения радиоволн (радиоволновой метод, РВМ), упругих волн (акустич. Просвечивание), постоянного или низкочастотного электрического (метод заряженного тела), нестационарного электромагнитного (метод переходных процессов). Пьезоэлектрич. Эффекта, возникающего в г. П. Под воздействием упругих колебаний (пьезоэлектрич. Метод). Потенциалов вызванной поляризации, возникающих на контакте рудного тела в результате воздействия источника тока в скважине или на поверхности Земли (контактный метод поляризационных кривых) и др.В радиоволновых методах разведки источник электромагнитных колебаний (частота 0,16-37 МГц) размещается в скважине.

Регистрация осуществляется с помощью приёмников (антенн) в этой же скважине (околоскважинные исследования) или в соседней (межскважинные исследования). В нек-рых случаях поле наблюдается на поверхности Земли. При разведке акустич. Просвечиванием возбуждение и наблюдение волн осуществляется так же, как в РВМ. В методе заряженного тела токовый электрод размещают в скважине против рудного тела. Наблюдения производят в скважине или на поверхности. Методы околоскважинных и межскважинных исследований позволяют обнаружить и оконтурить рудные тела и др. Геол. Образования, пересечённые скважиной или находящиеся в стороне от неё.При контроле техн. Состояния скважин измеряют её зенитный угол и азимут (инклинометрия), ср. Диаметр (кавернометрия) и расстояние от оси прибора до стенки скважины (профилеметрия), темп-ру (термометрия), удельное электрич.

Сопротивление бурового раствора (резистивиметрия), определяют высоты подъёма цемента в затрубном пространстве скважины и его качество (контроль цементирования) по данным кривых акустического и гамма-гамма-каротажа и др. При разработке м-ния регистрируют скорости перемещения жидкости по скважине (расходометрия), вязкость заполняющей жидкости (вискозиметрия), содержание воды в последней (влагометрия), давление по стволу (барометрия) и др.Отбор проб флюидов из пласта (опробование пластов) производится опробователями пластов, к-рые на каротажном кабеле опускаются в скважину на заданную глубину. После этого блок отбора (башмак) прижимается к стенке скважины и кумулятивной перфорацией создаётся дренажный канал между пластом и прибором для подачи флюида в приёмный баллон прибора.

Образцы пород из стенок скважин отбирают стреляющими грунтоносами и сверлящими керноотборниками. При анализе проб определяется содержание нефти, газа и воды, а также компонентный состав газа, что даёт возможность оценить нефтегазоносность пласта, литологию, наличие углеводородов, а иногда и коэфф. Пористости породы.Г. И. Применяют при поисках и разведке нефти и газа (промысловая геофизика), угля (угольная скважинная геофизика), руд и строит. Материалов (рудная скважинная геофизика) и воды (геофиз. Исследования гидрогеол. Скважин). Получаемые данные обеспечивают расчленение разреза скважин на пласты, определение их литологии и глубины залегания, выявление п. И. (нефти, газа, угля и др.), корреляцию разрезов скважин, оценку параметров пластов для подсчёта запасов (эффективную мощность, содержание п.

И.), определение объёма залежи нефти, газа, угля или рудного тела, оценку физ.-механич. Свойств пород при стр-ве разл. Сооружений и др. Г. И. - осн. Способ геол. Документации разрезов скважин, дающий большой экономич. Эффект за счёт сокращения отбора керна и кол-ва испытаний пластов.Повышение эффективности Г. И. Связано с разработкой и внедрением новых методов, а также с совершенствованием методики и техники исследований. Внедрением машинных методов обработки и интерпретации данных, создания цифровых каротажных лабораторий, управляемых бортовой ЭВМ, комплексных геол.-геохим.- геофиз. Информационно-измерит. И обрабат. Комплексов, высокоточных и термобаростойких комплексных скважинных приборов и др.Литература. Дахнов В. Н., Интерпретация результатов геофизических исследований разрезов скважин, М., 1972.

Комаров С. Г., Геофизические методы исследования скважин, 2 изд., М., 1973. Сохранов H. H., Машинные методы обработки и интерпретации результатов геофизических исследований скважин, М., 1973. Бродский П. A., Pионов А. И., Тальнов В. Б., Опробование пластов приборами на кабеле, М., 1974. Дьяконов Д. И., Леонтьев Е. И., Кузнецов Г. С., Общий курс геофизических исследований скважин, М., 1977. Померанц Л. И., Чукин В. Т., Аппаратура и оборудование для геофизических методов исследования скважин, 2 изд., М., 1978.Н. Н. Сохранов..