1) люминесценцией скелета породы; многие минералы {например, урановые минералы, натечные формы кальцита) имеют спектр люминесценции, близкий к спектру люминесценции некоторых битумов, они отличаются от битуминозных пород отсутствием люминесценции вытяжки;
2)люминесценцией нефтей и нефтепродуктов, добавленных в раствор или поступающих из верхних пластов разреза; в тех случаях, когда загрязнение раствора нефтью и смазочными маслами неизбежно, следует знать характер их люминесценции;
3)различной интенсивностью свечения ненарушенного образца и образца, растертого в порошок; поэтому образцы керна и шлама перед просмотром однообразно растирают в тонкий порошок.
§ 84. ИНТЕРПРЕТАЦИЯ ДИАГРАММ МЕТОДА ИЗБИРАТЕЛЬНЫХ ЭЛЕКТРОДОВ
Изучение горных пород методом избирательных электродов основано на характерном ионном составе вод, сопутствующих некоторым полезным ископаемым. Так, например, высокая концентрация ионов водорода и сульфатных ионов характерна для вод сульфидных месторождений. Глубинные воды нефтяных месторождений обычно отличаются высокой концентрацией Сl- ионов хлора и относительно низким содержанием иона Н+ (высоким рН).
Измерение концентрации ионов в водах, насыщающих породы, сказывается на их концентрации в глинистом растворе. Величину последней измеряют с помощью опускаемых в скважину избирательных электродов - сурьмяного (ионы Н+), хлорсеребряного (ионы Cl-) и сульфатносвинцового (ионы SO2-4).
Методика количественной интерпретации диаграмм концентрации Н+, Сl-, SO2-4 до настоящего времени не разработана.
Диаграммы метода избирательных электродов используют для общих суждений о разрезе скважины и выделения некоторых полезных ископаемых. В частности, понижение рН наблюдается на участках сульфидного оруденения, в некоторых нефтеносных коллекторах при высоком содержании нафтеновых кислот, а также в глинах. Повышенные значения рН типичны для карбонатных пород. Относительно небольшой объем работ, проводящихся методом избирательных электродов, не позволяет дать достаточно исчерпывающей методики интерпретации диаграмм этих методов. Использование метода избирательных электродов должно сопровождаться изучением ионного состава и рН поровых вод, и интерпретация диаграмм рН, Cl-, SO2-4 выполняется с учетом этих данных.
201
ЧАСТЬ ВТОРАЯ КОМПЛЕКСНАЯ ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ИНТЕРПРЕТАЦИЯ ДАННЫХ ГЕОФИЗИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ СКВАЖИН
Глава XII
ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ДОКУМЕНТАЦИЯ РАЗРЕЗОВ СКВАЖИН
Решение задачи детального изучения геологических разрезов скважин геофизическими методами (в последовательности расшифровки диаграммного материала) распадается на два этапа:
1)общего исследования — определение пород, слагающих разрезы скважин, их литологии, минерального состава и местоположения в разрезах скважин;
2)промышленного исследования — выделение и промышленная оценка высокопористых и проницаемых пород и полезных ископаемых — нефти, газа, каменных углей, рудного и нерудного сырья.
§85. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГОРНЫХ ПОРОД, СЛАГАЮЩИХ РАЗРЕЗЫ СКВАЖИН
Геофизические способы определения горных пород в разрезах скважин основаны на сведениях о физических свойствах пород, значениях амплитуд и знаков аномалий физических полей, наблюдаемых в тех или иных породах. Эти сведения позволяют на основании комплексного анализа полученных материалов установить литологию формаций, вскрытых скважинами, по совокупности их физических свойств и указанных выше параметров. Эта задача приближенно решается путем сопоставления результатов интерпретации геофизических данных с основными физическими признаками различных типов пород, приведенных в табл. 3.
Более точное определение минерального состава пород основывается на решении уравнений вида
совместно со связующим уравнением
относительно физического свойства ФСi, i-гo компонента породы по свойству i (электропроводности, плотности, гамма-активности и др.) и его содержания ki. Совокупность полученных при этом значений ФCi,j и ki определяет минеральный состав изучаемой породы.
При относительно простых минеральных ассоциациях изучаемых пород задача оценки их состава может быть решена с помощью бланков с зависимостями физических свойств пород от коэффициента пористости для одноминеральных пород; на эти бланки наносят точки с координатами для изучаемой породы (рис. 138). Положение точек в поле этих зависимостей позволяет высказать суждение о вероятном минеральном составе породы.
Рис. 138. Определение вероятной литологии коллектора по данным сопоставления ∆τп и kп,n (а)
(б) (составлено по данным аналогичной палетки [4].
Шифр кривых — kп, %
202
Для исключения влияния заполнителя порового пространства на точность решения задачи рекомендуется применять матричные бланки (литограммы), на которые в координатной системе
(Н3 — водородный эквивалент заполнителя порового пространства) наносят точки L и G для чистых минеральных ассоциаций (рис. 139). Положение точек с координатами L и G для изучаемой породы относительно этих точек определяет вероятный минеральный состав этой породы.
Рис. 139. Литограмма (L — Г-диаграмма).
Стрелками показано влияние различных факторов на положение точек с координатами L н Т
Наиболее точным способом определения минерального состава пород является оценка содержания в породе основных элементов, входящих в состав породообразующих минералов, а именно: С, О, F, Na, Mg, Al, Si, S, Cl, K, Ca, Fe, что в благоприятных условиях может быть выполнено, например, по следующим данным.
Углерод — по данным спектроскопии гамма-излучения неупругого рассеяния (E = 4 МэВ) и низкому эффективному атомному номеру породы (ископаемые угли).
Кислород — по активации быстрыми нейтронами [16O (n, p)16N; 7,35 с; 6,13 и 7,11
МэВ].
Натрий — по активации нейтронами [23Na, (n, р)23 Nе; 40,7 с ;3MэB]; [23Na (n,γ)24 Na;15,3 ч; !.38 и 2,75 МэВ (100%)]
Магний — по активации нейтронами [25Mg(n,p} 25Na; 58с;0,5 МэВ]; [26Mg(n,γ)27Mg; 9,3 мин; 0,83 МэВ (70 %) и 1 МэВ (30%)] .
Алюминий — по активации нейтронами [27А1 (n,p) 27Mg; 9,3 мин; 0,83 МэВ (70 %), 1
МэВ (30 %)]; [27Al (n,γ) 28Al; 2,3 мин; 1,78 МэВ ].
Кремний — по активации нейтронами [28Si (n,p) 28А1; 2,3 мин; 1,78 МэВ (100 %)]. Сера — по спектральному отношению и в благоприятных условиях — по активации
нейтронами [34S (п, р)34 P; 14,4 с;2,1 МэВ].
Хлор --по активации нейтронами 37С1 (n,p) 37S; 5 мин; З,1МэВ];
Калий — по данным спектрометрии естественного гамма-излучения (Ev = 1,46 МэВ). Кальций — по активации нейтронами [44Са (n,α) 41Аг; 1,8 ч; 1,37 МэВ]
Железо и другие более тяжелые элементы, представляющие промышленный интерес, оцениваются методами, описание которых дается в гл. XVIII.
§ 86. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГЛУБИН ЗАЛЕГАНИЯ ГРАНИЦ И МОЩНОСТЕЙ ПЛАСТОВ
Местоположение границ пластов по разрезу скважины находят по правилам, изложенным при описании конфигурации кривых различных геофизических параметров. При этом предпочтение отдается параметру, наиболее четко фиксирующему изучаемый объект.
В тех случаях, когда угол встречи кровли пласта со скважиной β<> 90°, истинную
203
мощность пласта рассчитывают по формуле
где hϕ—мощность наклонно залегающего пласта, измеренная в направлении искривления скважины;δ — угол искривления скважины; α— угол падения пласта;θ — азимут падения пласта; ϕ — азимут искривления скважины.
Если угол α неизвестен, его можно вычислить по среднему значению видимого угла падения α, измеряемому на керне.
В этом случае cosα = cosα cosδ + sinαsinδcosχ , (289)
где χ — проекция угла θ - ϕ на плоскость, перпендикулярную к оси скважины. При δ < 5° можно принять χ= θ - ϕ
204