Івано-Франківський національний технічний державний

університет нафти і газу

О.А. Гаранін, Д.Д. Федоришин, В.В. Федорів

ПЕТРОФІЗИКА

ЛАБОРАТОРНИЙ ПРАКТИКУМ

Частина 2

2010

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

Івано-Франківський національний технічний державний

університет нафти і газу

Кафедра геофізичних досліджень свердловин

О.А. Гаранін, Д.Д. Федоришин, В.В. Федорів

ПЕТРОФІЗИКА

ЛАБОРАТОРНИЙ ПРАКТИКУМ

Частина 2

Для студентів напряму підготовки

6.040103 – “Геологія”

Рекомендовано методичною радою

університету

Івано-Франківськ

2010

МВ 02070855 -3327 - 2010

Гаранін О.А., Федоришин Д.Д. Федорів В.В. Петрофізика: Лабораторний практикум (Частина 2). - Івано-Франківськ: ІФНТУНГ, 2010.- 75 с.

Лабораторний практикум розроблений відповідно до робочої програми навчальної дисципліни чинного навчального плану підготовки бакалаврів за спеціальністю "Геофізика". Містить інформацію для виконання лабораторних робіт з курсу "Петрофізика". Стисле представлення теоретичного матеріалу дозволяє студенту закріпити знання, які отримані на лекціях і сформувати чітке уявлення щодо виконання лабораторних робіт.

Призначено для підготовки бакалаврів за напрямом 6.040103 – “Геологія”.

Рецензент: кандидат геологічних наук, доцент кафедри геофізичних досліджень свердловин ІФНТУНГ Старостін В.А.

Рекомендовано методичною радою університету

(протокол № 8 від 18 .11. 2010 р.)

© Гаранін О.А., 2010

© Федоришин Д.Д., 2010

© Федорів В.В., 2010

© ІФНТУНГ, 2010

Зміст

	Загальні методичні вказівки. . . . . . . . . . . . .	4
Лабораторна робота №9
	Визначення дифузійно-адсорбційної активностІгірських порід. . . . . . . . . . . . . . . . .	5
Лабораторна робота №10
	Визначення діелектричної проникності та діелектричних втрат гірських порід . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	14
Лабораторна робота №11
	ВИЗНАЧЕННЯ натуральної ПРИРОДНОЇ РАДІОАКТИВНОСТІ НА ЗРАЗКАХ ГІРСЬКИХ ПОРІД . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	25
Лабораторна робота №12
	ІНДЕНТИФІКАЦІЯ РАДІОАКТИВНОГО ІЗОТОПУ та ВИЗНАЧЕННЯ ЙОГО КОНЦЕНТРАЦІЇ У ВЗІРЦІ ГІРСЬКОЇ ПОРОДИ. . .	31
Лабораторна робота №13
	ВИЗНАЧЕННЯ ШВИДКОСТІ РОЗПОВСЮДЖЕННЯ УЛЬТРАЗВУКОВИХ коливань у ЗРАЗКАХ ГІРСЬКИХ ПОРІД . . . . . .	37
Лабораторна робота №14
	Статистична ОБРОБКА результатів лабораторних та свердловинних ВимірюванЬ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	44
Лабораторна робота №15
	Кореляційні зв’язки між фізичними властивостями гірських порід. . . . . . . . . . .	58
Лабораторна робота №16
	ПОБУДОВА ПАРАМЕТРИЧНИХ ПЕТРОФІЗИЧНИХ РОЗРІЗІВ і карт. . . . . . . . . . . . .	67
	Перелік рекомендованих джерел . . . . . . . .	75

Загальні методичні вказівки

Лабораторні роботи з курсу "Петрофізика" направлені на розвиток у студентів практичних навичок визначення фізичних властивостей гірських порід, навичок наукового експериментатора, дослідницького підходу до питань, що вивчаються.

На лабораторних заняттях від студентів вимагається знання не тільки формулювання основних понять і робочих формул, але і вміння використовувати їх як робочий апарат. При цьому студенти вчаться співставляти, проводити аналогії, аналізувати отримані результати та оцінювати похибки вимірювань.

Студент допускається до виконання відповідної лабораторної роботи при наявності у нього необхідних записів (теми, мети, теоретичних даних, порядка виконання, заготовлених заздалегідь таблиць для запису вихідних даних).

В кінці виконання лабораторних робіт з вивчаємого курсу студент повинен вміти:

- визначати фізичні властивості гірських порід;

- будувати петрофізичні залежності та обробляти їх методами математичної статистики;

- оцінювати якість та похибки вимірювань;

- використовувати результати петрофізичних досліджень для комплексної інтерпретації даних геофізики.

Захист роботи проводиться кожним студентом індивідуально. До захисту роботи студенту необхідно подати оформлену в зошиті лабораторну роботу у відповідності з вимогами, що наводяться у практикумі. На захисті студент повинен знати теоретичні основи, методику і техніку проведення лабораторної роботи, практичне застосування отриманих результатів, методику оцінки якості і похибок вимірювань.

Лабораторна робота оцінюється за наступними критеріями:

допуск до роботи (вхідний контроль) - 2 бали;

виконання і оформлення роботи - 1 бал;

захист роботи - 2 бали.

Разом - 5 балів.

Лабораторна робота № 9 Визначення дифузійно-адсорбційної активності гірських порід

9.1 Мета, завдання і тривалість роботи

Метою роботи є ознайомлення студентів з методикою визначення дифузійно-адсорбційної активності зразків гірських порід.

Завдання:

- визначити дифузійні потенціали Е_д між розчинами NaCl, які відрізняються концентраціями в 10, 100, 1000 раз (тобто: С₁ =1н, С₂ =0.1н, С₃ =0.001, С₄=0.001н ).

- визначити дифузійно-адсорбційні потенціали Е_да на взірцях порід при тих самих концентраціях розчинів NaCl.

- побудувати залежності: Е_д=f(lgC₁/C₂); Е_да=f(lgC₁/C₂)

- визначити дифузійно-адсорбційну активність А_да взірців гірських порід.

Тривалість роботи - 4 години.

9.2 Основні теоретичні положення

На контакті гірських порід, які містять води різної мінералізації, або на контакті порід і електролітів (при тих же умовах) виникає електрорушійна сила Е_ДА, яка називається дифузійно-адсорбційною. Властивість порід поляризуватись на контакті з іншими породами або електролітами, називається їх електрохімічною або дифузійно-адсорбційною активністю А_ДА.

Дифузійно-адсорбційна активність гірських порід є їх важливим електрохімічним параметром. Вона визначається такими параметрами порід, як питома поверхня, ємність обміну, глинистість, ефективний діаметр пор, тип і мінеральний склад цементу, пористості, проникності та ін.. Величина А_ДА використовується для інтерпретації геофізичних даних.

Для різних гірських порід значення А_ДА змінюються від -10×10^-3 до 70×10^-3 В. З підвищенням вмісту глинистого матеріалу у породі дифузійно-адсорбційна активність збільшується. Найменшими значеннями А_ДА характеризуються чисті пісковикі і карбонатні породи з високою пористітю (Табл. 9.1).

Таблиця 9.1 - Дифузійно-адсорбційна активність А_ДА деяких типів осадових порід

Гірські породи	АДА, мВ
Пісковики середньозцементовані, погано відсортовані	2 - 10
Пісковики сильнозцементовані, погано відсортовані	7 - 30
Пісковики сильнозцементовані, погано відсортовані з карбонатним цементом	5 - 15
Алевроліти, добре відсортовані	0 - 10
Алевроліти глинисті	5 - 30
Глини	20 - 70
Вапняки чисті (нерозчинний залишок до 2 %)	-7 до +5
Вапняки слабоглинисті (нерозчинний залишок 2 - 10 %)	-5 до +20
Вапняки глинисті (нерозчинний залишок 10 - 30 %)	10 - 60
Мергелі	20 - 70
Доломіти глинисті	20 - 55

У зв’язку з цим важливо знати дифузійно-адсорбційну активність порід в лабораторних умовах, яка розраховується за формулою:

, (9.1)

де δE_ДА і δE_Д – відповідно, приріст дифузійно-адсорбційних і дифузійних потенціалів при концентраціях С₁ і С₂ електролітів, які утворюють контакт та розраховуються за формулами:

[δE_ДА]=[E_ДА1]-[E_ДА2], (9.2)

[δE_Д]=[E_Д1]-[E_Д2], (9.3)

де E_ДА1, E_ДА2, E_Д1 і E_Д2 – відповідно, дифузійно-адсорбційні та дифузійні потенціали, які виміряні при концентраціях електролітів, що відрізняються в 10 разів. При цьому графіки залежностей Е_ДА=f(lg(C₁/C₂)) і Е_Д=f(lg(C₁/C₂)) повинні бути лінійними в межах концентрацій С₁ і С₂ (Рис. 9.1).

1,8- теоретичні залежності для ідеально адсорбуючої породи; 2,3,4 - залежності для різних типів гірських порід; 5- експериментальна залежність для розчину хлористого натрію; 6,7 - теоретичні залежності, відповідно, для хлористого натрію та хлористого калію.

Рисунок 9.1 – Графіки залежностей дифузійних та дифузійно-адсорбційних потенціалів від співвідношення мінералізацій контактуючих розчинів.

Для визначення дифузійно-адсорбційної активності А_ДА необхідно:

-отримати залежності Е_ДА та Е_Д від відношення концентрацій контактуючих розчинів Е_ДА=f(lg(C₁/C₂)); Е_Д=f(lg(C₁/C₂));

-знайти на графіку залежності Е_ДА=f(lg(C₁/C₂)) (Рис. 9.1.) лінійний відрізок; 

-розрахувати за формулою (9.2) приріст дифузійно-адсорбційних потенціалів δE_ДА в межах яких дифузійно-адсорбційні потенціали зростають лінійно при збільшенні відношення концентрацій; 

-розрахувати за формулою (9.3) приріст δE_Д дифузійних потенціалів для тих же відношень концентрацій або електричних питомих опорів;

- розрахувати за формулою (9.1) дифузійно-адсорбційну активність А_ДА.