37. Электрические, ядерные, сейсмоакустические исследования в скважинах.

Скважинные исследования методом естественного поля или поля самопроизвольного сводятся к измерению постоянных естественных потенциалов, возникающих у пластов с разной электрохимической активностью. Естественные потенциалы возникают при окислительно-восстановительных, диффузионно-адсорбционных и фильтрационных процессах. Зондом для измерения собственных потенциалов служат свинцовые приемные электроды. В результате работ получаются графики естественных потенциалов, измеряемые в милливольтах. По аномалиям выделяются пласты с разной электрохимической активностью. Скважинные исследования методом ПС служат для расчленения геологических разрезов и корреляции по соседним скважинам отдельных пластов, выявления плохо проницаемых сланцев, глин и хорошо проницаемых песков, пористых известняков, выделения сульфидных, полиметаллических руд, угля, графита, оценки пористости и проницаемости пород. Скважинные исследования методом кажущихся сопротивлений (каротаж) основаны на расчленении пород, окружающих скважину, по их удельному электрическому сопротивлению. 1. Зонды для работ методом КС. Простейшим зондом для измерения силы тока, служит одноэлектродный зонд. один электрод заземлен неподвижно, вблизи устья скважины, а второй - закреплен на кабеле. В результате перемещения зонда по скважине регистрируется кривая изменения силы тока. Чаще всего при работах методом КС используются трехэлектродные зонды, в которых три электрода располагаются в скважине. 2. Методика и техника метода КС. В результате токового каротажа получают токовые диаграммы, характеризующие изменение силы тока по стволу скважины. Основным видом скважинных электрических наблюдений является измерение КС. Это аналог электропрофилирования. Стандартный, или оптимальный для изучаемого района зонд обеспечивает наилучшее выделение по кривым КС слоев с разным удельным электрическим сопротивлением. По диаграммам получают общее представление о сопротивлениях пород и об их изменении по стволу скважины. определение истинного значения сопротивления пород. Его получают с помощью боковых каротажных зондирований или бокового каротажа. 3. При токовом каротаже сила тока, стекающего с помещенного в скважину питающего электрода, зависит от удельного сопротивления окружающих пород. На диаграммах хорошо выделяются лишь пласты с резко отличающимися от вмещающих пород свойствами, например, руды. Форма и характерные особенности кривых КС определяются не только сопротивлением и мощностью слоев, но и диаметром скважины, минерализацией бурового раствора, радиусом его проникновения в породу, а также типом и размерами зонда. С помощью градиент-зонда легко выявить кровлю или подошву пласта, но трудно определить его мощность и местоположение середины. По графикам КС двух зондов - кровельного и подошвенного - определяются достаточно точно как положение, так и мощность пласта. Второй этап интерпретации - корреляция похожих аномалий по кривым КС соседних скважин. Такие аномалии называются реперами. Затем выделяют промежуточные горизонты и строят геолого-геофизические разрезы. Метод кажущихся сопротивлений применяется для геологической документации скважин, выделения пластов разного литологического состава, определения их глубины залегания и мощности, оценки пористости и коллекторских свойств пород, выявления полезных ископаемых, в том числе нефтегазоносных и водоносных пластов. Ядерные исследования скважин подразделяются на методы изучения естественной радиоактивности (гамма-методы) и искусственно вызванной радиоактивности, называемые ядерно-геофизическими. На изучении естественной радиоактивности горных пород основан гамма-каротаж или гамма-метод. Это аналог радиометрии. В результате гамма-каротажа записывается непрерывная кривая, или диаграмма, интенсивности гамма-излучения. Величина измеряется в импульсах. На диаграммах гамма-каротажа выявляются пласты с разной степенью радиоактивности. 1. В искусственных скважинных методах ядерных исследований изучаются явления поглощения, замедления, рассеяния гамма-лучей и нейтронов, а также вызванное, вторичное радиоактивное излучение. Эти методы являются ядерно-физическими. Для этого в скважину опускается глубинный зонд с источником гамма-лучей. 2. При гамма-гамма-каротаже, измеряется рассеянное гамма-излучение, являющееся следствием облучения пород источником гамма-лучей. При взаимодействии гамма-квантов c атомами горной породы происходит ряд сложных процессов, среди которых основные - фотоэлектрическое поглощение гамма-квантов атомами вещества. Чем больше плотность породы, тем больше поглощение и меньше интенсивность рассеянного излучения. Поэтому основная область применения этого метода - расчленение пород по их плотности. 3. В нейтронных методах каротажа изучаются ядерные процессы, происходящие при облучении пород быстрыми нейтронами. Если порода содержит большое количество ядер водорода (вода, нефть, газ), то быстрые нейтроны превращаются в тепловые после небольших путей пробега или вблизи источника. При нейтрон-нейтронном каротаже измеряется плотность тепловых нейтронов или их интенсивность. При нейтронном гамма-каротаже, или нейтрон-гамма методе, измеряется интенсивность вторичного гамма-излучения , возникающего при радиационном захвате тепловых нейтронов ядрами элементов горной породы. Нейтронные методы каротажа применяются для расчленения геологических разрезов и особенно для выявления водород- и хлорсодержащих пород, а также оценки их пористости. 4. Рентгенорадиометрический каротаж. В этом методе породы облучаются каким-нибудь радиоизотопным источником. В результате облучения ядра рудных элементов возбуждаются, что сопровождается характеристическим рентгеновским излучением, энергетический спектр которого различен у разных элементов. для выявления вольфрама, молибдена, меди, свинца, олова, ртути. Этот метод позволяет не только выделить рудные зоны, но и дать оценку процентного содержания в них рудных элементов. Сейсмоакустические методы исследования скважин основаны на изучении времени пробега упругих волн по породам, окружающим стенки скважин, от пункта возбуждения до сейсмоприемников. По способу возбуждения упругих волн и частоте колебаний различают сейсмический и акустический методы или виды каротажа. При сейсмическом каротаже упругие волны возбуждаются с помощью взрывов или электрических дуговых разрядов, а время прихода измеряется по стволу скважины. С помощью сейсмического каротажа определяются пластовые и средние скорости распространения упругих волн, необходимые для интерпретации результатов полевой сейсморазведки. При акустическом каротаже возбуждение упругих колебаний частотой производится с помощью магнитострикционных излучателей. Упругие колебания измеряют с помощью двух пьезоэлектрических сейсмоприемников. Наиболее простой способ акустических исследований - каротаж скорости, когда автоматически регистрируется кривая изменения времени пробега прямой или головной волны между двумя приемниками. Скорость распространения упругих волн зависит от упругих модулей пород, их литологического состава, плотности и пористости, а величина затухания - от характера заполнителя пор, текстуры и структуры породы. На акустических диаграммах высокими значениями скоростей распространения упругих волн выделяются плотные породы - магматические, метаморфические, скальные, осадочные. В рыхлых песках и песчаниках скорость тем ниже, чем больше пористость. Наибольшее затухание наблюдается в породах, заполненных газом, меньше затухание в породах нефтенасыщенных, еще меньше - у водонасыщенных.

38. Геологическое истолкование комплексных скважинных геофизических исследований.

Геофизические исследования в скважинах служат для геологической документации разрезов при бескерновом бурении и дают сведения о литологии пород, мощности отдельных пластов, коллекторских, фильтрационных свойствах, пористости окружающих пород и т.п. Интерпретация данных скважинных геофизических исследований часто бывает качественной. Визуально выделяются аномалии. По ним оценивается местоположение пластов с разными физическими свойствами, а затем дается геологическое истолкование разреза. Геологическое расчленение разрезов скважин и определение литологии, мощности слоев, наличия различных полезных ископаемых - главное назначение геофизических методов исследований скважин. Производится расчленение разреза на пласты, выясняются их положение и мощность. Сначала выделяются опорные горизонты (реперы). Следующий этап интерпретации - сопоставление полученных по аномалиям разных методов каротажа пластов с определенными литологическими комплексами, или геологическое истолкование результатов. При сопоставлении нормальных или сводных геолого-геофизических разрезов, а также при интерпретации материалов используют наборы типичных аномалий геофизических параметров, полученных теоретическим и экспериментальным путем. Изверженные породы на диаграммах естественного поля выделяются слабыми аномалиями положительного и отрицательного знака. Приведенный обзор особенностей аномалий, наблюденных при каротаже против разных пород, показывает, что по данным одного-двух методов трудно судить о литологии пород, пройденных скважиной. Имея же несколько параметров, литологическую характеристику разреза можно дать довольно точно. Геологическую интерпретацию каротажных диаграмм можно проводить автоматически, применяя электронные вычислительные машины. Проще всего такую обработку вести при цифровой регистрации геофизических полей в скважинах. По данным интерпретации диаграмм каротажа и корреляционных разрезов в изученном районе можно построить геологические разрезы, структурные карты, карты мощностей и решить другие геологические задачи.