- •ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СКВАЖИН И ИНТЕРПРЕТАЦИЯ ДАННЫХ ГИС
- •Утверждено Редакционно-издательским советом университета в качестве учебного пособия
- •ПРЕДИСЛОВИЕ
- •ВВЕДЕНИЕ
- •ЧАСТЬ ПЕРВАЯ
- •ОСНОВЫ ПЕТРОФИЗИКИ ГОРНЫХ ПОРОД
- •КОЛЛЕКТОРСКИЕ СВОЙСТВА ГОРНЫХ ПОРОД
- •1.1. Пористость
- •1.3. Глинистость горных пород
- •1.4. Плотность горных пород
- •ГЛАВА 2. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ, РАДИОАКТИВНЫЕ, АКУСТИЧЕСКИЕ И ДРУГИЕ СВОЙСТВА ГОРНЫХ ПОРОД
- •2.1. Удельное электрическое сопротивление
- •2.5. Другие физические свойства горных пород
- •ЧАСТЬ ВТОРАЯ
- •ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ИЗУЧЕНИЯ РАЗРЕЗОВ СКВАЖИН
- •ГЛАВА 3. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ СКВАЖИН
- •3.1. Основы теории потенциала электрического поля
- •3.2. Электропроводность и удельное электрическое сопротивление
- •3.3. Характеристика объекта исследования
- •3.10. Индукционный каротаж
- •4.2. Плотностной гамма-каротаж (ГГК)
- •6.3. Газовый и механический каротаж
- •6.4. Пластовая наклонометрия
- •ЧАСТЬ ТРЕТЬЯ
- •ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ ИСТОЛКОВАНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИНТЕРПРЕТАЦИИ ДАННЫХ ГИС
- •ГЛАВА 7. ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ИНТЕРПРЕТАЦИЯ МАТЕРИАЛОВ ГИС
- •ЧАСТЬ ЧЕТВЕРТАЯ
- •РЕШЕНИЕ ГЕОЛОГИЧЕСКИХ ЗАДАЧ МЕТОДАМИ ГИС
- •9.1. Сущность и практическая значимость геологических наук при изучении месторождений полезных ископаемых
- •Литолого-стратиграфический разрез пермского соленосного комплекса по скв. 478 Уньвинского месторождения
- •10.1. Развитие, цели и задачи использования ЭВМ при интерпретации данных ГИС
- •10.3. Литолого-стратиграфическая интерпретация данных ГИС на ЭВМ и на персональных компьютерах
- •ЧАСТЬ ПЯТАЯ
- •11.1. Определение искривления скважин
- •12.1. Термометрия для контроля цементирования
- •ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ
- •КУРСОВАЯ РАБОТА
- •БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
- •ОГЛАВЛЕНИЕ
- •Учебное издание
- •ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СКВАЖИН И ИНТЕРПРЕТАЦИЯ ДАННЫХ ГИС
- •Учебное пособие
2.5. Другие физические свойства горных пород
Диэлектрическая проницаемость. Вещества, которые поля ризуются в электрическом поле и обладают очень малой электро проводностью (практически но проводят электрический ток), на зываются диэлектриками. Поляризуемость вещества характеризу ется диэлектрической проницаемостью
е = 1 + 4 п а ,
где а - поляризуемость среды.
Абсолютная диэлектрическая проницаемость е определяется соотношением DIE, показывающим, во сколько раз напряженность электрического поля Е в данном диэлектрике меньше напряженно сти поля индукции D в вакууме. Диэлектрическая проницаемость является одним из физических свойств горной породы и показыва ет, во сколько раз возрастает емкость конденсатора, если вместо вакуума между обкладками в качестве диэлектрика поместить данную породу. Она измеряется в фарадах на метр и определяется в виде произведения
£ = £OTII £о>
где Ботн - относительная диэлектрическая проницаемость, показы вающая, во сколько раз абсолютная диэлектрическая проницае мость данной среды превышает абсолютную диэлектрическую проницаемость вакуума 8о. Вакуум обладает наименьшей ди электрической проницаемостью, равной 10-9/36 к ~ 8,85 КГ12 Ф/м.
Диэлектрическая проницаемость горных пород зависит от их состава, содержания в них твердой, жидкой и газообразной фаз, а также от частоты поля и температуры. Значения еот„ главных по родообразующих минералов невелики (4-10), например в отличие от воды при 20 °С, для которой бо™достигает 80. Поэтому диэлек трическая проницаемость пород в большой степени зависит от их водонасыщенности. Для нефти еотн = 2-6, а для нефтенасыщенной породы - 6-10.
Зависимость величины Со™от коэффициента водо- и нефтенасыщенности для пород-коллекторов почти линейно связана с ко эффициентом водонасыщенности Кь.
Магнитные свойства горных пород. Основными магнитными параметрами горных пород, используемыми в геофизике, являются намагниченность /, магнитная восприимчивость %и магнитная прони цаемость р. Намагниченность характеризует магнитное состояние на магниченного тела и оценивается для однородного намагниченного тела как отношение магнитного момента Ммк единице его объема V:
I= MU/V .
Вслучае неоднородного намагниченного тела / определяется для каждой точки (физически малого объема) и представляет сред ний магнитный момент единицы объема, равный геометрической сумме магнитных моментов отдельных атомов и молекул, заклю
ченных в этом объеме. Единица намагниченности - 1 А/м, т. е. 1 м2 вещества обладает магнитным моментом в 1 А-м2. Магнитный момент - основная величина, характеризующая магнитные свойст ва вещества. Магнитным моментом определяются силы, дейст вующие на тело во внешнем магнитном поле.
Магнитная восприимчивость определяет связь между магнит ным моментом (намагниченностью) породы / и ее магнитным по лем Н :
х = //я .
где %- величина безразмерная; размерность Н - А/м. Различают объемную х магнитную восприимчивость, отнесенную к единице объема, и удельную хУД, рассчитанную на 1 кг вещества.
Магнитная проницаемость р характеризует связь между маг нитной индукцией В в породе и магнитным полем Я :
р = В/ ро Я,
где ро - коэффициент пропорциональности, принятый в качестве магнитной постоянной.
По величине магнитной восприимчивости горные породы подразделяются на четыре группы: очень сильномагнитные, силь номагнитные, среднемагнитные и слабомагнитные. Осадочные породы обладают слабой магнитцостью. Их магнитные свойства определяются содержанием частиц ферромагнитных минералов, сильных и темноцветных парамагнетиков и слабых парамагнит ных и диамагнитных минералов. Для глинистых пород %составля ет (10-14) 10~\ для песчаников - (14-15) 10"3, а для гидрохимиче ских и карбонатных пород - менее 610"3 А/м. Под действием маг нитного поля Земли горные породы в период своего формирования способны намагничиваться и сохранять приобретенную (остаточ ную) намагниченность в последующие геологические эпохи. По величине и направлению остаточной намагниченности пород оп ределяют магнитное поле, существовавшее в данной точке земной поверхности при образовании породы. На этом основывается па леомагнетизм - область знаний, занимающаяся изучением эволю ции геомагнитного поля во времени.
Тепловые свойства горных пород. Основными тепловыми свойствами горных пород являются теплопроводность X или теп ловое сопротивление породы ^ = 1/А., теплоемкость или удельная теплоемкость с и температуропроводность породы а.
Коэффициент теплопроводности характеризует способность горных пород к передаче тепла и численно показывает поток тепла в ваттах в единицу времени через породу сечением 1 м2, высотой 1 м при разности температур 1 К и выражается в ваттах на метркельвин. В промысловой геофизике обычно пользуются величиной обратной теплопроводности - тепловым сопротивлением породы £ (в метр-кельвинах на ватт).
Установлено, что тепловое сопротивление пород понижается с увеличением их плотности. Поэтому изверженные и метаморфи ческие породы имеют меньшее тепловое сопротивление, чем оса дочные песчано-глинистые отложения. С глубиной плотность гор ных пород закономерно возрастает.
Тепловое сопротивление зависит от слоистости пород: в на правлении, перпендикулярном к напластованию, тепловое сопро тивление выше, чем в направлении напластования. Это явление известно под названием тепловой анизотропии. Понижение тепло вого сопротивления по напластованию связано с циркуляцией вод в этом направлении и возникающим в результате дополнительным переносом тепла - конвекцией.
Свойство среды поглощать тепловую энергию при теплооб мене оценивается удельной теплоемкостью (массовой См, объем ной Cv). Под удельной теплоемкостью понимают количество тепла в джоулях, необходимое для нагрева 1 кг данного вещества на 1 К, и выражают ее в джоулях на метр-кельвин. Изменение темпе ратуры различных пород при поглощении или отдаче ими тепла может происходить с различной скоростью. Эта скорость измене ния температуры пород характеризуется комплексным парамет ром, называемым температуропроводностью. Тепловые свойства основных породообразующих минералов изменяются незначи тельно. Несколько повышенным тепловым сопротивлением и по ниженной теплопроводностью обладают глинистые минералы твердой фазы. Данные о тепловых свойствах горных пород ши роко используются при термических исследованиях бурящихся и эксплуатационных скважин и решении задач, связанных с раз ведкой и разработкой месторождений нефти и газа.