Три группы физических свойств

Физические свойства по природе и характеру закономерных изменений подразделяются на три группы.

Iгруппа – плотность, упругость (скорость упругих волн, упругие модули), температура плавления – эти свойства обусловлены электронным строением и массой ядер атомов;

IIгруппа – электрическая проводимость (и электрическое сопротивление), магнитная восприимчивость и намагниченность, теплопроводность и другие тепловые свойства – связаны с особенностями строения электронных орбит;

IIIгруппа – радиоактивные свойства – зависят от строения атомных ядер.

Измерения петрофизических параметров

Физическую характеристику можно определить по полям, измеренных на поверхности земли, в воздухе, в скважинах, по физическим свойствам образцов горных пород.

Аэро- и наземные съемки позволяют получить физическую характеристику пород в естественном залегании на различных глубинах, в том числе на глубинах недоступных бурению.

Геофизические исследования скважин (ГИС) устанавливают характер линейного распределения исследуемых свойств в естественных условиях.

Лабораторные методы позволяют получить высокую точность определения физического параметра в образце. Свойства образца при этом не всегда точно отражают свойства породы в естественном залегании. Так как физическое состояние образца в лабораторном эксперименте не соответствует породе, находящейся в естественном залегании в условиях обводненности, механических и тепловых напряжений и т.д. Поэтому величины физических свойств, измеренных на образцах в лабораторных условиях и в естественном залегании, отличаются.

Однако большинство геологических, а также, физических свойств горных пород определяются в лабораторных условиях на образцах, взятых из обнажений, горных выработок и скважин (керн).

Некоторые свойства, например, деформационно-прочностные, магнитные (каппа-метрия), упругие (ультразвуковые) и др., определяются на опытных площадках, где коренные породы выходят на поверхность.

Статистические методы обработки определений физических свойств.

Статистическая обработка материалов состоит из двух этапов: предварительной обработки и математического анализа. Предварительная обработка заключается в составлении каталогов данных о составе и физических свойствах пород. Математический анализ позволяет установить основные закономерности изменения физических параметров и выделить петрофизические группы и ассоциации.

При выделении петрофизических групп пород применяется метод группирования по наиболее общим и устойчивым признакам: генетическому типу, составу, текстурно-структурными особенностями, диагенезу и метаморфизму.

Для выяснения распределения физического параметра в пределах предварительно выделенной петрофизической группы используют вариационный ряд, где каждому значения параметра xили интервалу его изменения ΔNсоответствует определенная повторяемость значений параметра (частота).

Форма вариационной кривой или гистограммы служат основным качественным критерием для выяснения правильности выделения петрофизической группы.

Построение петрофизических карт и разрезов

Наиболее полное и наглядное представление о распределении физических свойств геологических образований дают карты:

1. петрофизические, отражающие распределение в плане петрофизических групп горных пород (или геологических формаций);

2. физических параметров, показывающие значения физических параметров пород (толщ) без учета их типа и состава;

3. специализированные – карты приведенных аномальных значений физических свойств горных пород, палеомагнитные и др.

Петрофизические карты

В основе легенд петрофизических карт лежит петрофизическая классификация горных пород, т.е. подразделение по физической характеристике пород различных генетических типов и петрографического состава.

Петрофизические карты или карты физических свойств пород (петроплотностная, петромагнитная, петроэлектрическая, петроскоростная и др.), полученные по данным лабораторных измерений на образцах, являются фактической основой для петрографического (литологического) картирования изучаемой площади.

Рекомендуется группировать физические свойства по интервалам их изменения буквенными индексами в алфавитном порядке.

Так, для плотностипри σ<2 г/см³вводится индекса, далее с ростом σ на 0,05 г/см³группам придаются индексы в виде букв русского алфавита: при σ = 2-2,05 (б), 2,05-2,10 (в), 2,10-2,15 (г), ..., >3,2 (я).

Магнитная восприимчивостьбольшинства ферро- и парамагнитных пород с χ < 100*10^-5ед. СИ обозначается заглавной буквойА, а далее обозначают: при χ = 100-300 (Б), 300-700 (В), 700-1500 (Г) и т.д. (с увеличением интервала группирования вдвое при χ >40000*10^-5ед. СИ (К)).

Для скоростей продольных волнвводится латинский алфавит: приV_p= 2,0-2,3 км/с (а) и далее скорости с интервалом 0,3 км/с обозначаются 2,4-2,7 (b), 2,8-3,1 (с), 3,2-3,5 (d), ..., 7,6-7,9 (v).

При необходимости дается более дробная индексация: a1, a2, ..., A1, A2, ..., d1, d2и т.п.