книги / Решение геолого-технических задач при направленном бурении скважин

искомой полярной оси. Однако, несмотря на кажущуюся доступность и универсальность, возможности практического применения этих мето­ дов не доказаны. Известно, что не все породы обладают остаточной намагниченностью, полярность пород меняется с их возрастом, т. е. соответствует времени их образования. Полярпость пород может резко изменяться при метаморфических и тектонических воздействиях, а также при воздействии полей, связанных с металлическими массами бурового оборудования.

Способы и средства определения структурных элементов по ориентированному керну

Извлеченные на поверхность образцы ориентированного керна изучаются визуально или под микроскопом. Микроскопическое изу­ чение возможно в тех случаях, когда образцы обладают видимыми структурными элементами. Задача при этом сводится к расчету или определению углов падения и азимутов простирания плоскос­

На рис. 76 изображен ориентированный образец керна, установлен­ ный под некоторым углом в к вертикали таким образом, как он

Рис. 76. Схема к определению структурных элементов в ориентированном керне

161

располагался в скважине до отрыва от массива породы. Образец рассечен наклонной структурной плоскостью, которая наклонена по отношению к образцу под некоторым углом 8', отличающимся от фактического угла падения плоскости делимости 8. Апсидальная плоскость скважины в точке отбора ориентированного образца имеет азимут а.

Кажущийся азимут падения плоскости делимости равен а', азимут простирания а". Кажущиеся азимуты замеряются в плоскости, перпен­ дикулярной к продольной оси керна, и отличаются от фактических, измеряемых в горизонтальной плоскости. Угол ф' между азимутом падения секущей плоскости и азимутом апсидальной плоскости называется апсидальным углом падения. Угол \|/" между азимутом простирания секущей плоскости и азимутом апсидальной плоскости называется апсидальным углом простирания. Апсидальный угол, измеренный в плоскости, перпендикулярной к оси скважины, назовем кажущимся апсидальным углом. Величина апсидального угла не превышает 90°.

Фактический угол падения секущей плоскости 8 можно определить по формуле Н. О. Якоби

8= arc cos (cos 8" cos 0 + sin 8' sin 0cos \|/").

Чтобы определить кажущийся угол падения секущей плоскости, следует замерить превышение верхней точки А над нижней точкой В и рассчитать угол 8' по формуле

боковой поверхности керна над нижней; D —диаметр керна. Апсидаль­ ный угол простирания секущей плоскости определяется в следующем порядке. На основании ориентирующей метки на боковой поверхности керна прочерчивается образующая, являющаяся следом апсидальной плоскости. Через верхнюю или нижнюю точку следа секущей плоскости прочерчивается на боковой поверхности керна другая образующая. Центральный угол, заключенный между этими образую­ щими, является кажущимся апсидальным углом падения ф' секущей плоскости. Апсидальный угол простирания ф" является дополнитель­ ным по отношению

ф" = 90с>—ф'.

Апсидальный угол падения ф' измеряется с помощью специального градуированного кольца, надеваемого на керн, либо рассчитывается по формуле

ф' = 2агсзш^,

где /— кратчайшее расстояние между названными образующими на боковой поверхности керна.

162

Рис. 77. Принципиальная схема кернометра КР-2

6

5

4

3

2

1

Ш Ш 7 /

Фактический азимут простирания секущей плоскости <Хф опреде­ ляется по формуле

„ . sin\|/"

а* = arcsin — — + а.

COS0

Образцы ориентированного керна можно исследовать в кернометрах. Кернометр— это прибор, имеющий несколько подвижных лимбов, с помощью которых керн устанавливается в положение, в котором он находился на забое, и проводится непосредственное измерение углов простирания и падения плоскостей структурных элементов породы.

Конструкция и принцип действия кернометра КР-2 показаны на рис. 77. Кернометр имеет горизонтальный лимб 2, вертикальный лимб 8 рамки 3 и вертикальный лимб каретки 9. Лимб 2 крепится на вертикальной оси 1 и имеет две шкалы 12 и 13. Шкала 13 фиксирует угол поворота рамки 7 вокруг оси /, а шкала 12 фиксирует угол поворота вертикальной рамки 3 относительно этой же оси.

Ориентированный керн 6 укрепляется в зажимном кольце 5, которое установлено на горизонтальной оси 4, связанной с вертикальным лимбом 8. Каретка 9 имеет возможность перемещаться по рамке 7 в вертикальном и горизонтальном направлениях. Азимутальный угол апсидальной плоскости скважины устанавливается путем поворота вертикальной рамки 3 и контролируется шкалой 12 горизонтального

163

СО ДЕРЖ АН ИЕ

3.Методика выявления закономерностей естественного искривления

166