Лекция_1_2

определена.

6.Нейтронная активность. Взаимодействие нейтронов с горными породами.

1.Необходимые связи между измеряемыми геофизическими параметрами: Ошибка! Закладка не определена.

2. Общие требования к петрофизической информации....Ошибка! Закладка не

определена.

3.Виды каротажа, для интерпретации которых необходимы петрофизические

Лекция №1 2 часа

Петрофизика – как физика камня.

1.Что изучает ПЕТРОФИЗИКА :

1.Физические и физико-химические процессы, идущие в горных породах, при которых проявляются их физические свойства. (Пористость, плотность, электр., магнитные).

2.Петрофизические величины (коэффициент пористости, проницаемость, электр параметры) отдельных образцов.

3.Вариация петрофизической величины в зависимости от условий залегания, геологические особенности породы.

4.Связь петрофизической величины м/у собой.

5.Локальные и региональные особенности изменения петрофизических параметров

породы.

6.Причины и законы изменения петрофизических величин по разрезу вертикально

игоризонтально.

7.Петрофизическое районирование - установка границ по особенностям петрофизических величин горных пород.

8.Лабораторные и прямые методы оценки петрофизических величин.

2.Классификация петрофизических величин по группам:

1.Емкостные (пористость, влагоемкость).

2.Капиллярные ( капиллярное давление, смачиваемость).

3.Газо и гидродинамические (проницаемость по фазам.)

4.Плотностные (плотность твердой, жидкой и газовой фазы и пород в целом ).

6.Тепловые (теплоемкость, теплопроводность, температуропроводность.)

7.Магнитные (намагниченность, магнитная восприимчивость).

8.Ядерные (радиоактивность, взаимодействие с ионизирующим излучением).

9.Упругие и прочностные (деформации, передачи и поглощения упругих колебаний) реакция на сжатие, разрыв, сдвиг, пластичность.

Каждая группа характеризуется своими коэффициентами и величинами.

Результаты изучения петрофизических величин и их коэффициентов используются для:

1.Классификации пород по их свойствам

2.Построения разрезов и карт недр

3.Установления множественных и парных связей

3. Формы представления результатов исследования: а) Таблицы:

Nобр – количество исследований образцов, r - плотность г/см3,

l - теплопроводность (Вт/к.м.), К – пористость (%)

б) Гистограммы.

в) Карты.

4. Неоднородность геологических объектов. Представительность выборки образцов.

Горные породы в недрах Земли весьма неоднородны. И эта неоднородность наблюдается:

а) по происхождению, б) по форме, в) по размерам, г) по составу, д) структуре.

Для примера проследим неоднородность по размерам:

1) Кристаллы (монокристаллы минералов ).

Характерный размер rx от 10-9¸10-6 м. Наблюдается структурная неоднородность внутри кристалла.

Изучают методами рентгеновской и электронной спектроскопии.

2) Неструктурная неоднородность - неодинаковый состав и строение отдельных

частей минерального элемента.

rx =10-6¸10-1 м.

Изучают методом световой и электронной микроскопии.

3) Слоистая неоднородность.

rx =10-2¸10 м.

Характерна для осадочных пород, связанна с изменением условий осадконакопления и метаморфизации (наличие трещин, пор, цемента, заполнение порового пространства). Изучают методами визуального наблюдения, микроскопирования, зондирования, отбора керна и лабораторных исследований.

4). Площадная неоднородность. rx =10¸103 м.

Неоднородность в пределах единой площади (участка) месторождения. Связана с различием геологических условий в процессе формирования горных пород. Изучают по образцам керна, по материалам ГИС, сейсмозондирования.

5). Региональная неоднородность. rx =103¸106 м.

Горные массивы, платформы, плиты, щиты.

Изучают методами обобщения результатов исследования отдельных площадей и участков.

6). Континентальная неоднородность.

Континенты с горными массивами… rx >106 м.

Изучают методами обобщения результатов исследования регионов, тектонических плит, щитов и платформ.

5. Основные и осадочные горные породы

Горные породы подразделяются на:

Основные или коренные: базальты, граниты… - исходные горные породы, образовавшиеся а процессе формирования твердой поверхности Земли и остывания жидкой мантии при выходе магматических образований на поверхность.

Осадочные - результат вторичного преобразования основных горных пород, осадконакопления на поверхности Земли.

Метаморфические – горные породы образовавшиеся в результате глубокой перестройки структуры осадочных горных пород за счет воздействия горного давления и температуры.

Осадочные породы в свою очередь подразделяются на:

Терригенные – результат осадконакопления продуктов разрушения коренных горных пород за счет действия поверхностных явлений (ветер, вода, солнце). Терригенные породы могут быть сложены элементами с различной степенью разрушения от крупнообломочных (брекчия) до мелкодисперсных (глины).

Карбонатные – результат осадконакопления продуктов жизнедеятельности микроорганизмов с кальциевым скелетом (донные осадки, рифы).

Основная составляющая карбонатных отложений - Са СО3 – известняки и СаМg(СО3)2 – доломиты. В зависимости от присутствия глинистой составляющей, попавшей в породу в процессе осадконакопления, карбонатные породы подразделяются на слабо и сильно заглинизованные.

Контрольные вопросы по разделу №1:

1.Что изучает предмет "петрофизика"?

2.Формы представления петрофизических данных?

3.Что необходимо знать для составления сводного разреза?

4.Чем отличается "секущий профиль" от "сводного разреза"?

5.Какие данные можно получить из геологической карты?

6.По каким признакам определяется неоднородность петрофизического объекта?

7.По какому признаку породы группируются в категорию "осадочные"?

8.Что значит "терригенные горные породы"? Механизм их формирования?

9.Механизм формирования "карбонатных пород"?

Литература (основная и дополнительная):

1.Вахромеев Г.С. и др. Петрофизика, Томск, Изд-во Томского ун-та, 1997.

2.Добрынин В.М. и др. Петрофизика. М., Недра, 1991.

3.Петрофизика: Справочник. В трех книгах. Книга первая. Горные породы и полезные ископаемые. / Под ред. Н.Б. Дортман. – М.: Недра, 1992. – 391 с: ил

4.Спутник нефтепромыслового геолога: Справочник/ под ред. И.П. Чоловского . М. Недра 1989 г.

5.Кобранова В.Н. Петрофизика. Учебник для вузов. Изд 2., М..Недра, 1986

6.Логвиненко Н.В., Сергеева Э.И. Методы определения осадочных горных пород. Учебное пособие для вузов. Л.,Недра, 1986

7.Комаров В.А., Жоголев С.Л. "Петрофизика" Уч. пособие/ СПбГУ, 2003, - 132 с.

Лекция 2 2 часа

Пористость, глинистость, удельная поверхность.

1. Основные определения:

Основным понятием, которым оперируют геологи и геофизики при описании горных пород в нефтяной отросли, является емкость горных пород, характеризуемая пористостью или коэффициентом пористости. По сути это тот объем пустот, который может быть заполнен водой, нефтью или газом в условиях залегания.

Пористость – это наличие пор или ”пустот” в объеме твердого скелета горной породы.

Различают пористость по :

а) по происхождению – первичные и вторичные.

б) по форме – гранулярная, трещиновидная, щелевидная, капельная, кавернозная, пузырчатая. .

в) по размерам – когда определяющим критерием служит характер связи внутрипоровой воды со скелетом.

1.Крупные, сверхкапилярные (законы гидродинамики в трубах), d > 10-1 мм.

2.Капиллярные (капиллярные эффекты), 10-4< d < 10-1 мм.

3. Субкапиллярные (связанная вода), 2 * 10-6< d < 10-4 мм.

4.Микропоры (вода в виде отдельных молекул сидит в структуре )породы характерный размер пор сопоставим с размером молекулы воды - d< 2 10-6 мм.

г) по связи с соседними породами

-Открытая

-Закрытая

При этом общая пористость определяется как сумма Vпор=Vоткр+Vзакр.

В реальной горной породе присутствуют поры совершенно различны как по размерам, так и по форме и связям с соседними порами. Поэтому, проводя анализ пористости пласта, принято говорить о наиболее вероятном значении пористости, характерном для данного участка. При этом решение о пористости объекта принимают по результатам обобщения большого числа измерений, выполненных на отдельных образцах и представленных в виде гистограммы или иной форме.

Гистограмма распределения пористости образцов по геологическому объекту.

2.Пористость эффективная и динамическая. Коэффициенты пористости и влагоемкости

Пористость эффективная - максимальный объем пор, в которых может находиться свободная (подвижная) жидкость.

V пор.эф.= Vпор.объе.- Vов

где Vов – объем пор, занятых остаточной водой. Vпор.объе – общая пористость.

Остаточная вода – вода, которую невозможно извлечь без разрушения структуры породы, путем вытеснения, ценрифугирования.

Следовательно Vпор.эф.- это максимальный объем пор, которые могут быть заполнены нефтью или газом при вытеснении воды в процессе формирования залежи.

Следует отметить, что Vов увеличивается с увеличением глинистости, что приводит к увеличению удельной поверхности твердой фазы, соответственно и площади скелета, связывающей воду за счет межмолекулярных сил.

Для удобства вводится коэффициент насыщения породы остаточной водой.

Ков= Vов. ,

Vпар

Пористость динамическая – объем (Vпор.D.) пор, который занимает фильтрующаяся при определенном grad P жидкость.

Vпор.D – величина переменная и зависит от grad P., состава жидкости, температуры и даже от последовательности фильтрации.

Как правило Vпор.D < Vпор.эфф.

В связи с этим вводятся понятия:

dп.=mп./Vп.

где mп- масса породы, Vп – объем породы.

в общем виде плотность горной породы определяется как

dг., dж., dТ. – плотность газовой , жидкости и твердой породы. Vг, Vж, VТ – объем занимаемый фазами.

Переходя на коэффициенты Кп и w:

dп= (1-К п) dт.+ wdж+ (Кп-w) dп»dс.+ wdж

где w - коэффициент влагоемкости – показывающий, какая доля порового пространства заполнена водой (жидкостью), Кп – коэффициент пористости. В большинстве случаев при лабораторных исследованиях в нормальных условиях плотность газовой фазы принято считать пренебрежимо малой - dг. »0

Минералы

rскелеты= 1.0 ¸13 г/см3

Средняя плотность 2.5 ¸40 г/см3

Таким образом, плотность твердой фазы: