petrophysics2004
.pdfдольных волн за счет повышенной трещиноватости. Аподиабазовые и апоандезитовые сланцы толщ II и I характеризуются более низки
ми плотностью и скоростью продольных волн.
Разрез основных вулканитов печенгекого комплекса в основном слабомагнитен. Исключение составляет II высокомагнитная толща.
14.1. ПОСТРОЕНИЕ ВЕРТИКАЛЬНОЙ ГЕОАКУСТИЧЕСКОЙ
МОДЕЛИ СРЕДЫ
Влияние множества различных сейсмогеологических факторов на характер записи в сейсморазведке предопределяет и вероятностный характер получаемых структурно-формационных оценок разреза. Повысить надежность этих оценок позволяет комплектование назем ных (сейсморазведка), скважинных акустических исследований, под
крепленных изучением упругих свойств кернов пород.
Роль скважинных и петрафизических исследований состоит в по строении линейной (вертикальной) геоакустической модели среды, согласованной с ее структурно-фациальными особенностями.
Основой для построения геоакустической модели являются данные ГИС (акустический и гамма-гамма-методы), вертикальное сейсмичес кое профилирование (ВСП) и петрафизические исследования кернов.
В последующем с учетом наземных сейсмических исследований МОВ и ВСП строят эффективную сейсмическую модель.
Геоакустическая линейная модель представляет собой литологи ческую колонку со стратиграфической разбивкой, кривые изменения интервальных скоростей и плотности пород с глубиной, график по
ложения наиболее значительных отражающих границ и кривые
средних скоростей и плотности пород, слагающих разрез.
Таким образом, при построении геоакустической линейной моде ли используются данные ГИС для определения литологии пород, их упругих (акустический метод) и плотностных (гамма-гамма-метод)
характеристик.
Строго говоря, при наличии перечисленных диаграмм ГИС нет не
обходимости в использовании петрафизических исследований. Од
нако часто на~людающиеся на практике искажения кривых акусти
ческого и гамма-гамма-метода в результате неблагаприятных усло вий измерений (каверны, большой диаметр скважины при бурении под кондуктор и другие причины) требуют уточнения полученных данных, их согласования с петрафизическими факторами, использо
вания статистического подхода при построении скоростной и плот ностной характеристик разреза.
Для этого используются нормальные (эталонные) зависимости пет
рафизических свойств горных пород с глубиной (А Г. Авербух, 1982 г.)
или кривые изменения петрафизических свойств от эффективного напряжения (компрессионные кривые) (В. М. Добрынин и др., 1982 г.).
Нормальные зависимости и компрессионные кривые отражают изменения с глубиной (или давлением) свойств одновозрастных, ли
тологически однородных пород, образовавшихся в условиях монотон
ного погружения и уплотнения при сходных фациальных обстанов-
350
Т а б л и ца 32. КорреJШциовные зависимости между 'l>p, 80 и k., дл.и песча
во-rJIИВИстых отложений шельфа Сахалина
По- |
Уравнение реrрессии |
Число |
Корреmщи- |
ро- |
пар |
ониоеотно- |
|
да |
|
mение. |
|
|
|
|
u11 =0,207-0,525 · 1О-1Н+О,759 · 1о-зw- |
466 |
0,897 |
|||
|
-0,184 · 1о-внз |
|
|
|
|
|
1 |
б.,=О,203+0,339Н-О,946 • 1о-41Р+О,968 • 1о-sнз |
|
436 |
0,740 |
||
|
||||||
б.,=О,332+1,51uР-0,38 · 1о-зuр2+0,336 • 1О-7uРз |
|
435 |
|
0,893 |
||
|
|
|||||
t: |
uP=-2373,1+767,26lnH |
|
120 |
|
0,87 |
|
|
30 = 1,45+0,13lnH |
|
120 |
|
0,83 |
|
|
k.,=73,99-7,59lnH |
|
120 |
|
0,82 |
|
|
k.,= 248,43-28,49lnuP |
|
120 |
|
0,88 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
uP=0,195-0,275H+0,822 · 1о-знz-о,183 • 10-енз |
|
347 |
|
0,820 |
|
|
б.,=О,204+0,159Н-0,425 · 10-4fP+0,105 · 10-7НЗ |
|
347 |
|
0,660 |
|
|
б.,=0,226-0,32up+0,153 • 10-4uP2-0,172 · 10-7uPз |
|
347 |
|
0,815 |
|
10 |
|
120 |
|
0,75 |
||
|
uP=1609,7+0,83H |
|
|
|||
|
3 =2,09+9,42 • 1О-5Н |
|
|
120 |
|
0,47 |
~ 80 = 1,89+ 1,21 · 10-4uP |
|
|
120 |
|
0,71 |
|
|
k.,=60,3-5,57lnH |
|
|
120 |
|
0,49 |
|
|
|
|
|||
|
k.,=36,97-0,00587uP |
|
|
120 |
|
0,71 |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
ках. Эти кривые строят на статистической основе с использованием
результатов исследований шлама и кернов. Нормальные и компрес сионные статистические кривые могут быть использованы для про
гноза акустических и плотностных свойств на глубины, не вскрытые
скважинами, для восполнения н корректировки конкретных скважин
ных исследований, выявления зон аномальных давлений, перерывов осадконакопления, нарушений, ит. п. Все эти данные значительно по вышаютдостоверность rеоакустической линейной модели среды, ис пользуемой для прогноза геологического разреза или прямых поис ков полезных ископаемых по данным сейсморазведки.
Развитые сегодня методы корреляционно-регрессионного анали за позволяют представить эти зависимости в виде уравнений. В ка
честве примера в табл. 32 представлены такие корреляционные свя
зи, полученные для песчано-глинистого разреза северо-восточного
шельфа Сахалина (И.И. Хведчук и др., 1988 г.).
· При построении rеоакустического линейного разреза с помощью корреляционных зависимостей большое практическое значение име
ютзависимоститипаup(S0 ) иS0 ('Up), позволяющиепроrнозироватьодин
параметр по другому.
Геоакустическую линейную модель переводят в сейсмический
диапазончастот путем автокорреляционных функций сейсмических
трасс в методе ОГТ. С этой целью по данным rеоакустического разре-
351
за рассчитывают синтетические сейсмограммы, nодобные эксnери ментальным сейсмограммам, nолученным вблизи скважины. Этот анализ nозволяет оценить информативность кинематических иди намических nараме'l'ров сейсмических заnисей, nерейти от времен
ного к геологическому разрезу.
14.3.ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПЕТРОФИЗИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ
ПРИ КОМПЛЕКСНОЙ ИНТЕПРЕТАЦИИ ДАННЫХ ГИС
Важное место в nроцессе комnлексной интерnретации геофизи
ческих данных занимает физико-геологическая модельобобщен
ное и формализованное nредставление об основных геологических и физических характеристиках исследуемого геологического объекта (В.В. Бродовой, 1980 г.). Физико-геологические модели меняются в за висимости от целей геофизических исследований (nрогноз, картиро вание, nоиск или разведка).
Физико-геологическая модель может быть nредставлена графи
чески в виде масш1·абного изображения (разрезов, nрофилей), либо
оnисана аналитически с nомощью уравнений и табличных данных.
Три основных фактора оnределяют физико-геологическую модель: 1) физические свойства горных nород; 2) геометрические размеры,
форма и глубина объекта; 3) влияние nомех геологического и негео
логического nроисхождения.
В соответствии с задачей данного раздела остановимся лишь на nервом факторе. Информация о физических свойствах горных nород
исnользуется на всех стадиях геологоразведочного nроцесса.
Физические свойства nород изменяются в зависимости от их со
става, возраста, глубИны залегания, стеnени метаморфизма и дру
гих факторов. Эти все изменения должны найти отражение в физи
ко-геологической модели.
На рис.115 nоказан nример физико-геологической модели колче
данного месторождения, залегающего в гидротермально измененных
серицито-хлоритовых nородах с сульфидной минерализацией. На модели отражены геометрия и свойства вмещающих месторождение nород, nоказаны три возможных nрофиля изменения геофизических nараметров над этой моделью nри трех возможных nоложениях эро
зионного среза.
При nостроении физико-геологических моделей важную роль так
же играют корреляционные связи между nетрафизическими nара метрами разреза. Примеры таких связей между скорос'l'ЬЮ 'Upи nлот
ностью 80 , а также между этими nараметрами с глубиной залегания nороды были nриведены в nредыдущем разделе настоящей главы. К этому можно добавить еще зависимости между скоростью и элект рическими свойствами разреза, между скоростью и другими nромыс
лово-геофизическими nараметрами (В. С. Вольвовский, Н. Я. Кунин, Е.И. Терехин, 1977 г.). Полученные с nомощью геофизических изме
рений и кернов корреляционные связи широко nрименяются nри nро
ектировании и комnлексной интерnретации геофизических измере ний. Сведения о расnределении nло·гности nород в модели осадочных
352
Рис. 115. Физихо-rеолоrическая: модель колчеданного мес1·орождения: с ожи
даемыми физическими полями (электроразведка Рк• rравиразведка Ag и ме
тод вызванной поляризации Т'lк) при разных положениях эрозионного среза (по М.Н. Столпнеру и др.):
1 - покроввыемезозойско-кайиозойскиеотложения, Рк =О+100 Ом·м, 1111 = 1+24 r1см3, m=(0+40) ·10-' ед. СИ; 2 - надрудная толща аидезито-базальтового состава, Рк
=(3+7)·103 Ом·м, /111 =2,75+2,9 r/см3, ~~:=(12+125)·10-~ ед. СИ,
А.=1-3 %; 3 - кислые рудовмещающие вулканиты (Рк=(1+3)·103 Ом·м,
С\11=2,55+2,75 r/смз, m=(0+25)·10-5 ед. СИ, А8=2+10 %); 4 - rидротермально изме
ненные серицито-хлоритовые породы с сульфидной минерализацией, Рк=25+
1000 Ом·м, С\.,=2,8+3,3 r/смз, m=(0+6)·10~ ед. СИ, А8=5+40 %; 5 -массивные коnче
данные руды, Pк=l+lOO Ом·м, С\11=3,5+4,6 r/см3, m=O, А.=40%; б- Рк; 7 -Ag; 8 -
11к; I - III - уровни эрозионного среза
пород позволяют оценить изменение упругих свойств среды и пред положить возможности сейсморазведки, сделать заключение о при роде и возможнос~и использования гравиметрических полей.
В качестве одноrо из петрафизических признаков при поисках рудных месторождений используют характер корреляции между
плотностью и магнитной восприимчивостью магматических пород. В
породах, не измененных эндогенными процессами, независимо от их
состава и генезиса имеет место положительная: корреляционная связь
между б0 и re - увеличению б0 соответствует увеличение re.
В зонах гидротермально-метасоматических процессов происходит нарушение положительной корреляционной связи вплоть до появле
ния обратной связи между этими величинами (В.И. Пахомов). Это по
зволяет результаты петрафизических исследований использовать
для выделения зон гидратермальна измененных пород, перспектив
ных на многие рудные полезные ископаемые.
Примерам такого примененияявляются глубинные петрафизичес
кие разрезы. При построении этого разреза используются петрофи
зические, геофизические и геологические карты, данные по глубоким
и сверхглубоким скважинам, глубинным сейсмическим Зондировани
ям [6).
23- Петрафизика |
353 |
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Что такое петрафизическое районирование, для каких целей оно применяется?
2. Понятие о петрафизических ассоциациях, петрафизическихраз
резах, опишите их сущность, приведите примеры.
3. Что такое rеоакустическая модель среды, как она строится, для каких целей применяется? Роль геофизических исследований сква жин при построении rеоакустической модели.
4. Каковы направления использования петрафизических исследо ваний при комплексной интерпретации геофизических данных?
354
СПИСОК ОСНОВНОЙ ЛИТЕРАТУРЬI
1. Кобранова В.Н. Петрофизика.- М.: Недра, 1986
2.Виноградов В.Г., Дахнов А.В., Пацевич С.Л. Практикум no nетрофизи ке.-М.: Недра,1989.
3.Интерnретация: результатов геофизических исследований скважин: Сnравочник.- М.: Недра, 1988.
4.Петрофизика: Сnравочник. Книга nервая:. Горные nороды и nолезные искоnаемые./ Под ред. Н.Б.Дортман.- М.:Недра, 1992.-391 с.
5.Сnравочник no литолоrии.- М.: Недра, 1983.
6.Физические свойства горных nород и nолезных искоnаемых: Сnравоч ник геофизика.- М.: Недра, 1984.
7.Физические свойства минералов и горныхnородnривысоких термоди
намических nараметрах. Сnравочник.- М.: Недра, 1988.
355
СПИСОК ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
8.Вендельштейн Б.Ю. Исследование разрезов нефтяных и газовых сква жин методом собственных потенциалов.- М.: Недра, 1966.
9.Вендельштейн Б.Ю., Резванов Р.А. Геофизические методы определе ния параметров нефтегазовых коллекторов.- М.: Недра, 1978.
1О. Геолого-технологические исследования скважин. 1Л.М. Чекалин, А.С. Моисеенко, А.Ф. Шакиров и др.- М.: Недра, 1993.
11.Гиматудинов Ш.К., Ширковский А.И. Физика нефтяного и газового пласта.- М.: Недра, 1982.
12.Готтих Р.П. Радиоактивные элементы в нефтяной геологии.- М.: Не
дра, 1980.
13.Даев Д.С. Высокочастотные электромагнитные методы исследования скважин.- М.: Недра, 1974.
14.Дахнов В.Н. Геофизические методы определения коллекторских свойств и нефтегазонасыщения горных пород.- М.: Недра, 1985.
15.Деряrин Б.В., Чураев Н.В., Муллер В.М. Поверхностные силы.- М.: Наука, 1985.
16.Добрынин В.М. Деформации и изменения физических свойств коллек торов нефти и газа.- М.: Недра, 1970.
17.Добрынин В.М., Кузнецов О.Л. Термодинамический градиент давле ния поровых вод и его роль в земной коре.- М.: Изд. ВНИИ Геоинформсис
тем, 1988.
18.Добрынин В.М., Серебряков В.А. Геолого-геофизические метод» про гнозирования аномальных пластовых давлений. -М.: Недра, 1989.
19.Ивакин В.Н., Карус Е.В., Кузнецов О.Л. Акустический метод исследо
вания скважин. -М.: Недра, 1978.
20.Кожевников Д.А. Нейтронные характеристики горных пород и их ис пользование в нефтегазовой геологии.- М.: Недра, 1982.
21.Комаров В.А. Электроразведка методом вызванной поляризации.- Л.: Недра, 1980.
22.Комплексирование 1\\етодов разведочной геофизики: Справочник гео
физика.-М.: Недра, 1984.
23.Кринари Г.А., Ковалев А.Г., Кузнецов В.В. Минералогические причи ны снижения нефтеотдачи и способы их выявления. В кн.: Труды междуна родн. конф. «Проблемы комплексного освоения трудноизвлекаемых запасов нефти и природных битумов» (добыча и переработка). Казань, 1994, том 6,
с.1993-2002.
356
24.Латышава М.Г., Дьяконова Т.Ф., Цирульников В.П. Достоверность гео физической: и геологической: информации nри nодсчете заnасов нефти и газа. -М.: Недра, 1986.
25.Леонтьев Е.И. Моделирование в nетрофизике.- М.: Недра, 1978.
26. Мей:ер В.А., Ваганов П.А. Основы ядерной: геофизики. - Л.: Изд. Ле нингр. ун-та, 1985.
27.Тхостав Б.А., Везирова А.Д., Вендельштейн Б.Ю., Добрынин В.М. Нефть
втрещинных коллекторах.- М.: Недра, 1970.
28.Орлов Л.И., Карnов Е.Н., Тоnорков В.Г. Петрафизические исследова нияколлекторовнефтиигаза. -М.: Недра,1987.
29.Плюснин М.И. Электромагнитные исследования скважин с nомощью
соленоидных зондов.- Изв. вузов. Сер. Геология и разведка. - N!! 8.- 1983.-
С.126-132.
30.Ромм Е.С. Структурные модели nарового nространства горных nород. Л.: Недра, 1985.
31.Тульбович Б.И. Методы изучения nород-коллекторов нефти и газа. М.: Недра, 1979.
32. Скважинная ядерная геофизика: Сnравочник геофизика. - М.: Не-
дра, 1990. М.: Недра, 1983. ·
33.Фазовые nроницаемости коллекторов нефти и газа/В.М. Добрынин, А.Г. Ковалев, А.М. Кузнецов, В.Н. Черноглазов//Геология, геофизика и раз работка нефтяных месторождений:. М.: ВНИИОЭНГ, 1988.
34.Фридрихеберг Д.А. Курс коллоидной: химии. -Л.: Химия, 1974.
35.Ханин А.А. Породы-коллекторы нефти и газа. -М.: Недра, 1973.
36.Элланекий М.М. Петрафизические основы комnлексной: интерnрета ции геофизических исследований: скважин.- М.: ГЕРС, 2001.
37.Элланекий М.М. Инженерия нефтегазовой: залежи. Нефтегазовая за лежь и ее изучение no скважинным данным. М.: «Техника», 2001.
357
ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ
Активации 262
Активность
-диффузиоиио-адсорбциоииаи 15,
137,169
-фипьтрациоииаи 179
-ЭJ1ектрохимическаи160 --вызванная 160 -- естествеиная 169
-- окисJiитеJiьио-восстаиовитеJiьиаи
182
АмПJiитуда
-L потеициаJiов СП отиоситеJiьиаи 175,
333
АиаJiиз
-ЭJiемеитиый 260
-rраиуJiометрический 13, 24
Аиизотропии150, 201
Аитиферромаrиетизм 184,190
Rпаrоемкость 55
Влажность 54
-rиrроскопическаи 68
-объемнаи142
Вода 55
-капИJIJiирно-удержаннаи 61, 68
-конституционная 55
-КрИСТаJIJIИЗаЦИОННаll 55
-прочносвязанная 57, 124, 153
-ПJiеночиаи 56
-РЫХJIОСВиЗаннаи 57. 153
-yrJioв пор 56, 68
-физически связанная 56, 68, 123
-фуникуJiирнаи 67
-химически связанная 55, 285
Воданасыщенность 62
-остаточная 62, 109, 254
Водаудерживающая способность
-KOJIJieктopa 69
-матрицы69
-цемеита69
Возраст нейтронов 271
-ПОJIНЫЙ 271
-фермиевекий 270
BOJIИa 303
-Лэмба-СтоунJiи 304
-поперечная 303
-продоJiьнаи 303
-скорость распространении 304, 308,
310
Время
-замеДJiении нейтронов 278
-интерваJIЬное 311, 314, 333, 336
-жизни тепJiовых нейтронов 266, 286
-реJiаксации 128
Вытеснение 64, 114
-кaпИJIJIIIpнoe 64, 75
Газанасыщение 76,287,293, 318, 340
Гамма-иЗJiучение
-естественной радиоактивности 227,
236
-неупруrоrо рассеянии 262
-навеДенной радиоактивности 263
-радиационноrо захвата 262
Гидрапроводность 108
ГидрОСJIЮДа 12, 16, 148, 245, 285
Гидрофобность 72, 145, 156, 340
Гидрофипьность 72
ГJIИНИСТОСТЬ 11, 137, 143, 153, 263
-rрануJiометрическаи 13
-массовая 14
-объемная 14, 46
-рассеянная 15, 293
-сJiоистаи (Jiаминарнаи) 15
-относитеJIЬнаи14, 175, 238
Градиент
-геотермический 48
-давJiении109
358
Давление
-всестороннее 202, 290
-капиллярное 64, 117
-пластовое 279
Двойной электрический слой 58, 131,148
Деформация
-объемная 288, 293
-остаточная (необратимая) 288
-сдвига 288
-упругая 288
Диамагнетизм 185
Длина
-замедления нейтронов 271
-диффузии 273, 275, 285
-свободного пробега 272
-миграции нейтронов 277
Емкость
-катионного обмена 22, 131, 175, 254
Закон
-Вугера-Ламберта-Вера 207
-Гука 289
--Ома208
-Пуазейля 96
-радиоактивного расnада 228
-теnлоnроводности Фурье 208
Замедление нейтронов 268
Замедляющая способность 269
Зона
-насыщения предельного
-веданасыщения
Извилистость 27
-гидравлическая 97
-электрическая 129, 142
Изотерма адсорбции 20
Капилляриметрия 64
Каолинит 12, 16, 56, 245
Коллектор 285
-карбонатный 13, 48, 71, 143, 177, 330, 334
-сложный 316, 334
-с насыщением
--двухфазным 339
--трехфазным 341
-терригеииый 1,17, 70,43, 66,177,180, 331,341
-трещинно-кавернозный 317
Коэффициент
-агрегатной глинистости 15
-анизотропии 150
-воданасыщения 76, 142, 340
-газанасыщения 77
-Джоуля-Томсона 213
-диффузии иейтронов 275
-диффузионно-адсорбционной э.д.с.
171
-корреляции 327
-набухания 70
-необратимого уплотнения 43
--пор83 --твердой фазы 82
-иефтегазонасыщения 339
-нефтеиасыщения 76,113,340
-объемной глинистости 14
-объемной сжимаемости 289, 299
--воздуха 320
--глинистых включений 293
-пор 293,297, 316
--скелета 293
--твердой фазы 297
-остаточноговоданасыщения 18, 52, 62,
75,98
-относительной глинистости 14, 238,
293,316
-пористости 30, 129, 225, 315, 335
--динамической 32, 69, 97
--общей 14, 30
--открытой 32
--эффективной 17, 27, 32,70
---относительной 70, 334
359