- •В. П. Степанюк
- •Тема 1. Методика петрофізичних досліджень
- •1.1 Методи вивчення фізичних властивостей
- •1.2 Відбір зразків гірських порід і руд у польових умовах
- •1.3 Метрологічні вимоги до вимірів фізичних параметрів
- •Для найбільше поширеного випадку парних спостережень
- •1.4 Статистичне опрацювання даних визначення фізичних властивостей
- •1.5 Побудова петрофізичних карт і розрізів
- •Питання для самоконтролю
- •Тема 2. Густина і пористість мінералів і гірських порід
- •2.1 Густина і пористість фізичних тіл і
- •Методи їх виміру
- •Визначення густини зразків порід
- •Визначення мінералогічної густини
- •Визначення пористості
- •Визначення густини порід у природному заляганні
- •2.2 Густина хімічних елементів і мінералів
- •2.3 Густина магматичних порід
- •2.4 Густина метаморфічних порід
- •2.5 Густина і пористість осадових порід
- •Питання для самоконтролю
- •Тема 3.Магнітні властивості мінералів і гірських порід
- •3.1 Магнітні параметри фізичних тіл і
- •3.2 Магнітні властивості хімічних елементів і мінералів
- •Магнітні властивості залізоскладаючих породоутворюючих
- •Магнітні властивості породоутворюючих мінералів магматичних і метаморфічних порід
- •Магнітні параметри феромагнітних мінералів
- •3.3 Магнітні властивості магматичних порід
- •Залежність магнітної сприйнятливості
- •Магматичних порід від їх мінералогічного
- •І хімічного складу
- •Намагніченість магматичних порід
- •Намагніченість (в 10-3 а/м) інтрузивних порід
- •3.4 Магнітні властивості метаморфічних порід
- •3.5 Магнітні властивості осадових порід
- •3.6 Палеомагнітна характеристика гірських порід
- •Питання для самоконтролю
- •Тема 4. Електричні властивості мінералів і гірських порід
- •4.1 Електричні властивості речовин і методи їх визначення
- •4.2 Питомий електричний опір хімічних елементів, мінералів і гірських порід
- •4.3 Питомий електричний опір гірських порід різних генетичних типів і складу
- •4.4 Діелектрична проникність мінералів і гірських порід
- •4.5 П'єзоелектричний ефект мінералів і гірських порід
- •4.6 Природна і викликана поляризація гірських порід
- •Питання для самоконтролю
- •Тема 5 пружні властивості мінералів і гірських порід
- •5.1 Пружні параметри фізичних тіл
- •Параметри пружності
- •Методи виміру пружних параметрів
- •5.5 Швидкість пружних хвиль і пружні модулі осадових порід
- •Швидкість поширення подовжніх хвиль в км/с в осадових породах
- •Питання для самоконтролю
- •Тема 6. Теплофізичні властивості мінералів і гірських порід
- •6.1 Теплофізичні параметри речовин і методи їхнього виміру
- •6.2 Теплофізичні параметри елементів, мінералів, і гірських порід.
- •Теплопровідність і теплоємність самородних елементів
- •Теплофізичні характеристики осадових порід
- •Теплофізичні характеристики магматичних порід
- •Теплофізичні характеристики метаморфічних порід
- •Тема 7. Фізичні властивості газу, нафти, нафтогазоносних порід і структур
- •7.1 Фізичні властивості пластових вод нафти і газу
- •Розущільнення порід у склепінні структури. В даний час накопичений великий матеріал, що свідчить про наявність літолого-фаціальних змін порід у межах окремих структур.
- •Поклади інших видів. Розподіл фізичних властивостей значно ускладнюється при переході до районів із солянокупольної тектонікою.
- •1. Які Ви знаєте типи пластових вод?
- •Зв'язок густини і швидкості магматичних при різних тисках
- •Продовження таблиці 8.3
- •Питання для самоконтролю
- •Тематика домашніх завдань для студентів заочної та дистанційної форм навчання
- •Література
Визначення пористості
Для обчислення пористості порід необхідно виміряти щільність газонасиченої породи г- і мінералогічну густинуспособами, розглянутими вище. Якщо похибка визначенняскладає ±0,005, а±0,01, то пористість може бути обчислена з похибкою, що не перевищує 0,1 %. За тими ж даними може бути обчислений коефіцієнт пористостіkп.Відкриту пористість визначають шляхом виміру масирідини, що заповнює при насиченні пори дослідного взірця. У рідинному методі зразок висушують до втрати порової вологи і зважують (m); потім його поміщають під вакуум і насичують водою або гасом. Після усунення зайвої рідини з поверхні зразок знову зважують (mк).
Для визначення відкритої пористості необхідно знати об’єм зразка, для чого його зважують у гасі (mк.к). Відношення об’єму пор до об’єму зразка дає шукану пористість
. (2.23)
Визначення густини порід у природному заляганні
Практично застосовують чотири методи визначення густини порід у природному заляганні: гравіметричні виміри у свердловинах; гамма-гамма-метод у свердловинах і в поверхневих прошарках земної кори; метод Неттльтона.
Різниця прискорень вільного падіння
g21=g1-g2
на двох глибинах H1іH2 в свердловині або шахті дорівнює
g21=(2.24)
де: z- анормальний градіент прискорення сили ваги;gz - аномальний градіент прискорення вільного падіння;і- кут між віссю свердловини і нормаллю до площинно-паралельного прошарку порід, що проходить через точкиН1і Н2(визначається нахилом прошарку до обрію і відхиленням осі свердловини від вертикальної лінії);gР- різниця поправок за рельєф у пунктах 2 і 1;gгв- різниця поправок за вплив гірських виробіток.
Знехтувавши невідомим членом (Н2 – Н1),що може дати похибку до 3 %, можна визначити густину
(2.25)
Член добавляється тільки при спостереженнях у шахті.
Точність визначення за спостереженнями усвердловинах і шахтах залежить від точності гравіметричних визначень і різниці глибин, а також від розміру самої густини. Для визначення порід осадового комплексу(кг/м3) із відносною похибкою не менше 3 % необхідний вимірgіз похибкою ±0,01мГл на інтервалі глибин не менше 10м, а для визначенняшару товщиною 1м із тією же відносною похибкою 3 % точність гравіметричних вимірів повинна бути підвищена до ±0,001мГл.
Прискорення вільного падіння g у свердловинах вимірюють свердловинними гравіметрами з телекеруванням, що опускаються на кабелі. Відлік показань свердловинних гравіметрів проводиться на поверхні землі. Фактично досягнута середня квадратична похибка вимірів із свердловинними гравіметрами складає 0,01-0,1мГл.
Густина порід може бути визначена гамма-гамма-методами, у модифікації просвічування чи розсіяного гама випромінювання. У модифікації просвічування послаблення первинного потоку гама-випромінювання описується формулою
J=J e-x, (2.25)
Для -променів з енергією 0,6-2,0 МеВ значення приблизно пропорційне густині порід. У модифікації просвічування гамма-гамма-метод визначення густини застосовують у шпурах. У модифікації розсіяного гама-випромінювання можливе визначення густини порід у розрізі свердловини, на відслоненнях у лабораторних умовах.
Для вивчення густини ґрунтів й рихлих порід на невеличких глибинах (перші метри) використовують пенетраційні установки, змонтовані на автомашинах або тракторах. Принцип виміру подібний свердловинному варіанту.
Безпосередньо з даних польових гравіметричних вимірів можна знайти ефективну середню густину проміжного прошарку, розташованого між рівнями висот самих нижніх і найвищих точок зйомки в даному районі. Це буде таке значення густини проміжного прошарку, при якому кореляція аномалій Буге з оцінками висот окремих точок буде найменшою.
Для цього вибирають профіль із можливо великим діапазоном зміни висот, проводять уздовж нього гравіметричну зйомку й обчислюють аномалії Буге, варіюючи густиною проміжного прошарку в деяких межах 12. З отриманих кривих вибирають ту, що найменше відбиває зміну рельєфу місцевості уздовж профілю.
З графіків визначають відповідну середню ефективну густину еф.ср.. Ефективною ця густина називається тому, що вона визначається на підставі апріорного припущення про відсутність зв'язку між топографічними і глибинними аномальними масами, а дійсна густина проміжного прошарку може від неї відрізнятися.
Шифр кривих - значення проміжного шару.
Рисунок 2.1 Визначення густини проміжного прошарку по методу Неттльтона (пунктирна лінія - регіональний гравітаційний фон).