МИНИСТЕРСТВО ВЫСШЕГО И СРЕДНЕГО СПЕЦИАЛЬНОГО

ОБРАЗОВАНИЯ РСФСР

ТЮМЕНСКИЙ ИНДУСТРИАЛЬНЫЙ ИНСТИТУТ

им.ЛЕНИНСКОГО КОМСОМОЛА

Методические указания и контрольные задания по курсу "Промысловая геофизика" для студентов заочного факультета по специальности 0205 "Бурение нефтяных и газовых месторождений", 0211 "Разработка нефтяных и газовых месторождений"

Подлежит возврату в институт

Тюмень 1980

Утверждено методическим советом Тюменского индустриального института им.Ленинского комсомола

Составитель: ассистент Касимов М.М.

Отв. редактор: к.г.-м.н., проф. Кузнецов Г.С.

Тюменский индустриальный институт, 1986

Курс "Промысловая геофизика" изучается студентами специальности "Бурение нефтяных и газовых месторождений" - 0205, "Разработка нефтяных и газовых месторождений" - 0211 на 4 году обучения. Содержание курса основано на знаниях, приобретенных в предыдущие годы обучения, при прохождении фундаментальных курсов физики, химии, математики, общей геологии, электротехники и радиотехники с основами электроники. Изучение курса предусматривает в основном самостоятельную проработку студентами большей части материала, входящего в программу. С целью контроля самостоятельной подготовки студентов к лабораторно-экзаменационной сессии учебным планом предусмотрено выполнение одной контрольной работы.

Лекции (в основном обзорные) и практические занятия в стенах института предназначены для облегчения восприятия наиболее существенных и трудных разделов курса. Методические указания состоят из разделов. Каждый раздел представляет собой программу, указания по изучению материала, контрольные вопросы и задания для самопроверки и корректировки знаний, приобретенных студентами в результате самостоятельной подготовки. В ТюмИИ просят студентов бережно относиться к сохранности методических указаний, их внешнему виду, не делать в тексте УМ надписей. Это связано с тем, что данные УМ будут переданы Вашим товарищам по институту для повторного использования.

ЛИТЕРАТУРА

Основная

1. УДК 550.83(075)

Дьяконов Д.И., Леонтьев Е.И., Кузнецов Г.С. Общий курс геофизических исследований скважин. М._э Недра, 1984г.

2. УДК 550.83.001.2

Латышева М.Г. Практическое руководство по интерпретации диаграмм геофизических методов исследования скважин. М., Недра, 1981г.

Дополнительная

1. УДК 550.832(075)

Померанц Л.И., Бондаренко М.Т., Гулим Ю.А. Геофизические методы исследования нефтяных и газовых скважин. М., Недра, 1973г.

2. УДК 550.83.

Комаров С.Г. Геофизические методы исследования скважин. М.,Недра, 1973г.

ОБЩИИ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

При изучении каждого отдельного метода геофизических исследований скважин следует четко представлять условия среды, пределы изменения физических свойств горных пород и факторы, от которых зависит их изменение, а также методику проведения исследования.

Между физическими свойствами горных пород часто выражены тесные связи. Студенту необходимо помнить те основные зависимости, которые позволяют изучать одно свойство по результатам измерений других методов, более доступных для изучения в скважинах.

Студенту следует обратить внимание на то, что промысловая геофизика изучает физические поля в трехмерном неоднородном пространстве и их распределение по разрезу скважины. Знание особенностей распределения отдельных физических полей составляют основу теории каждого метода. Знакомство с основной теорией метода позволяет студенту перейти к тем средствам, с помощью которых производятся изменения основных составляющих физических полей в скважине. Эти средства подразумевают наличие определенного преобразователя (датчика) физического поля в электрический сигнал, приборов передачи сигнала на поверхность Земли и схемы регистрации диаграмм. Здесь требуется знание принципиальных схем используемой аппаратуры и принцип работы преобразователя.

Изучая основы теории методов и принципы действия измерительной аппаратуры, необходимо четко представлять физическую сущность каждого метода или прибора. Формулы, приведенные в учебных пособиях, должны быть разобраны настолько, чтобы студент мог самостоятельно воспроизвести вывод, а встречающиеся без вывода - необходимо уметь использовать и представлять их физическую сущность. Эти формулы запоминать не следует.

После проработки основ теории и методик регистрации диаграмм рекомендуется перейти к изучению интерпретации результатов исследования скважин по данному методу.

Интерпретацию необходимо изучать, решая вопросы и задачи:

1. определение границ пластов;

2. определение истинного физического свойства пород по данным диаграмм и исследований;

3. оценка свойств горных пород по диаграмме каждого метода в разрезе изучаемой скважины;

4. роль метода в решении задачи выделения в разрезе скважины полезных ископаемых (нефть, газ, вода и др.).

Ознакомление со всеми геофизическими методами и индивидуальной интерпретацией их, а также и методы изучения технического состояния скважин предполагает изучение комплексной и геологической обработки диаграмм комплекса ГИС. При этом часто решаются следующие задачи: составление геологических разрезов скважин, выделение продуктивных горизонтов, определение местоположения водо-нефтегазовых контактов, изучение структуры, пористости, проницаемости и нефтегазонасыщенности коллекторов, составление профилей, структурных карт и карт пластов. Как правило, наличие хороших знаний физической сущности используемых методов ГИС является основным фактором для успешного овладения специальными приемами интерпретации данных ГИС.

Методические указания к проработке отдельных разделов курса

Раздел 1

ВВЕДЕНИЕ:

Содержание курса, его значение и связь со смежными дисциплинами. Возникновение и развитие промысловой геофизики. Роль советских и зарубежных ученых. Значение методов промысловой геофизики при поиске и разведке месторождений полезных ископаемых (нефть, газ, вода и др.). Классификация методов промысловой геофизики, их сущность и область применения.

Во введении необходимо обратить внимание на то, что современное место промысловой геофизики определилось в результате развития отдельных методов, как и всего комплекса ГИС в целом. Классификацию методов рекомендуется проводить по изучаемым физическим свойствам горных пород.

Контрольные вопросы и задания.

1. Что явилось причиной для возникновения и развития геофизичес­ких исследований скважин?

2. Какие основные задачи решаются ГИС?

3. Изложите процесс развития отдельных методов и всего комплекса ГИС.

4. Перечислите группы, на которые подразделяются геофизические методы по изучаемым свойствам и по задачам, решаемым этими методами.

Раздел 2. Электрометрия скважин

Теоретическая основа методов электрометрии и магнитометрии скважин. Классификация методов электрометрии. Уравнение электромагнитного поля.

Методы естественного электрического поля. Диффузионно-адсорбционные, фильтрационные и окислительно-восстановительные потенциалы в скважинах. Измерение разностей потенциалов собственной поляризации в скважине в зависимости от соотношения минерализации и давлений бурового раствора и пластовых вод. Кривые потенциалов собственной поляризации для отдельных пластов различных мощностей. Геологическая интерпретация кривых потенциалов собственной поляризации. Метод вызванных потенциалов. Сущность метода и область применения.

Методы сопротивлений. Электрическое удельное сопротивление и его связь с литологической характеристикой горных пород, минерализацией пластовых вод, температурой, пористостью и нефтегазонасыщением.

Принцип измерения электрического удельного сопротивления в скважине. Электрическое поле точечного электрода в однородной среде. Зонды, их типы, обозначения. Принцип взаимности. Электрическое кажущееся сопротивление и его связь с электрическим удельным сопротивлением горных пород. Электрическое поле и кажущееся сопротивление в средах с плоско-параллельными плоскостями раздела.

Кривые кажущегося сопротивления для отдельных пластов различных мощностей и пачек малой мощности. Влияние бурового раствора и зоны проникновения фильтрата бурового раствора на кажущееся удельное сопротивление.

Определение границ пластов по кривым кажущихся сопротивлений. Боковое электрическое зондирование. Типы кривых БЭЗ и приемы интерпретации для определения истинного удельного сопротивления пластов. Геологическое истолкование результатов интерпретации кривых БЭЗ. Метод микрозондов. Сущность, применение и геологическое истолкование. Метод сопротивления экранизированного заземления. Физические основы метода. Принципиальная схема замера с трех- и семиэлектродным вариантом прибора. Геолого-технические условия применения метода. Влияние скважины, минерализация бурового раствора, зоны проникновения, мощности пласта на показания метода. Индукционный метод. Физические основы метода. Область применения и геологическое истолкование результатов исследований. Резистивиметрия.

Электрометрия скважин основана на изучении электромагнитного поля по разрезу скважин. Основы теории изучаются путем решения серий задач по однородной и неоднородной среде с постепенно усложняющейся геометрией и увеличивающимся числом границ их раздела.

Перед изучением метода потенциалов собственной поляризации и использованием его для исследования разрезов необходимо уяснить физические свойства горных пород, на которых основан этот метод (диффузионно-адсорбционная, окислительно-восстановительная и фильтрационная активность горных пород). Следует обратить внимание на потенциалы диффузионно-адсорбционного происхождения, так как последние преобладают в породах осадочного комплекса. Изучение процессов необходимо начинать с освоения приемов построения статистических амплитуд для заданных разрезов скважин. Это позволит усвоить главные факторы, от которых зависят наблюдаемые факторы в заданном типе разреза.

Изучение методов сопротивления требует полного представления факторов, от которых зависит удельное электрическое сопротивление горных пород и распределение поля в неоднородной среде. Простым методом решения задач исследования поля в неоднородной среде при наличии одной плоской границы, разделяющей два порознь однородных и изотропных полупространства, является метод зеркальных изображений. Решение этой задачи предопределяет знание характеристик измерительных установок – зондов, используемых в методе кажущегося удельного электрического сопротивления. Решение задач распределения поля в средах с большей сложностью границ раздела позволяет студенту выбрать правила определения границ и мощностей пластов по диаграммам кажущегося сопротивления стандартных зондов. Процесс интерпретации результатов бокового электрического зондирования и определение неизвестных ρ_п, ρ_зп,Д сводится к подбору теоретического решения, подходящего для интерпретируемого случая. Особый интерес представляют методы, основанные на изучении удельного электрического сопротивления горных пород несколько иным путем, чем стандартные зонды, с которыми производится измерение ρ_к.

При измерении этими методами упрощается форма кривой кажущегося или эффективного сопротивления (электропроводности) по сравнению с кривыми трехэлектродных зондов кажущегося сопротивления. Последнее достигается уменьшением размера измерительного устройства и прижимом к стенке скважины (метод микрозондов) или наличием фокусирования силовых линий искусственного электрического поля и направляемые в изучаемый пласт. Метод микрозондов позволяет изучить промытую зону – часть пласта, прилегающую к стенке скважины.

Метод сопротивления экранированного заземления (боковой метод, микробоковой метод) предназначен для изучения разрезов скважин с помощью тока, фокусированного радиальной осью скважины. Что достигается применением в зонде экранных электродов.

Индукционный метод является методом электрометрии, при использовании которого не требуется непосредственного контакта электродов с породами. Данный метод можно использовать в скважинах, заполненных непроводящим материалом (воздухом, нефтью, раствором на нефтяной основе). Упрощение формы регистрируемой кривой электропроводности и приближение ее значения к истинной удельной электропроводности достигается фокусировкой индуцированных токов с помощью специальных фокусирующих катушек.