- •Лекція №1
- •1.1 Вступ. Історія розвитку гдс. Вклад вітчизняної науки при створенні теоретичних та технічних основ каротажу
- •1.2 Основні напрямки застосування гдс при пошуках, розвідці і розробці корисних копалин, їх ефективність
- •1.3 Класифікація методів гдс за фізичними основами. Поняття про раціональний комплекс методів досліджень свердловин
- •Лекція №2
- •2.1 Конструкція свердловини
- •2.2 Категорії свердловин за призначенням
- •2.3 Характеристики об’єктів дослідження в свердловинах. Поняття про зону кольматації, промиту зону, зону проникнення, незатронуту зону
- •Лекція №3
- •3.1 Фізичні основи методів електричного каротажу
- •3.2 Класифікація зондів
- •3.3 Форми кривих для різних умов
- •3.4 Стандартний каротаж
- •3.5 Мікрокаротажне зондування Фізичні основи, апаратура, області застосування
- •3.7 Визначення коефіцієнта мікрозондів
- •Нахилометрія свердловин
- •Лекція №4
- •4.1 Фізична суть бокового каротажного зондування
- •4.2 Апаратура, технологія проведення досліджень
- •4.3 Умови ефективного застосування результатів бкз та задачі, які вирішуються
- •Лекція №5
- •5.1 Фізичні основи методів
- •5.2 Метод опору екранованого заземлення з автоматичним фокусуванням струму
- •Апаратура бк трьохелектродного зонда (абкт)
- •5.3 Форми кривих ефективного опору
- •5.4 Області застосування та задачі, що вирішуються
- •5.5 Мікробоковий каротаж
- •Лекція №6
- •6.1 Фізичні основи
- •6.2 Форми кривих і фактори, що впливають
- •6.3 Області застосування та задачі, які вирішуються за даними ік
- •6.4 Фізичні основи діелектричного каротажу
- •6.5 Області застосування діелектричного каротажу
- •Лекція №7
- •7.1 Природні потенціали в свердловині
- •7.2 Спосіб реєстрації потенціалів пс
- •7.3 Форми кривих пс
- •7.4 Задачі, які вирішуються за допомогою методу пс
- •7.5 Метод викликаної поляризації. Фізичні основи. Методика проведення досліджень. Задачі, які вирішується за даними методу вп Фізичні основи методу викликаної поляризації
- •Методика проведення досліджень
- •Задачі, які вирішується за даними методу вп
- •Лекція №8
- •13.1 Фізичні основи методів магнітного поля
- •13.2 Метод природного магнітного поля
- •13.3 Апаратура методу природного магнітного поля
- •13.4 Області застосування методу пмп
- •13.5 Метод магнітної сприйнятливості
- •13.6 Апаратура методу мс
- •13.7 Криві методу мс
- •13.8 Області застосування методу мс
- •13.9 Ядерно-магнітний каротаж
- •13.10 Апаратура ядерно-магнітного каротажу
- •13.11 Криві ямк
- •13.12 Області застосування ямк
- •Лекція №9
- •Радіоактивність, основні закони радіоактивного розпаду
- •Гамма-каротаж
- •Лічильники, які використовуються при вимірюванні радіоактивності
- •Способи еталонування апаратури
- •Криві гк
- •Задачі, які вирішуються за допомогою гк
- •Спектрометричний гамма-каротаж
- •Лекція №10
- •10.1 Взаємодія гамма квантів з речовиною
- •10.2 Фізичні основи ггк-г
- •10.4 Апаратура і методика проведення густинного гамма-гамма-каротажу
- •10.5 Гамма-гамма-каротаж селективний
- •10.6 Області застосування методів розсіяного гамма-випромінювання
- •Лекція №11
- •Взаємодія нейтронів з речовиною
- •Фізичні основи нейтронних методів:
- •Нейтронний гамма-каротаж
- •Нейтрон-нейтронний каротаж по теплових нейтронах
- •Нейтрон-нейтронний каротаж по надтеплових нейтронах
- •Задачі, які вирішуються за даними нгк, ннк-т, ннк-нт
- •Джерела швидких нейтронів
- •Вплив різних факторів на покази нейтронних методів
- •Імпульсний нейтрон-нейтронний каротаж
- •Задачі, які вирішуються за даними іннк
- •Лекція №12
- •12.1 Фізичні основи акустичних методів
- •12.2 Розповсюдження пружних хвиль у свердловині
- •12.3 Апаратура акустичного каротажу
- •12.4 Методика проведення вимірювань акустичного каротажу
- •12.5 Задачі акустичного каротажу
- •Лекція №13
- •13.1 Типи і основні вузли каротажних станцій-лабораторій
- •Лабораторія лкс-7-02
- •Будова та робота лабораторії
- •Пристрої та робота основних складових лабораторії
- •13.2 Каротажні лебідки, підйомники, їх конструкції. Каротажні: кабелі, датчики магнітних міток, натягу, блок-баланси, сельсини
- •Лекція №14
- •Області застосування методу природного теплового поля Землі та геологічні задачі, які розв’язуються за результатами даного методу.
- •5.3 Апаратура, обладнання та матеріали
- •Лекція №15
- •Інклінометрія
- •3.3 Апаратура, обладнання та матеріали
- •Кавернометрія
- •4.3 Апаратура, обладнання та матеріали
- •Лекція №16
- •Геохімічні дослідження у свердловинах
- •Газовий каротаж в процесі буріння
- •Апаратура та методика проведення газометрії свердловин в процесі буріння
- •Задачі газометрії свердловин підчас буріння
- •Газометрія свердловин після буріння
- •Механічний каротаж
- •Задачі, які вирішуються за допомогою комплексних геофізичних досліджень в процесі буріння
- •Припливометрія
- •Дебітометрія
- •Лекція №17
- •17.1 Метод термометрії
- •17.2 Гамма-гамма каротаж
- •17.3 Акустичний каротаж
- •Лекція №18 Дефектометрія свердловин. Індуктивний дефектомір обсадних труб. Гамма-гамма-товщиномір. Свердловинне акустичне телебачення. Акустичні сканери
- •18.1 Індуктивний дефектомір обсадних труб
- •18.2 Гамма-гамма-товщиномір
- •18.3 Свердловинне акустичне телебачення
- •Лекція №19
- •Визначення положення газорідинних і водо-нафтових контактів
- •Лекція №20
- •20.1 Перфорація
- •20.2 Торпедування
- •20.3 Інші види підривних робіт
- •20.4 Відбір зразків порід, проб пластових флюїдів та випробовування пластів
- •20.4.1 Відбір зразків порід
- •20.4.2 Відбір проб пластових флюїдів та випробовування пластів
- •Лекція №21
- •21.1 Основні правила техніки безпеки при проведенні геофізичних робіт у свердловинах
- •21.2 Електрометричні роботи
- •21.3 Радіометричні роботи
- •21.4 Прострілково-вибухові роботи
- •21.5 Промислова санітарія і протипожежні заходи
6.5 Області застосування діелектричного каротажу
При дослідженні розрізів свердловин, які складені породами середнього та високого питомого електричного опору, та при заповненні необсаджених свердловин відносно прісною промивною рідиною (р>0.7) діелектричними методами отримують найбільш точні результати. Відмінність у величинах діелектричної проникності порід, які насичені прісною водою (вп=16-25) і нафтою (нп=5-12), дозволяє достатньо впевнено провести їх розділення.
Діелектричні методи найбільш ефективні при вивченні гідрогеологічних та інженерних свердловин, при вивченні водонасичення пластів, а також при вивченні рудних свердловин.
Діелектричні методи дозволяють більш детально проводити літологічне розчленування розрізів свердловин, які складені породами середнього та високого питомого опорів; виявляти місця проривів прісних вод, які нагнітаються при розробці родовищ; вивчати водоносні пласти, які насичені прісними пластовими водами; визначати дійсну діелектричну проникність порід з метою вивчення їх колекторських властивостей та нафтонасичення.
Лекція №7
Електрохімічні види досліджень. Природні потенціали в свердловині. Спосіб реєстрації потенціалів ПС. Форми кривих ПС. Задачі, які вирішуються за допомогою методу ПС. Метод викликаної поляризації. Фізичні основи. Методика проведення досліджень. Задачі, які вирішується за даними методу ВП
7.1 Природні потенціали в свердловині
Методи потенціалів власної поляризації гірських порід базуються на вивченні природного стаціонарного електричного поля в свердловинах, утворення якого пов’язане з фізико-хімічними процесами, що відбуваються на поверхні розділу свердловина-порода та між пластами різної літології (Рис. 3.1). На поверхні розділу утворюються подвійні електричні шари, різні потенціали яких утворюють певні величини напруженості електричного поля між гірськими породами та свердловиною.
Потенціали власної поляризації порід утворюються в результаті наступних фізико-хімічних процесів:
дифузія солей із пластових вод в промивну рідину та навпаки, а також адсорбція іонів на поверхні мінеральних частинок гірської породи;
фільтрації вод із промивної рідини в породи і пластових вод у свердловину;
окисно-відновних реакцій, що проходять в породах і на їх контакті з промивною рідиною та металами.
Дифузійно-адсорбційні потенціали
Виникнення в свердловинах природної електрохімічної активності визначається в першу чергу процесами дифузії електролітів.
На контакті розчинів електролітів пластової води концентрації Св і фільтрату промивної рідини концентрації Сф неоднакової мінералізації та різного хімічного складу виникає дифузійна електрорушійна сила, яка визначається формулою:
, (3.1)
де Kд – коефіцієнт дифузійної електрорушійної сили:
, (3.2)
де lk, la – відповідно, рухомість катіона та аніона; nk, na, zk, za – відповідно, число катіонів і аніонів, на які дисоціює одна молекула електроліту; Т – абсолютна температура, К; R – універсальна газова стала, яка рівна 8.3 Дж/градус·м; F – число Фарадея, рівне 96500 Кл.
Рівняння (3.1) справедливе для ідеальних розчинів досить низької концентрації. У випадку реальних електролітів у виразі (3.1) необхідно замість концентрації Св і Сф використовувати значення активностей aв=f1·Cв і aф=f2·Cф, де f1, f2 – коефіцієнти активності, які враховують вплив сил взаємодії між іонами в реальних розчинах. Коефіцієнт активності “виправляє” концентрацію так, щоб рівняння, які отримані для ідеальних електролітів, були справедливі і для реальних розчинів.
Тільки в сильно розведених розчинах активність рівна концентрації розчину, тобто коефіцієнт активності рівний одиниці.
Для реальних розчинів вираз (3.1) набуде виду:
. (3.3)
При контакті порід різного літологічного складу або розчину та породи виникає дифузійно-адсорбційна різниця потенціалів:
,(3.4)
де Kдa=Kд+Aдa – коефіцієнт дифузійно-адсорбційної електрорушійної сили; Aдa – дифузійно-адсорбційна активність породи.
Величина Адa і Eдa визначаються хімічним складом і концентрацією контактуючих розчинів, речовинним і гранулометричним складом породи, густиною укладання частинок і мірою водонасичення (нафтогазонасичення) колектора, температурою та тиском в свердловині.
Дифузійно-адсорбційна активність розраховується за формулою:
. (3.5)
Фізична суть дифузійно-адсорбційної активності полягає в тому, що її величина визначається різницею коефіцієнтів дифузійно-адсорбційної електрорушійної сили гірської породи та дифузійної електрорушійної сили даної пари розчинів питомих опорів ф, в.
Фільтраційні потенціали
У випадку руху рідини через гірські породи при певних умовах виникають потенціали фільтрації.
На поверхні розділу капіляра, що моделює одиничну пору породи, з розчином електроліту формується подвійний електричний шар (Рис.3.2). Зовнішня його частина утворена дифузним шаром іонів, товщина якого тим більша, чим менша концентрація розчину. Якщо між кінцями капіляру створити різницю тисків р, то при русі через капіляр рідина забирає частину іонів дифузійного шару, в результаті чого сам капіляр заряджається позитивно, а на його кінцях з високим тиском виникає від’ємний потенціал.
Величина потенціалу фільтрації через капіляр визначається формулою Гельмгольца:
, (3.6)
де р – питомий електричний опір рідини; – електрокінетичний потенціал, який рівний різниці потенціалів на границі рухомої та нерухомої частин подвійного шару та вільного розчину; – в’язкість рідини в капілярі.
Потенціал фільтрації для порід в свердловинних умовах визначається за формулою:
(3.7)
де Аф – фільтраційна активність середовища, що досліджується; m – показник степеня, який обернено-пропорційно залежить від ємності обміну qп породи (при qп0 величина m1); n – емпіричний коефіцієнт, який вимірюється від 0.5 до 1; величина p=pc–pпл – перепад тисків між свердловинним і пластовим.
Окисно-відновні потенціали
Окисно-відновні потенціали виникають в свердловинах у результаті хімічних реакцій, які відбуваються між тілами з електронною провідністю та електролітами промивної рідини та пластових вод. Окисно-відновні електрорушійні сили можуть виникати в сульфідах, кам’яних вугіллях та інших гірських породах.
У нафтових і газових свердловинах, розрізи яких складені переважно піщано-глинистими та карбонатними породами, величина потенціалів власної поляризації обумовлена головним чином дифузійно-адсорбційними потенціалами, на які при відповідних умовах можуть накладатись потенціали фільтрації. Окисно-відновні потенціали для таких розрізів не характерні.