- •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
Гамма-каротаж
Природна радіоактивність гірських порід у свердловинах вимірюється радіометром. Він рухається у стовбурі свердловини, переважно, знизу вверх, реєструючи зміну радіоактивності гірських порід. При цьому індикатор гамма-випромінювання в загальному випадку реєструє інтенсивність гамма-поля I, яка обумовлена радіоактивністю гірських порід, навпроти яких знаходиться радіометр, промивною рідиною, стальною колоною та цементом:
, (8.9)
де k1, k2, k3, k4 – відповідно ефективності індикатора для спектрів енергій гамма-випромінювання гірської породи, промивної рідини, колони та цементу.
Лічильники, які використовуються при вимірюванні радіоактивності
Для проведення досліджень розрізів свердловин методами радіометрії використовується одноканальна та двоканальна апаратура.
Двоканальна апаратура дозволяє реєструвати одночасно дві криві – гамма-каротажу та нейтронного гамма-каротажу; гамма-каротажу та нейтрон-нейтронного каротажу за тепловими нейтронами; гамма-каротажу та нейтрон-нейтронного каротажу за надтепловими нейтронами. Одноканальна апаратура дозволяє реєструвати тільки криву гамма-каротажу. В апаратурі гамма-каротажу в якості датчиків використовуються газорозрядні, сцинтиляційні та напівпровідникові лічильники.
Газорозрядні лічильники. Газорозрядний лічильник представляє собою газонаповнений прилад, який забезпечує реєстрацію інтенсивності ядерних частинок за виникненням газового розряду. Газовим розрядом називають явище протікання іонізаційного струму через гази.
Газорозрядний лічильник – це своєрідний конденсатор. Одним електродом (анодом) у ньому служить тонка нитка із вольфраму, заліза або іншого металу діаметром 0,1-0,5 мм, яка натягнута вздовж осі скляного циліндра діаметром 1-3 см, другим електродом (катодом) є внутрішнє металічне покриття даного циліндра (рис.87 ст.183 Д). Роль діелектрика виконує суміш газів, яка заповнює під тиском 1,33·104 Па простір між електродами.
Основні переваги газорозрядних лічильників:
стабільність роботи у великому діапазоні зміни температури – від -55 до +300С;
необов’язковість стабільності напруги живлення;
підвищена ефективність до жорсткого гамма-випромінювання при розв’язуванні деяких геолого-промислових задач.
Недоліки газорозрядних лічильників:
висока робоча напруга живлення (700-1600В);
обмежений термін роботи внаслідок розходу багатоатомних молекул на дисоціацію;
мала максимальна швидкість рахунку.
Сцинтиляційні лічильники. Сцинтиляційний лічильник (рис.90ст.188Д) має два основних елемента: сцинтилятор, який реагує на ядерне випромінювання спалахами світла, і фотоелектронний помножувач (ФЕП), який перетворює дані слабкі спалахи світла в електричний імпульс та підсилює їх у мільйони раз.
Сцинтилятори (люмінофори). Принцип роботи сцинтилятора полягає в наступному. Гамма-квант, який попадає в сцинтилятор, взаємодіє з його атомами (фотоефект, комптон-ефект, утворення електронно-позитронних пар), що приводить до виникнення вільних зарядів (електронів і позитронів). Даним зарядам передається або вся енергія кванта (фотоефект), або її частка (комптон-ефект, утворення пар). Енергія вільних зарядів використовується на іонізацію та збудження атомів сцинтилятора. При переході зі збудженого стану в основний атоми сцинтилятора втрачають енергію, яка отримана при збудженні, у виді електромагнітних коливань (світлових фотонів) – люмінесценції.
Із багато чисельних сцинтиляторів найбільш часто використовують монокристали йодистого натрію NaI(Tl), йодистого калію KI(Tl), йодистого цезію CsI(Tl), які активовані талієм Tl з метою створення в решітках неорганічних кристалів додаткових центрів люмінесценції, а також пластмасові сцинтилятори.
Фотоелектронний помножувач (ФЕП) – пристрій, який з’єднує в собі фотоелемент і електронний підсилювач (рис.90), дія якого базується на явищі вторинної електронної емісії.
Електрони, які вилітають із фотокатода, прискорюються електричним полем і через діафрагму прямують на перший електрод (динод) помножувача. Внаслідок вторинної емісії кожний впавший електрон вибиває із динода декілька вторинних електронів, кількість яких залежить від прикладеної між електродами різниці потенціалів. Дані електрони, знаходячись у полі притягання другого динода, також прискорюються та викликають вторинну електронну емісію на наступному диноді. Таким чином, проходить стрибкоподібне збільшення кількості електронів на кожному диноді ФЕП. Останнім електродом у даній ланці служить анод, який виконується у виді сітки та оточується екраном, який з’єднаний з передостаннім електродом.
Основні переваги сцинтиляційних лічильників:
висока чутливість (ефективність), в тому числі і до гамма-променів;
велика роздільна здатність;
здатність розділяти частинки за їх енергіями та вимірювати їх, тобто проводити спектрометрію радіоактивних променів.
Недоліки сцинтиляційних лічильників:
висока чутливість до зміни температури навколишнього середовища;
підвищені вимоги до стабільності напруги живлення;
великий розкид параметрів фото помножувачів і зміна характеристик та параметрів фото помножувачів у процесі їх роботи.
Напівпровідникові лічильники. У напівпровідникових лічильниках використовується властивість детекторів – одностороння провідність електричного струму. Для цього створюють деякий шар, який називається p-n-переходом і володіє високим питомим опором. Дві пластини напівпровідника, одна з електронною провідністю, а друга з дірковою, приводять у тісне доторкання. У місцях їх доторкання починається дифузія електронів, яка нейтралізує частину дірок у тонкому граничному шарі з дірковою провідністю, і даний шар заряджається негативно. Аналогічно тонкий граничний шар з електронною провідністю заряджається позитивно. У результаті утворюється перехід p-n, який перешкоджає подальшій дифузії носія заряду. Такий перехід p-n володіє властивостями детектора. Якщо пластину з електронною провідністю приєднати до катода, а пластину з дірковою провідністю – до аноду, то через перехід іде струм. При зворотній полярності товщина переходу p-n росте і система не проводить струм.
Основні переваги напівпровідникових лічильників:
економія живлення;
компактні;
не чутливі до магнітного поля;
амплітудне розділення в 20-30 разів краще, ніж у сцинтиляційних лічильниках.
Недоліки сцинтиляційних лічильників:
використання обмежене порівняно невеликими розмірами;
нестабільність роботи при підвищених температурах.