- •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
Задачі, які вирішуються за даними іннк
Імпульсний нейтрон-нейтронний каротаж використовується для літологічного розчленування розрізів свердловин, виділення корисних копалин, визначення характеру насичення порід-колекторів, відбивка водонафтового, газонафтового та газоводяного контактів.
На відміну від стаціонарних нейтронних методів імпульсний нейтрон-нейтронний каротаж по теплових нейтронам дозволяє вирішувати задачу, щодо відбивки газорідинного та водонафтового контактів, навіть при пониженій мінералізації пластових вод (20-50 г/л).
При високій мінералізації пластових вод за даними ІННК можна визначати також коефіцієнт нафтонасиченності, а відповідно, слідкувати за текучим нафтонасиченням родовищ, що розробляються.
Лекція №12
Пружні характеристики гірських порід. Акустичні методи дослідження свердловин: ультразвуковий звичайний, широкосмуговий, сейсмокаротаж. Особливості реєструючих пристроїв. Області застосування даних АК
Акустичні методи дослідження розрізів свердловин базуються на вивченні пружних характеристик порід за спостереженнями розповсюдженням у них пружних хвиль.
За типом параметрів, які реєструються, виділяють наступні основні модифікації акустичних методів: акустичний каротаж за швидкістю розповсюдження пружних хвиль; акустичний каротаж за затуханням пружних хвиль; широкосмуговий акустичний каротаж та інші. Каротажі за швидкістю та затуханням пружних хвиль складають стандартний акустичний каротаж (АК) і проводяться переважно одночасно.
12.1 Фізичні основи акустичних методів
Пружні хвилі, що використовуються в промисловій геофізиці для проведення акустичних методів, поділяються на три групи:
1. інфразвукові хвилі з частотами менше 16 Гц;
2. звукові – з діапазоном частот від 16 до 2·104 Гц;
3. ультразвукові – з частотами більше 2·104 Гц.
При детальному вивченні пружних характеристик гірських порід на практиці найчастіше використовуються хвилі з проміжними частотами 10-75 кГц і переважанням з ультразвуковими частотами.
В основі досліджень акустичними методами лежить відмінність пружних властивостей порід, які складають геологічні розрізи свердловин.
Гірські породи в природному заляганні практично є пружними тілами. Якщо на елементарний об’єм породи діє яка-небудь сила, то відбувається його деформація – зміна розмірів і форми; після припинення дії сили – відновлюється вихідне положення.
Розглянемо середовище, в обмеженій області якої діє протягом деякого короткого часу зовнішня збуджуюча сила. У результаті в цій області середовища виникає деформація і буде спостерігатися переміщення частинок середовища. Останнє приведе до виникнення напружень у шарі, який оточує область збудження; в даному шарі також виникнуть деформації, що змінюються в часі. Від даного шару напруження і деформації передадуться в наступний шар і т.д. У результаті від точки прикладання сили, що збуджує, у всіх напрямках будуть поширюватися зміни (деформації) початкового стану середовища. Після того, як частка середовища зробить коливання біля свого початкового положення, вона заспокоюється.
Процес послідовного поширення деформації називається пружною хвилею.
Поверхня, яка відокремлює в певний момент часу область середовища, у якій хвиля вже викликала коливання частинок, від тієї області, де збудження ще не спостерігаються, називається переднім фронтом (або фронтом) хвилі. Лінію, вздовж якої відбувається поширення хвилі, у кожній своїй точці утворюючи прямий кут із фронтом хвилі у відповідний момент часу, називають променем.
В однорідному середовищі фронт хвилі, який утворений точковим випромінювачем, буде представляти сферичну поверхню; у неоднорідному середовищі фронт хвилі буде представлений поверхнею складної форми.
У залежності від виду деформації в породі виникають різні типи пружних хвиль. Найбільш інформативними, при вивченні пружних властивостей гірських порід, є наступні хвилі: поздовжні (P-хвилі), поперечні (S-хвилі), Лемба (L-хвилі) та вторинного походження. Основними хвилями, які використовуються в промисловій геофізиці, є поздовжні та поперечні хвилі.
Поздовжня хвиля несе із собою тільки деформації об’єму. Поширення поздовжньої хвилі представляє переміщення зон розтягування та стискування; частинки середовища здійснюють коливання біля свого початкового положення в напрямку, який збігається з напрямком поширення хвилі (Рис. 1, а). Поперечна хвиля пов’язана з деформаціями форми; поширення її зводиться до ковзання шарів середовища одного відносно іншого; частинки середовища роблять коливання біля свого початкового положення і в напрямку, який перпендикулярний напрямку поширення хвилі (мал. 1, б). Поперечні хвилі можуть існувати тільки у твердих тілах.
Для пружної хвилі характерна швидкість її розповсюдження, що спостерігається за рухом променя. Величина швидкості залежить від пружних властивостей середовища та типу хвилі. Основними властивостями пружних тіл є наступні:
1. Модуль поздовжнього розтягу (модуль Юнга) Е. Модуль поздовжнього розтягу дорівнює відношенню напруги p до відносного подовження l, таким чином маємо:
, (1)
де p=F/s – напруження (F – прикладена сила, s – поперечний переріз тіла).
2. Коефіцієнт поперечного скорочення (коефіцієнт Пуассона) . Коефіцієнт поперечного скорочення є коефіцієнтом пропорційності між відносним поперечним скороченням lc даного пружного тіла та його відносним подовженням l:
. (2)
Розрізняють два типи параметрів, які характеризують пружні хвилі, – кінематичні та динамічні.
Кінематичні параметри. Швидкість поширення пружних хвиль у гірській породі визначається Е, та її густиною п. Так, швидкість поширення поздовжньої хвилі становить:
. (3)
Швидкість поширення поперечної хвилі становить:
. (4)
Для гірських порід величина Е змінюється в межах 0.15·10-4 – 0.6·10-5 МПа, коефіцієнт ν близький до 0.25.
Після підстановки у формули (3) і (4) середніх значень пружних констант для гірських порід одержимо співвідношення VP/VS=1.73. Отже, подовжня хвиля розповсюджується приблизно в 1.73 рази швидше від поперечної.
Пружні властивості гірських порід, а значить, і швидкості розповсюдження пружних хвиль у них обумовлені їх мінеральним складом, пористістю та формою порового простору і, таким чином, тісно пов’язані з літологічними та петрофізичними властивостями. В таблиці 1 наведено швидкості розповсюдження пружних хвиль у деяких середовищах.
Швидкість хвиль Лемба VL визначаються за допомогою виразу, який включає швидкість гідрохвиль V0, що розповсюджуються в свердловинній рідині з густиною 0, і швидкість поперечних хвиль VS у навколишньому середовищі з густиною п:
. (5)
Величина, яка обернена швидкості розповсюдження пружної хвилі в породі, прийнято називати інтервальним часом проходження хвилі T, одиниця вимірювання – секунда на метр (с/м) або мікросекунда на метр (мкс/м):
. (6)
Динамічні параметри. Розповсюдження пружних хвиль в гірських породах супроводжується поступовим зменшенням їх енергії внаслідок фізичних процесів поглинання, розсіювання та геометричного розходження. Енергію хвилі характеризує амплітуда коливань A. Зменшення амплітуди коливань із збільшенням відстані від джерела збудження до точки спостереження для випадку плоского фронту розповсюдження пружної хвилі проходить за експоненційним законом:
, (7)
де A0, A – відповідно, амплітуди коливань поблизу джерела збудження та точки спостереження; п – коефіцієнт поглинання пружних хвиль; l – відстань, яку пройшла хвиля.
Коефіцієнт поглинання (затухання) пружних хвиль п є показником втрати енергії хвиль в гірських породах у наслідок вказаних вище фізичних процесів. Вираз для п має наступний вид:
, (8)
де A1 і A2 – амплітуди хвиль, які реєструються приймачами, що розміщені на відстані l (бази зонда) один від іншого.
Одиниця вимірювання коефіцієнта поглинання – децибел на метр або 1/м. Величина п залежить від пористості породи, мінерального складу її скелету і цементу, геометрії пор і рідини, що заповнює пори.