- •Геофізичні дослідження свердловин
- •Геофізичні дослідження свердловин
- •1 Загальна характеристика дисципліни
- •1.1 Історія розвитку геофізичних досліджень свердловин
- •1.2 Основні напрямки застосування гдс при пошуках, розвідці та розробці корисних копалин, їх ефективність
- •1.3 Структура геофізичних досліджень у свердловинах та класифікація методів гдс за фізичними основами
- •1.4 Організація промислово-геофізичної служби
- •1.5 Категорії свердловин за призначенням та їх підготовка для проведення гдс
- •1.6 Характеристики об’єктів дослідження в свердловинах.
- •2 Електричні методи дослідження свердловин
- •2.1 Методи природного електричного поля Фізичні основи методу потенціалів самочинної поляризації
- •Спосіб реєстрації потенціалів пс та форми кривих пс
- •Задачі, які вирішуються за допомогою методу пс
- •2.2 Методи викликаних потенціалів Фізичні основи методу
- •Задачі, які вирішуються за даними методу вп
- •2.3 Метод звичайних неекранованих зондів
- •Класифікація зондів електричного каротажу
- •Форми кривих уявного опору для різних умов
- •Стандартний каротаж
- •Фізична суть бокового каротажного зондування
- •Коротка характеристика апаратури та технологія проведення досліджень методом бкз
- •Умови ефективного застосування результатів бкз та задачі, які вирішуються
- •2.4 Метод бокового каротажу Фізичні основи методу
- •Трьохелектродний зонд бокового каротажу
- •Семиелектродний зонд бокового каротажну
- •Дев’ятиелектродний зонд бокового каротажу
- •Апаратура бокового каротажу трьохелектродного зонда (абкт)
- •Форми кривих ефективного опору
- •Області застосування та задачі, що вирішуються за допомогою бокового каротажу
- •2.5 Мікрометоди Фізичні основи мікрокаротажу
- •Області застосування мікрокаротажу
- •Мікробоковий каротаж
- •Апаратура мікробокового каротажу (кмбк-3)
- •Резистивіметрія На практиці в польових умовах, як правило, використовують два типи резистивіметрів: свердловинні та поверхневі.
- •Нахилометрія свердловин
- •2.6 Методи індукційного та діелектричного каротажу
- •Метод індукційного каротажу
- •Апаратура індукційного методу (аік-м)
- •Метод діелектричного каротажу
- •Криві діелектричного індукційного каротажу
- •2.7 Методи магнітометрії свердловин
- •Апаратура методу природного магнітного поля
- •Метод магнітної сприйнятливості
- •Апаратура методу мс
- •Криві методу мс
- •Області застосування методу мс
- •Метод ядерно-магнітного каротажу
- •Гірських порід методом ямк (за с.М. Аксельродом)
- •Апаратура ядерно-магнітного каротажу
- •Криві ямк
- •3 Радіоактивні методи дослідження свердловин
- •3.1 Методи гамма-каротажу та спектрального гамма-каротажу Радіоактивність, основні закони радіоактивного розпаду
- •Лічильники, які використовуються для вимірювання радіоактивності
- •Гамма-каротаж сумарної радіоактивності (гк)
- •Гамма-каротаж спектральний (гк-с)
- •Способи еталонування апаратури радіоактивного каротажу
- •3.2 Методи розсіяного гамма-випромінювання (гамма-гамма-каротаж)
- •Взаємодія гамма квантів з речовиною
- •Гамма-гамма-каротаж густинний (ггк-г)
- •Апаратура і методика проведення густинного гамма-гамма-каротажу
- •Гамма-гамма-каротаж селективний (ггк-с)
- •3.3 Нейтронні методи дослідження свердловин
- •Взаємодія нейтронів з речовиною
- •Нейтронний гамма-каротаж (нгк)
- •Джерела швидких нейтронів та вплив різних факторів на покази нейтронних методів
- •Задачі, які вирішуються за даними нгк, ннк-т, ннк-нт
- •Метод імпульсного нейтронного каротажу
- •4 Акустичні методи дослідження свердловин
- •4.1 Фізичні основи акустичних методів
- •4.2 Розповсюдження пружних хвиль у свердловині
- •4.3 Апаратура акустичного каротажу
- •4.4 Методика проведення вимірювань при акустичному каротажі
- •4.5 Задачі, що вирішуються за допомогою акустичного каротажу
- •5 Термічні методи дослідження свердловин
- •5.1 Фізичні основи використання термокаротажу
- •5.2 Апаратура для термічних вимірювань у свердловині
- •5.2 Області застосування методу природного теплового поля Землі та геологічні задачі, які розв’язуються за результатами даного методу
- •6 Вивчення технічного стану свердловин
- •6.1 Інклінометрія
- •6.2 Кавернометрія
- •6.3 Трубна профілеметрія
- •7 Геохімічні дослідження у свердловинах
- •7.1 Газовий каротаж в процесі буріння
- •7.2 Газовий каротаж після буріння
- •7.3 Комплекс досліджень які проводяться сумісно з газовим каротажем в процесі буріння свердловин
- •8 Інші види каротажу
- •8.1 Електромагнітна локація муфт.
- •8.2 Дефектоскопія і товщинометрія
- •8.3 Механічна і термокондуктивна витратометрія (дебітометрія)
- •8.4 Припливометрія, визначення складу флюїдів у свердловині
- •8.5 Акустична шумометрія
- •8.6 Барометрія
- •9 Контроль якості цементування колон і труб у свердловині
- •9.1 Метод термометрії
- •9.2 Гамма-гамма каротаж
- •9.3 Акустичний каротаж
- •10 Прострілкові та вибухові роботи у свердловинах
- •10.1 Перфорація
- •10.2 Торпедування
- •10.3 Інші види підривних робіт
- •10.4 Відбір зразків порід, проб пластових флюїдів та випробовування пластів
- •11 Техніка безпеки, промислова санітарія і протипожежні заходи при геофізичних дослідженнях свердловин
- •11.1 Основні правила техніки безпеки при проведенні геофізичних робіт у свердловинах
- •11.2 Електрометричні роботи
- •11.3 Радіометричні роботи
- •11.4 Прострілково-вибухові роботи
- •11.5 Промислова санітарія і протипожежні заходи
- •Список використаної літератури
Метод діелектричного каротажу
Діелектрична проникність, яка є однією з основних електричних характеристик гірських порід, показує, у скільки разів зменшується взаємодія одиничних зарядів у даному середовищі по відношенні до вакууму.
1 – для двохкотушечного зонда Lі/dс=1.875; 2 – для фокусуючого зонда Lі/dс=2.25; 3 – рівні значень дійсного питомого електричного опору порід; середовища різного питомого електричного опору: 4 – п=10 Ом·м; 5 – п=1 Ом·м; 6 – п=0.1 Ом·м; 7 – п; 8 – зона проникнення промивної рідини
Рисунок 2.20 – Теоретичні криві звичайного індукційного каротажу
На практиці використовують відносне значення діелектричної проникності. Відносна діелектрична проникність для породоутворюючих мінералів складає 4-10, води – приблизно 80, нафти – 2.0-2.7.
Величину діелектричної проникності порід можна вимірювати двома способами – індуктивними та ємнісними. Індуктивним способом вимірюється складова магнітного поля, ємнісним – ємність між двома обкладинками циліндричного конденсатора.
Діелектричний каротаж базується на вивченні високочастотного електромагнітного поля, е.р.с. якого залежить від інтенсивності струмів зміщення, які обумовлені діелектричною проникністю. На величину загального сигналу можуть впливати і струми провідності.
Електромагнітне поле описується наступним рівнянням Максвела:
, (2.26)
де H – вектор напруженості магнітного поля; – електропровідність середовища; i – густина струму провідності; – кругова частота електромагнітного поля; а – діелектрична абсолютна проникність; E – вектор напруженості електричного поля.
Виходячи із рівняння Максвелла, величина вихору напруженості магнітного поля визначається другим доданком, який представляє собою густину струмів зміщення у випадку змінного поля достатньо високої частоти або малої електропровідності середовища.
У діелектричному індуктивному каротажі вимірюється абсолютне значення амплітуди вторинного магнітного поля. Для дослідження розрізів свердловини використовуються трьохкотушечні зонди із двома вимірювальними та однією генераторною котушками (І10.2І20.8Г) або з двома генераторними та однією вимірювальною котушками (І0.8Г10.2Г2) (Рис. 2.21). Частота струму живлення генераторної котушки – 15-16 МГц. Відстань між зближеними котушками називається базою зонда, а середина даної відстані умовно прийнято за точку запису кривої.
За допомогою високочастотного генератора в навколишньому середовищі збуджуються вихрові струми. Індуковані струми наводять е.р.с. у приймальній котушці. Величина е.р.с., яка фіксується на приймальній котушці, пропорційна діелектричній проникності та електропровідності порід.
Крім абсолютного значення амплітуди вторинного поля, можна зареєструвати різницю його амплітуд:
, (2.27)
де Az1=Hz1/Hz0; Az2=Hz2/Hz0; Hz1, Hz2 – осьові складові напруженості магнітного поля диполя на відстані z1 і z2 від генераторної котушки; Hz0 – вертикальна компонента магнітного поля у повітрі.
В, В1, В2 – вимірювальні котушки, Г, Г1, Г2 – генераторні котушки
Рисунок 2.21 – Схема трьохелементного індукованого діелектричного зонда з двома вимірювальними (а) і двома генераторними (б) котушками
Величина різниці амплітуд напруженості магнітного поля у хвильовій зоні (|k·z|>>1, де k – хвильове число) у випадку, якщо струми зміщення співвимірні з струмами провідності або перевищують їх, визначається за формулою:
, (2.28)
де a і b – коефіцієнти у виразі для хвильового числа, які визначаються із формул:
, (2.29)
, (2.30)
де а – магнітна абсолютна проникність.
Виходячи з (2.30) випливає, що різниця амплітуд у хвильовій зоні залежить від відстані між генераторною та ближньою до неї приймальною котушками z2, величини поглинання енергії поля на даному шляху e-bz, відношення відстаней z1/z2, поглинання та фазового зсуву на інтервалі z, яка визначається величиною функції e-bz і cos·z.
Недоліком діелектричного індукційного каротажу є вплив на результати вимірювань параметрів свердловини та електропровідності порід.