Составитель: доц.каф. ГФХМР Данильева Н.А. ЛЕКЦИЯ № 1 ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ

физические методы исследования горных пород используются для геологического изучения разрезов,

пройденных скважинами, выявления и оценки запасов полезных ископаемых, получения информации о ходе разработки месторождений и о техническом состоянии скважин.

Геофизические исследования в скважинах, бурящихся на нефть и газ - промысловая геофизика.

Голубятниковым Д.В. методом термометрии.
Позднее бр. Шлюмберже ввели методы сопротивлений в

1926-1928 гг. во Франции, позднее и в СССР.
1931 г – инклинометрия;
1933 г – газовый каротаж;
1934 г – гамма-каротаж;
1935 г – механический каротаж, НК, кавернометрия;
1948 г – АК, ИК, ДК.

глубины и очень малого диаметра. Сечение скважины – окружность, реже

эллипс. Диаметр зависит от горных пород, слагающих скважину. Напротив глин и угля образуются каверны, напротив пористых пластов – глинистая корка.

проводят по типу изучаемых физических полей. В этой связи различают

электрические и электромагнитные, радиоактивные (ядерно-физические), сейсмоакустические (в том числе ультразвуковые), термические, магнитные, геохимические, механические и др.

К настоящему времени создано более 150 методов и модификаций. К наиболее широко решаемым методами ГИС задачам можно отнести следующие:

месторождений;
изучение технического состояния скважин;
проведение прострелочных и взрывных работ;
уточнение данных наземной

геофизики;
решение экологических задач;
решение инженерно-геологических задач;
решение гидрогеологических задач.

измерительный прибор — зонд конкретного метода ГИС спускаемый на кабеле

2. Кабель намотан на барабан лебедки каротажного подъемника 5, установленной на транспортном средстве 6. В зонде располагаются датчики физических величин и электронные узлы, питаемые по кабелю. Прибор опускают в скважину через направляющий блок 4 и блок-баланс 3. Сигналы от датчиков зонда передаются по кабелю на поверхность через соединительный кабель 8 в геофизическую лабораторию 7. В ней ведется аналоговая (в виде диаграмм) или цифровая автоматическая их регистрация. Подъемник 5 и геофизическую лабораторию 7 называют каротажной станцией. В настоящее время аппаратура и спускоподъемное оборудование обычно размещают в одной машине.

Схема установки для геофизических исследований скважин (по Д. И. Дьяконову).

ИК, ДК, ВИКИЗ, ЯМК;
Радиоактивные методы: ГК, ГК-С, ГГК, ГГК-П, ГГК-С,

ГГК-Ц, ГГК-Д,Т;
Нейтронные методы: НГК, ННК-Т, ННК-НТ , НГК-С, ИНГК, ИННК-Т, ИНГК-С, СО-каротаж;
Акустические методы: АК, ВАК, АКЦ, ВСП, АК-сканер, АК, Кав., ШМ, виброакустический каротаж;
Термические методы: геотермия (естественное поле), термометрия (искусственное поле);
Прямые методы: ИПТ, ОПК, ГДК;
Изучение тех.состояния скважин: кавернометрия, профилеметрия, инклинометрия, ГГК-Ц, ГГК-Д,Т, ЛМ, ЭМД;
Исследования действующих скважин: расходометрия, резистивиметрия, барометрия, ГДК.

(ПС)
Каротаж сопротивлений (КС)
Боковой каротаж (БК)
БКЗ, МБК
Каротаж вызванной поляризации (ВП)

пластовых вод в промывочную жидкость и наоборот, а также адсорбцией

ионов на поверхности минеральных частиц ГП;

фильтрацией вод из промывочной жидкости в породы и пластовых вод в скважину;

окислительно-восстановительными реакциями, происходящими в породах и на контакте их с промывочной жидкостью и металлами.

вод.

СП;
метод селектированных зондов СП;
метод квазистатических потенциалов СП;
метод специальных зондов

СП.

– приемный электрод

влияние ограниченной мощности пласта и сопротивления вмещающих пород на величину

напряжения. Этот метод позволяет выделить в разрезах скважин проницаемые и глинистые пласты, залегающие среди пород высокого электросопротивления (карбонатов).

При обработке данных обычного метода СП и метода градиента потенциала СП, полученных против пластов ограниченной мощности высокого удельного сопротивления, с помощью палеток вносят соответствующие поправки за влияние мощности и удельного сопротивления пласта, удельного сопротивления вмещающих пород и зоны проникновении, диаметров скважины. Исправленные значения разности потенциалов СП называют квазистатическими.

Метод квазистатических потенциалов СП

Метод специальных зондов СП

В тех случаях, когда по тем или иным причинам невозможно записать кривую СП обычным способом из-за сильных блуждающих промышленных или теллурических токов, применяют специальные зонды (стабильный зонд, трехэлектродный зонд Дахнова – Дьяконова, экранный зонд).
Способ с контрольным замером потенциалов СП.

и электрохимические процессы. Электрохимические процессы характерны для пород с электронной

и ионной проводимостями.
У пород с электронной проводимостью (сульфиды, окислы, графит, антрацит) вызванная поляризация возникает главным образом вследствие окислительно-восстановительных процессов между проводящими ток минералами и соприкасающимися с ними растворами солей.
У пород с ионной проводимостью — в результате как деформации ДЭС, так и в результате диффузии ионов ДЭС из участков с повышенной их концентрацией в зоны пониженной концентрации из-за чередования широких и узких капилляров.

никеля), а также магнетита и графита определяют основную область применения

метода ВП. Даже редкая вкрапленность таких минералов, занимающая несколько процентов объема породы, обусловливает высокие значения поляризуемости породы ηК (10-20 %). Против глин, а также чистых очень пористых или сильно кавернозных известняков и доломитов показания ВП характеризуются наименьшими значениями. Значение ВП против названных разностей пород принимают за условный нуль и относят к ним все замеренные значения вызванных потенциалов.

Он может быть использован для литологического расчленения пород (преимущественно песчано-глинистых), выделения водоупоров и хорошо промытых разностей песков.

из опускаемых в скважину питающего электрода M и одного измерительного

электрода N.
Четрырехэлектродная установка. Электрод А соединяют токопроводящим кабелем с электродом В, заземленным на поверхности. Между электродами подключают генератор тока, который вырабатывает прямоугольные импульсы длительностью Т.
Второй измерительный электрод — N, также заземляют на земной поверхности. С помощью цепи АВ создается первичное, внешнее (поляризующееся) электрическое поле, оно возбуждает в приемных электродах разность потенциалов (ΔU). Одновременно при пропускании тока в горных породах создается вторичное (остаточное) электрическое поле вызванной поляризации (ΔUВП(t)), возрастающее при включенном токе и быстро спадающее после выключения. Через короткий промежуток времени после разрыва токовой цепи во время t0 регистрируют величину ΔUВП(t0), в которую будет входить и разность потенциалов (ΔUПС), измеряемую дополнительным зондом ПС. В результате рассчитывается потенциал ВП, исправленный за естественные потенциалы в скважине