Өздігінен поляризацияланатын потенциалдар әдісі

әдісіндегі табиғи өріс әдісіне ұқсас. Оның мәні, ұңғыма байымен жалжитын

М электроды мен ұңғыма ернеуінде орналасқан, қозғалмайтын N электроды арасындағы табиғи электрлік потенциалдар айырмасын тіркеу болып саналады. Ұңғымадағы табиғи электрлік потенциалдар тау жынысы мен ұңғыма шекараларында және тау жынысысы ішінде жүріп жатқан физикалық-химиялық процесстерге байланысты.
Әдетте, ПС потенциалдары диффузиялық-адсорбциалық, сүзгілену және тотығу-тотықсыздану болып үшке бөлінеді.

тұздардың химиялық құрамы мен концентрациясының айырмашылығынан туындайды. Әр түрлі концентрациялы

(немесе құрамы бойынша) ерітінділердің жапсарында жоғары қойылтылған ерітіндіден төменгі мөлшерде қойылтылған ерітінді бағытында иондардың диффузиясы жүреді. Диффузия жылдамдығы әр таңбалы иондарда әр түрлі: катиондарда (+) аз, ал аниондарда (-) көбірек. Қозғалыс жылдамдығы әр түрлі болғандықтан, біршама уақыттан кейін болмашы ерітіндіде теріс таңбалы иондар саны көбейеді, ал қойылтылған ерітіндіде – оң таңбалы иондар көбейеді, сөйтіп ерітіндінің өзіндік заряды пайда болады (1сурет).

1 сурет. Әр түрлі концентрациялы екі ерітінді жапсарында
диффузиялық ЭҚК-тің пайда болуы

жоғары мәнге ие болады, яғни таза кварц құмы мен жұқадисперсиялық

саз шекарасында. Құм қабаты диффузиялық процеске және иондар қозғалысына әсер етпейді. Сондықтан құм қабаты үстінде бұрғылау ерітіндісі теріс зарядталады, ал тұзды қабаттық сумен қаныққан құмтас - оң зарядталады.
Енді қабаттық су мен бұрғылау ерітіндісі саз арқылы жапсарласады деп қарастырайық (бұл жерде саз мембрана ролін атқарады). Саз аниондарды (-) өткізбейді, тек қана катиондарды (+) өткізеді, сондықтан тез арада концентрациясы аз ерітінді концентрациясы көбірек ерітіндіге қарағанда оң таңбалы зарядталады. Сонымен, ұңғымадағы ерітінді саз үстінде оң таңбалы, ал құмтас үстінде теріс таңбалы зарядтармен сипатталады. ПС потенциалының бұлай таралуы со<св болған жағдайда ғана кездеседі, оны ПС-тің «тура өрісі» («прямое поле» ПС) деп атайды.
Егер со> св болған жағдайда, ұңғымадағы саз оң таңбалы, ал құмтас - теріс таңбалармен сипатталып, бұны «ПС-тің теріс өрісі» («обратное поле» ПС) деп атайды.

қабаттық сулар тереңде болады және оның температурасы жоғары, сондықтан, олардың

минералдылығы да жоғары; ал бұрғылау ерітіндісін жер бетіндегі судан (көл немесе өзен сулары) даярлайды, оның минералдылығы төмен со<св. ПС-тің теріс өрісі ұңғыманы құрғақшылық аудандарда бұрғылағанда пайда болады, өйткені бұрғылау ерітіндісін дайындау барысында жергілікті жерде кездесетін тұзды сулар пайдаланылады, ал жерасты суы – тұщы (со>св).
Диффузиялық-адсорбциялық ПС диаграммаларын интерпретациялау нәтижесінде әр түрлі диффузиялық-адсорбциялық қасиеттерімен сипатталатын қабаттардың шекараларын анықтаумен қатар, қабаттық судың кедергісі мен минералдылығын да анықтауға болады. Бұл мұнай, сонымен қатар рудалық геология үшін аса маңызыды көрсеткіш болып саналады.

ұңғымадан қабатқа немесе керісінше, қабаттық су қабатынан ұңғымаға (ұңғыма мен

қабаттағы қысымдардың арақатынасына байланысты) сіңуінен пайда болады.
Сүзгілену потенциалдары таужыныс беткейіндегі бөлшектердің иондарды жұтып алуынан пайда болады. Сұйықтың ағу бағытында біртаңбалы иондар басым жұтылады, ал бұл болса түтік (капилляр) ұшында иондардың жетіспеушілігін тудырады, сөйтіп канал ұштарында потенциал айырмасы пайда болады.
Сүзгілену потенциалдары айырмасының таңбасы ξ – потенциалының таңбасы мен сүзгілену бағытына сәйкес анықталады.
Ұңғымадағы сүзгілену потенциалы аса көп емес, әдетте 4-5, кейде 10 мВ-қа жетеді (электрбарлау практикасында, сүзгілену потенциалы бірнеше В-қа жетеді).
Мөлшерінің аз болғанына қарамастан, сүзгілену потенциалы, іс жүзінде, қабат қысымын анықтау үшін пайдаланылады, олай болса


мұнда, Рскв - ұңғымадағы гидростатикалық қысым, ол қабат үстіндегі сұйықтың биіктігі арқылы оңай анықталады; Рпл – қабаттың қысымы.

пайда болды. Бұған дейін, ПС потенциалы КС диаграммасын жазу кезінде

бөгеуіл ретінде қарастырылып, одан құтылу жолдары іздестірілген. Кейінірек, бөгеуілді тіркеп, оны талдау арқылы қосымша деректер алуға болатыны анықталды. Қазірде ПС әдісі КС әдісімен бірге жүргізіліп, бұл екі әдістер диаграммасын бірдей тіркеу үшін арнайы аспаптар шығарыла бастады. КС+ПС кешенін стандартты электрлік каротаж деп атайды.
ПС диаграммасын сапалы интерпретациялау деп ұңғыма қимасын литологиялық жіктеуді айтады. Жұту (адсорбциялық) қабілеттілігі әр түрлі таужыныстардан тұратын құмтас-сазды қимада, ПС әдісі ең нәтижелі болады.
ПС-тің тура өрісінде (Со<Св) саз оң таңбалы, ал құмтастар теріс таңбалы аномалиялармен сипатталады.
ПС диаграммасын интерпретациялауда әр мағыналы нәтиже болмау үшін, ҰГЗ-ның басқа да әдістерін (КС, МЗ, ГК, НТК, АК және т.б.) бірге қарастыру қажет.

коллектордың саздылығы мен кеуектілігі анықталады және т.б. бірқатар мәселелер шешіледі.
ПС

диаграммасы бойынша қабаттың қалыңдығын анықтау аномалияның жартылай максимумы (немесе жартылай минимумы) ережесі бойынша жүргізіледі.
Қабаттық судың минералдылығы ПС өрісі диффузиялық-адсорбциялық жолмен пайда болғанда ғана анықталады.
ПС потенциал әдісімен мұнай ұңғымаларын зерттеу кезінде төмендегі мәселелер шешіліді:
кеуекті және сазды қабаттар арасындағы шекараны анықтау;
ұңғымаларды өзара корреляциялау;
қабат суларының меншікті кедергілерін анықтау.

немесе жасанды ионизациялық сәулелену (ионизирующее излучение) өрісінің сипаттамаларын өлшеуге негізделген

геофизикалық әдітердің бipi.
Радиоактивтілік табиғи және жасанды болып екiге бөлiнедi.
Табиғи радиоактивтілік деп кейбiр химиялық элементтердiң тұрақсыз изотоптарының өздiгiнен ыдырау барысында ядроның құрылысы, құрамы және энергиясының өзгеру процесін айтады. Радиоактивті изотоптар деп атом ядросы тұрақсыз, келесі бір мезетте өздiгiнен басқа бiр изотоптың атом ядросына ауысуын айтады.
Таужыныс құрамындағы кеңінен таралған табиғи радиобелсенді элементтер қатарына уран 238U және торий 232Th, калий 40K кальций, рубидий, циркон, қалайы, кобальт, висмут және т.б. элементтердің радиобелсенді изотоптары жатады.
Жасанды радиоактивтілік . Қолданбалы ядролық геофизика практикасында таужыныстың және руданың элементтік құрамын анықтау үшін екі топқа бөлінген радиоактивтілік тәсілдер кеңінен пайдаланылады. Олар таужыныс арқылы гамма- және нейтрондық сәулелердің затпен әрекеттесуіне негізделген тәсілдер. Мұндай әрекеттесу статистикалық заңдылықпен сипатталады. Нейтрондар таужыныстың атом ядроларымен, ал гамма-кванттар болса – ядролармен, атомдармен және электрондармен әрекеттеседі.

жатады. Олардың толық басылуы үшін, жоғарыда айтылғандай, қалыңдығы ондаған сантиметр

таужыныстар қажет. Ал, нейтрондық сәулелер болса, ядролық геофизикада қолданылатын барлық сәулелер арасындағы ең өткірі болып саналады. Нейтрондық сәулелену нәтижесiнде алынатын нейтрондар қоршаған ортада таралып, химиялық элементтердiң ядросымен байланысқа түсiп, ара қашықтығы өскен сайын шашырап жұтылады. Көпшiлiк таужыныстар үшiн бұл процес таужыныс бойындағы сутегi мөлшерiне байланысты; сутегi мөлшерi неғұрлым көбейген сайын ондағы нейтрондар тығыздығы қашықтаған сайын тез азаяды. Мiне, ұңғыманы нейтрондық әдiспен зерттеу осындай құбылысқа негiзделген.

болған сайын оның құрамында уран, торий, калий-40 табиғи радиоактивті элементтер

концентрациясы көп болғаны. Жыныстарды құраушы минералдардың радиоактивтілігі бойынша 4-топқа бөлінеді. Радиоактивтілігі жоғары болып уран, торий минералдары, сонымен бірге уран мен торий құрамында шашыранқы түрде кездесетін минералдар белгіленеді. Ең жоғарғы радиоактивтілік құрамында калий 40 кездесетін минералдарға тән (дала шпаты, калий тұзы). Орта радиоактивтілік магнетит, лимонит, сульфид сияқты минералдарға тән. Радиоактивтілігі төмен кварц, кальцит, гипс, тас тұзы және т.б.
Тау жыныстарының радиоактивтілігі ең бірінші жыныстарды құраушы минералдар радиоактивтілігімен анықталады. Олардың радиоактивтілігі метоморфизм дәрежесіне және жасына, пайда болу ерекшелігіне, санды және сапалы минералдар құрамына байланысты.

аспаптарының құрылымы геофизикалық барлау жұмысында қолданатын далалық радиометрге ұқсас. Айырмашылығы,

біріншіден, каротаждық радиометрдегі -квант детекторының қоректену көзі мен сигналды алғашқы өңдеу блогы, ұзындығы бірнеше километрге жететін каротаждық кабель арқылы өлшеу пультіне жалғанады. Екіншіден, өлшеу блогында сигналды қосымша тіркеуішке жазуға болады.
Көрсеткішті жазу сәулеленудің экспозициялық мөлшерінің қуаты бірлігінде (МЭД) А/кг-мен (СИ жүйесінде немесе мкР/ч жүйесіз бірлікте) жүреді (1 пА/кг =14 мкР/ч).
-квант детекторы ретінде сцинтилляциялық санауыштар пайдаланылады. Санауыштың жылуға төзімділігін жоғарылату үшін кристалл-сцинтиллятор фотоэлектрондық күшейткішпен қоса (ФЭУ) арнайы Дьюара сауытына салынады.

маңызы зор. Өйткені, радиометрдің барлық түрінде пайалыналатын интегралдық ұяның (ячейканың)

деректерді өзіндік жинау уақыты бар. Сондықтан, детектордың қимадағы ең жұқа қабат үстіне келгенде, каротаж жылдамдығы Iпл сәулелену параметрін есептеп үлгіретіндей болу керек. Егер каротаж жылдамдығы жоғары болса (сурет), онда ГК аномалиясы кіші және созыңқы (жайылған түрде) болады. Каротаждың үйлесімді жылдамдығын қабат қалыңдығы (h, метрмен) және тұрақты уақыт мөлшеріне я сәйкес төмендегі формуламен есептейді
Сурет. Радиобелсенділігі жоғары қабат үстіндегі гамма-каротаж аномалиясының каротаж жылдамдығымен байланысы

деңгейі бойынша литологиялық жіктеуді айтады. Жалпы алғанда, таужыныстың радиобелсенділігін тек

қана ГК диаграммасы бойынша нақты анықтау мүмкін емес. Ол үшін радиобелсенді каротаждың басқа да түрлерін (КС, ПС, НГК, АК және т.б.) пайдалану қажет. ГК әдісі уран рудасы немесе калий тұздары сияқты табиғи радиобелсенді элементтерді іздеуде және барлауда тиімді болып саналады.
Коллектордың саздылығын анықтау. Коллектордың саздылығы көлемдік немесе салмақтық коэффициентімен Сгл,% сипатталады. ГК бойынша саздылықты анықтау, шөгінді таужыныстың радиоблесенділігімен оның саздылығы арасындағы байланысқа негізделген. Шөгінді таужыныстың жалпы радиобелсенділігін qnop келесі формуламен өрнектеуге болады:
qпор=(1 – Сгл)∙qск + Сглqгл
мұндағы qCK және qГЛ – таужыныс және саз минералдық қаңқасының меншікті радиобелсенділігі

мәні таужыныстың радиобелсенділігі бірлігімен сипатталу керек. Егер мұндай өзгерту мүмкін

болмаса, саздылықты анықтау үшін басқа тәсіл қолданылады:
J =

Jx, Jmin,, Jmax шамалары коллектор-қабат үстінде (Jx), Сгл = 0-ге тең кварц-құмтас немесе әктас үстінде (Jmin,) және сазды қабат үстінде (Jmax) тіркелген қарқындылыққа сәйкес келеді. Бұл аталған шамаларды берілген формулаға қояр алдында бұрғылау ерітіндісінде және шегенделген құбырдағы -сәулелену үшін түзету енгізу қажет.

шашыраған сәулелерді өлшеуге негізделген. ГГК аспабының құрылысы ГК аспабына ұқсас,

айырмашылығы ұңғымалық снаряд -квант көзімен толықтырылады. Детектор ортасынан -квант көзіне дейінгі аралық зонд ұзындығы деп аталады. -квант көзінен таралған сәуле тікелей детекторға түспеу үшін, олардың арасында қорғасын экран орналасқан (сурет). Таужыныстан шашыраған энергияның мөлшері тура таралған энергиядан аз болғандықтан, оның бұрғылау ерітіндісінде сіңуін азайту үшін -квант детекторы мен -квант көзі ұңғыманың қабырғасына жабыстырып орналасады. Ұңғыма қабырғасының тегіс еместік (тесік-қуыстар болуынан) әсерін азайту үшін, детектор мен энергия көзі ұңғыма қабырғасындағы ірі қуыстарға сыйып кететіндей, бөлек кішігірім блокқа орналастырылады.

тәсілі мұнай, газ, көмір барлау және рудалы ұңғымаларда пайдаланылады.
Мұнай және

газ кенорындарында ГГК-П ұңғыма ашқан қиманы тығыздығы бойынша жіктеу үшін және коллектордың кеуектілігін анықтау үшін пайдаланылады. Өйткені, таужыныс тығыздығы п мен кеуектілік коэффициенті КП өзара төмендегідей функционалдық байланыста болады:
п=(1 - КП)∙ск + КП∙ж (1)
Мұндағы ск және ж – таужыныс кеуектерін толтыратын минералдық қаңқа мен сұйық тығыздықтыры. Бұл параметрлер, әдетте, кернді зертханалық зерттеулер арқылы анықталады.
Жалпы алғанда, таужыныс тығыздығын п ГГК-П тәсілімен анықтайды. Ол үшін аспапты тығыздығы белгілі таужыныс эталоны арқылы дәлдейді.

береді. Кп мәні жоғарыдағы (1)формула арқылы анықталады.

жылдам нейтрондар ағынымен сәулелендіріп, оның таужыныспен әрекеттесуін зерттеуге негізделген.
Алдымен тұрақты

нейтрондар өрісін пайдаланатын әдістер пайда болған: НГК, ННК-Т, ННК-НТ, нейтрондық белсенділік әдісі және басқа да; кейін импульсты нейтрондар көзін пайдаланатын әдістер пайда болды.
НГК әдісі мұнай және газ ұңғымаларын зерттеуде басты әдістің бірі болып саналады. Басқа да геофизикалық әдістермен қоса, НГК ұңғыма қимасын литологиялық жіктеуге, коллекторларды бөлуге, кеуектілікті бағалауға, су-мұнай және газ-мұнай жапсарларын және басқа да мақсаттар шешу үшін жүргізіледі.
Әдістің физикалық негіздері. НГК-да таужынысы тарататын жасанды гамма-сәулелену өлшенеді. Бұл сәулеленуді қоздыру үшін ұңғыма қабырғалары нейтрондармен бомбаланады. НГК-ның снаряды нейтрондар көзінен және гамма-сәулелену детекторынан тұрады

деп аталады. Жазу нүктесі осы екі аралықтың ортасында орналасады. Іс

жүзінде нейтрондар көзі ретінде Ро-Ве сәуле көздері кеңінен пайдаланылады. Нейтронда электр зарядтары болмағандықтан, олардың өтімділігі өте жоғары. Таужыныс атомдарының ядроларымен соқтығысқаннан кейін, олар өз энергиясының бір бөлігін жоғалтып, бәсеңдейді.
Кәсіпшілік геофизика тәжірибесінде ампуладағы плутонийді сәуле көзі, ал берилийді нысына ретінде жиі қолданады. Бұл жерде нейтрондардың орташа энергиясы 2,7 МэВ. Ал 0,025-0,02 эВ энергиялы нейтрондар жылулық деп есептелінеді.
Шөгінді таужыныстары арасында сутегі мөлшері сазда, ондағы химиялық байланысты және қабаттық су құрамында жоғары мөлшерде кездеседі. Саздағы судың жалпы мөлшері 44 пайызға дейін кездеседі. Сондықтан, НГК диаграммасында саз өте аз көрсеткішімен сипатталады. Құмтас пен құм құрамында химиялық байланысты су жоқ, сондықтан олар қаншалықты кеуекті болғанымен, оларға сәйкес НГК көрсеткіші сазға қарағанда жоғары болады. Гидрохимиялық шөгінділер арасында In мөлшері ең төмені гипс болады, оның құрамында кристаллизациялық су мөлшері өте жоғары (48 % дейін), ал ең жоғарысы – ангидрит.

жіктеу мысалы.

диаграммаларын бірігіп талдау арқылы алынады.
Құмтас пен құм құрамында химиялық

байланысты су жоқ, сондықтан олар қаншалықты кеуекті болғанымен, оларға сәйкес НГК көрсеткіші сазға қарағанда жоғары болады. Гидрохимиялық шөгінділер арасында In мөлшері ең төмені гипс болады, оның құрамында кристаллизациялық су мөлшері өте жоғары (48 % дейін), ал ең жоғарысы – ангидрит.

кГц -2 МГц) диапазонындағы серпімді толқын өрісінің параметрлерін (таралу жылдамдығы

мен толқынның басылуы) зерттеуге негізделген. Таужыныстың акустикалық параметрлері оның физикалық-механикалық қасиеттерімен, кеуектілігімен, кеуек кеңістігінің құрылымымен және қанығу сипаттамаларымен байланысты.
Таужыныстарда таралатын серпімді толқындар жылдамдығы оның минералдық құрамына, құрылымдық-бітімдік ерекшеліктеріне, кеуектілігіне және ылғалдығына, сонымен қатар, таужыныстың табиғи жатысындағы қысым әсеріне тығыз байланысты.
Ең аз жылдамдық (1-ден 2 км/с-ке) әлсіз цементтелген шөгінді таужыныстарына тән. Магмалық және кристаллдық метаморфты таужыныстарда жылдамдық 4,5-6,5 км/с шамасында. Ең жоғары жылдамдық тығыз, кремнийленген әктасқа және доломитке тән (Vp=7,1 км/с).

Акустикалық каротаж

қума (тура) Р және көлденең S. Олардың таралу жылдамдықтары бойлық

сығылу Е-ге (Юнг модуліне), көлденең сығылу -ге (Пуассон коэффициентіне) және тығыздыққа  тәуелді:


Қазіргі акустикалық каротаж аспабы кинематикалық T1P, T2P, ΔTP, T1S, T2S, ΔTS және динамикалық А1P, А2P, А1S, А2S, А1L, А2L параметрлердің аналогтық диаграммаларын және басылу коэффициенттері диаграммасын тіркеуге мүмкіндік береді

ұңғыма ашқан қиманы литологиялық жіктеп, коллекторды бөлу, кеуектілік коэффициентін және

кеуектердің қанығу сипатын анықтау, су-мұнай (ВНК) және газ-сұйық (ГЖК) жапсарларының орнын анықтау үшін жүргізіледі.




мұндағы, ΔТск , ΔТж – жыныстар қаңқасындағы бойлық толқын үшін орташа уақыт және кеуектілікті толтырып тұрған сұйықтық.
ΔТ=(Т2-Т1)/S
Қума толқындар жылдамдығы су қаныққан (VPв), мұнай қаныққан (VPн) және газ қаныққан (VPг) таужыныстарында төмендегі заңдылықпен сипатталады:
VPв>VPн> VPг,
ал көлденең толқындар үшін:
Vsв

басылу коэффициенттеріне біршама әсер етеді. Таужыныстың минералдық құрамы мен кеуектілік

коэффициенті тұрақты болса, төмендегі ара қатынас орын алады: