Geofisiese navorsing: tipes, metodes en tegnologieë

2024 Outeur: Howard Calhoun | [email protected]. Laas verander: 2023-12-17 10:16

Geofisiese navorsing word gebruik om gesteentes in naby-boorput en inter-put ruimte te bestudeer. Hulle word uitgevoer deur natuurlike of kunsmatige fisiese aanwysers van verskillende tipes te meet en te interpreteer. Tans is daar meer as 50 geofisiese metodes.

Algemene kenmerke

Geofisiese navorsing (GIS, produksiegeofisika of logging) is 'n stel toegepaste geofisika-metodes wat gebruik word om geologiese profiele te bestudeer, inligting oor die tegniese toestand van putte te bekom en minerale in die ondergrond te identifiseer.

GIS is gebaseer op verskeie fisiese eienskappe van gesteentes:

• elektries;
• radioaktief;
• magneties;
• termiese en ander.

Produksie geofisiese opnames van putte is die hooftipe geologiese dokumentasie van putte. Die doel van die implementering daarvan is om 'n aantal tegniese probleme op te los (vergelyking van afdelings viridentifikasie van strata van dieselfde ouderdom, bepaling van produktiewe strata, merkerhorisonne, litologiese samestelling, die hoofkenmerke van die formasie wat die ontwikkeling, ontwikkeling en werking van putte beïnvloed). Die beginsel van enige boorlogmetode is om die waardes wat die eienskappe van gesteentes kenmerk, te meet en dit te interpreteer.

Elektriese metodes

Wanneer elektriese geofisiese opnames van oliebronne gedoen word, word die volgende kenmerke gemeet:

1. Elektriese weerstand (geleierminerale, halfgeleiers, diëlektrika).
2. Elektriese en magnetiese deurlaatbaarheid.
3. Elektrochemiese aktiwiteit van gesteentes - natuurlik (selfpolarisasiepotensiaalmetode) of kunsmatig geïnduseer (geïnduseerde polarisasiepotensiaalmetode).

Die eerste eienskap word geassosieer met so 'n kenmerk soos verhoogde weerstand van olie- en gasversadigde gesteentes, wat 'n identifikasiekenmerk van olie- en gasafsettings is (hulle gelei nie elektrisiteit nie). Metings word geëvalueer met behulp van die weerstandverhogingsfaktor, wat jou toelaat om die belangrikste kenmerke van die reservoir te bepaal - die koëffisiënt van porositeit, water en olie- en gasversadiging. Die mees algemene tegnieke van hierdie tegnologie word hieronder beskryf.

Oënskynlike weerstandmetode

'n Sonde met drie aardelektrodes (een toevoer en 2 meetelektrodes) word in die put laat sak, en die vierde (toevoer) word by die putkop geïnstalleer. Wanneer die sonde vertikaal langs die boorput beweeg, verander die potensiaalverskil. Spesifieke elektrieseweerstand word skynbaar genoem omdat dit vir 'n homogene medium bereken word, maar in werklikheid is dit onhomogeen. Op grond van die data wat verkry is, word kurwes gebou, waardeur dit moontlik is om die grense van die reservoir te bepaal.

Elektriese syklinking

Gradientsondes van groot lengte ('n veelvoud van 2-30 putdiameters) word in metings gebruik, wat dit moontlik maak om die invloed van die boorvloeistof en die diepte van sy penetrasie in die rotse in ag te neem om die ware formasieweerstand.

Beskermde aardingsmetode met sewe of drie elektrodeprobes

In 'n sewe-elektrode-sonde word die stroomsterkte gereguleer sodat die gelykheid van potensiale by die sentrale en uiterste punte langs die boorgat-as verseker word. Dit word gedoen om 'n gefokusde straal van elektriese lading in die rots te rig. Die resultaat is ook oënskynlike weerstand.

Induksiemetode

'n Sonde met uitsaai- en ontvangspoele, 'n alternator en 'n gelykrigter word in die put laat sak. Wanneer die geïnduseerde EMK geskep word, word die skynbare elektriese geleidingsvermoë van die formasie bepaal.

Diëlektriese metode

Soortgelyk aan die vorige een, maar die frekwensie van die elektromagnetiese veld in die spoel is 'n orde van grootte hoër. Hierdie metode word gebruik om die aard van reservoirversadiging met lae watersoutgeh alte te bepaal.

Daar is ook 'n metode van mikroprobes (hul grootte is nie meer as 5 cm nie) om die elektriese weerstand van die rots te meet,direk aangrensend aan die boorgatmuur.

Radiometrie

Radiometriese geofisiese navorsingsmetodes is gebaseer op die opsporing van kernstraling (meestal neutrone en gammastrale). Die mees algemene metodes is:

• natuurlike rotsstraling (ɣ-metode);
• verspreide ɣ-straling;
• neutron-neutron (registrasie van neutrone wat deur die kerne van atome van rots verstrooi word);
• pulsneutron;
• neutronaktivering (ɣ-bestraling van kunsmatige radioaktiewe isotope wat voortspruit uit die absorpsie van neutrone);
• kernmagnetiese resonansie;
• neutron ɣ-metode (ɣ-stralingsneutronvangbestraling).

Die metodes is gebaseer op die wet van verswakking van die gammastralingsvloeidigtheid, die effek van verstrooiing en absorpsie van neutrone in die rots. Op grond hiervan word die digtheid van gesteentes, hul mineraalsamestelling, klei-inhoud, breking bepaal, en radioaktiewe kontaminasie van boorgatboortoerusting word gemonitor.

Seismoakoestiese metodes

Akoestiese metodes is gebaseer op die meting van natuurlike of kunsmatige klankvibrasies. In die eerste geval word geologiese en geofisiese studies van geraas wat voorkom wanneer gas of olie die boorput binnedring uitgevoer, en die spektrum van vibrasies van die boorwerktuig tydens rotspenetrasie word ook gemeet.

Metodes vir die bestudering van kunsmatige ossillasies van die klank of ultrasoniese spektrum is gebaseer op die meting van die voortplantingstyd van die golf ofdemping van die ossillasie-amplitude. Die spoed van klankvoortplanting hang af van verskeie parameters:

• minerale samestelling van gesteentes;
• die graad van hul gas-olieversadiging;
• litologiese kenmerke;
• klei;
• stresverspreiding in rotse;
• cementation and others.

Die sonde wat in die put laat sak word, bestaan uit 'n sender en 'n ontvanger wat geskei word deur akoestiese isolators. Om die effek van boorgatgeometrie op metingsresultate te verminder, word drie- of vier-element probes gewoonlik gebruik. Die boorgatwerktuig word met 'n kabel aan die oppervlaktoerusting gekoppel. Die sein van die ontvanger word gedigitaliseer en op die skerm vertoon.

Met behulp van hierdie metode word studies van litologiese disseksie van die reservoirgedeelte, groot ondergrondse holtes uitgevoer, reservoir-eienskappe word bepaal en watersny word beheer.

Termiese aantekening

Die basis van termiese logging in veldgeofisiese opnames is die studie van die temperatuurgradiënt langs die boorput, wat geassosieer word met verskillende termiese eienskappe van rotse (metodes van natuurlike en kunsmatige termiese veld). Die termiese geleidingsvermoë van die belangrikste rotsvormende minerale wissel van 1,3-8 W / (m∙K), en by hoë gasversadiging daal dit verskeie kere.

Kunsmatige termiese velde word geskep tydens boor met behulp van spoelvloeistof of installering van elektriese verwarmers in die put. Om die temperatuurgradiënt die meeste te meetboorgat elektriese weerstand termometers word gebruik. Koperdraad en halfgeleiermateriale word as die hoofwaarnemingselement gebruik.

Verandering in temperatuur word indirek aangeteken - deur die grootte van die elektriese weerstand van hierdie element. Die meetkring bevat ook 'n elektroniese ossillator waarvan die ossillasieperiode met weerstand verskil. Die frekwensie daarvan word deur 'n spesiale toestel gemeet, en die konstante spanning wat in die frekwensiemeter gegenereer word, word na die visuele waarnemingstoerusting oorgedra.

Deur geofisiese navorsing deur hierdie tegniek uit te voer, kan inligting verkry word oor die geologiese struktuur van die veld, die identifisering van olie-, gas- en waterdraende formasies, die bepaling van hul vloeitempo, die opsporing van antiklinale strukture en soutkoepels, termiese afwykings wat verband hou met die invloei van koolwaterstowwe. Die gebruik van hierdie tegnologie is veral relevant in gebiede met aktiewe vulkaniese aktiwiteit.

Geochemiese GIS-metodes

Geochemiese navorsingsmetodes is gebaseer op 'n direkte studie van die gasversadiging van die boorvloeistof en steggies wat tydens boorspoeling gevorm word. In die eerste geval kan die bepaling van die inhoud van koolwaterstofgasse direk tydens boor of daarna uitgevoer word. Die boorvloeistof word in 'n spesiale eenheid ontgas, en dan word die koolwaterstofinhoud bepaal met behulp van 'n gasontleder-chromatograaf wat in die logstasie geleë is.

Mondel, of deeltjies van geboorde rots,vervat in die boorvloeistof word bestudeer deur luminescerende of bituminologiese metodes.

Magnetiese aantekening

Magnetiese metodes vir die uitvoer van putregistrasie sluit verskeie maniere in om gesteentes te onderskei:

• deur magnetisering;
• oor magnetiese vatbaarheid (skepping van 'n kunsmatige elektromagnetiese veld);
• oor kernmagnetiese eienskappe (hierdie tegnologie word ook na verwys as kernlogging).

Die sterkte van die magnetiese veld is te danke aan die teenwoordigheid van magnetiese ertsliggame en lae wat hulle onderlê en oorvleuel. Magnetiese modulasiesensors (flurosondes) dien as sensitiewe elemente van boorgattoerusting. Moderne instrumente kan al drie komponente van die magnetiese veldvektor meet, sowel as magnetiese vatbaarheid.

Kernmagnetiese logging is om die kenmerke van die magnetiese veld te bepaal, wat deur waterstofkerne in die porievloeistof geïnduseer word. Water, gas en olie verskil in die inhoud van waterstofkerne. Danksy hierdie eienskap is dit moontlik om die reservoir en sy deurlaatbaarheid te bestudeer, die tipe vloeistof te identifiseer en die tipes samestellende gesteentes te onderskei.

swaartekragverkenning

Gravitasie-eksplorasie is 'n metode van geofisiese verkenning van afsettings gebaseer op 'n nie-eenvormige verspreiding van die swaartekragveld oor die lengte van die boorput. Deur doel word 2 tipes van sulke logging onderskei - om die digtheid van gesteentes van die lae wat die put kruis te bepaal, en om die ligging van geologiese voorwerpe wat 'n anomalie in swaartekrag veroorsaak (verandering in die waarde daarvan) te identifiseer..

Die sprong van die laaste aanwyser vind plaas wanneer van 'n reservoir met 'n laer digtheid na digter rotse beweeg word. Die essensie van die metode is om die vertikale swaartekrag te meet en die dikte van die reservoir te bepaal. Hierdie data laat jou toe om die digtheid van gesteentes uit te vind.

Snaar- en kwartsgravimeters word as die belangrikste boorgattoerusting gebruik. Die eerste tipe toestelle is die algemeenste. Sulke gravimeters is 'n elektromeganiese vibrator waarin 'n wisselspanning op 'n vertikaal vaste tou met 'n hangende las toegepas word. Die vibrator is aan 'n kragopwekker gekoppel, en sy frekwensie skommelinge dien as die finale parameter.

toerusting

Geofisiese navorsingsmetodes word uitgevoer met behulp van veldgeofisiese stasies, waarvan die hoofelemente is:

• boorgatgereedskap;
• lier met 'n meganiese of elektromeganiese aandrywing (van die kragaftakker, elektriese netwerk of onafhanklike kragbron);
• aandrywingbeheereenheid;
• moniteringstelsel vir die hoofaanwysers van uitskakelprosedures (diepte van onderdompeling, spoed van daal in die put, spanningskrag) - vertooneenheid, spanningseenheid, dieptesensor;
• boorgatsmeermiddel vir die verseëling van die putkop tydens boorgatregistrasie (sluit afsluitkleppe, stopbus, ontvangskamer, drukmeters en ander instrumentasie in);
• grondmeettoerusting (op die onderstel van 'n motor).

Diepput-onderhoudstoerustingkan in die liggame van twee motors geleë wees. Laboratoria vir geofisiese verkenning van putte is op die onderstel van URAL, GAZ-2752 Sobol, KamAZ, GAZ-33081 en ander gemonteer. Die bak van die motor sluit gewoonlik 2 kompartemente in - 'n werker, waarin die toerusting geleë is, en 'n "change house" vir dienspersoneel.

Die hoofvereistes vir toerusting is hoë akkuraatheid en betroubaarheid van geofisiese opnames. Werk in putte word geassosieer met moeilike toestande - groot diepte, aansienlike temperatuurdalings, vibrasies, skud. Die toerusting word voltooi volgens die vereistes van die kliënt, die metode wat gebruik word en die doelwitte van die werk. Vir geofisiese navorsing in aflandige putte word alle toerusting in houers vervoer.

Interpretasie van resultate

Die resultate van geofisiese opnames word stap vir stap verwerk vanaf die waardes van meetinstrumente tot die bepaling van die geofisiese parameters van die reservoir:

1. Omskakeling van boorgattoerustingseine.
2. Bepaling van die ware fisiese eienskappe van die bestudeerde gesteentes. Bykomende veldgeofisiese werk kan op hierdie stadium vereis word.
3. Bepaling van litologiese en reservoir-eienskappe van die formasie.
4. Die gebruik van die resultate wat verkry is om een van die take op te los - identifisering van mineraalafsettings, hul verspreiding deur die hele streek, bepaling van die geologiese ouderdom van gesteentes, koëffisiënte van porositeit, klei-inhoud, gas- en olieversadiging, deurlaatbaarheid; identifikasie van reservoirs, studie van kenmerkegeologiese afdeling en ander.

Interpretasie van geofisiese opnames word uitgevoer deur verskeie metodes, afhangende van die tegnologie wat gebruik word (elektries, radiometries, termies, ens.) en meettoerusting. Moderne geofisiese organisasies bedryf outomatiese data-insameling en verwerkingstelsels (Prime, Pangea, Inpres, PaleoScan, SeisWare, DUG Insight en ander).