Geofizicheskie metody issledovaniya zemnoi kory17.1.2. Principy resheniya pryamyh i obratnyh zadach GIS.
Poskol'ku pri geofizicheskih issledovaniyah skvazhin ispol'zuyutsya te zhe polya, chto i v polevyh geofizicheskih metodah (gravimagnitnye, elektromagnitnye, seismoakusticheskie, yaderno-fizicheskie, teplovye), to principy teoreticheskogo resheniya zadach - pryamyh (opredelenie fizicheskih parametrov polya po izvestnomu geofizicheskomu razrezu) i obratnyh (opredelenie fizicheskogo razreza po nablyudennym fizicheskim parametram) - odinakovy (sm. 1.3, 4.3, 7.3, 10.3, 13.2, 15). Odnako strogoe teoreticheskoe reshenie pryamyh zadach GIS slozhnee, tak kak prihoditsya uchityvat' vliyanie zapolnitelya skvazhiny (obsadnye kolonny, cement, glinistyi rastvor, po-raznomu pronikayushie v pory v zavisimosti ot ih treshinovatosti i poristosti). Krome togo, pryamye zadachi po razmernosti yavlyayutsya dvuh-trehmernymi i reshayutsya dlya pogruzhennyh istochnikov. Rassmotrennye vyshe osnovy teorii polevyh metodov geofiziki illyustrirovalis' v osnovnom odno- i dvuhmernymi zadachami s poverhnostnymi istochnikami, reshenie kotoryh proshe. Vmeste s tem reshenie obratnyh zadach GIS i interpretaciya materialov okazalis' proshe po sleduyushim prichinam. Vo-pervyh, interpretaciya byvaet prezhde vsego polukolichestvennoi, to est' vydelyayutsya glubiny zaleganiya, moshnosti plastov ili rudnyh ob'ektov vblizi ot istochnikov. Vo-vtoryh, dlya geologicheskogo istolkovaniya rezul'tatov GIS ispol'zuyutsya teoreticheski ustanovlennye ili empiricheski poluchaemye korrelyacionnye svyazi mezhdu geofizicheskimi i geologo-gidrogeologicheskimi, mehanicheskimi, kollektorskimi svoistvami s ocenkoi zapolnitelya por (voda, neft', gaz). V-tret'ih, interpretaciyu materialov legche formalizovat' i osushestvlyat' s pomosh'yu EVM.
T a b l i c a 7.1
| Nazvanie grupp metodov | Nazvanie metodov | Izuchaemye fizicheskie svoistva porod | Izmeryaemye parametry | Reshaemye geologicheskie zadachi |
| Elektricheskie | metod estestvennoi polyarizacii (PS) | elektro-himicheskaya aktivnost' | estestvennye potencialy | geologicheskoe raschlenenie razrezov v komplekse s metodami KS, vyyavlenie sul'fidnyh rud, uglei, grafitovyh slancev, kollektorov i vodouporov |
| metody tokovogo karotazha, skol'zyashih kontaktov (MSK) | udel'noe elektricheskoe soprotivlenie (UES) | izmenenie toka v pitayushei cepi | vydelenie v razrezah horosho provodyashih gorizontov (sul'fidov, uglei, grafitov i dr.) | |
| metod kazhushihsya soprotivlenii (KS), bokovoe ka-rotazhnoe zondirovanie (BKZ) i dr. | to zhe | kazhusheesya soprotivlenie | geologicheskoe raschlenenie razrezov, opredelenie moshnosti sloev i istinnogo soprotivleniya porod, vydelenie kollektorov, vodouporov, rudnyh i nerudnyh proplastkov | |
| rezistivimetriya | UES zhidkosti v stvole skvazhiny | UES zhidkosti v stvole skvazhiny | opredelenie soprotivleniya vody i glinistogo rastvora v skvazhine | |
| metod vyzvannyh potencialov (VP) | polyarizuemost' | vyzvannye potencialy (VP) | geologicheskoe raschlenenie razrezov skvazhin, vyyavlenie sul'fidnyh rud, uglya, grafitov, slancev | |
| induktivnyi metod (IM) | elektroprovodnost' | potencialy | raschlenenie nizkoomnyh razrezov | |
| dielektricheskii metod (DM) | dielektricheskaya pronicaemost' | potencialy | raschlenenie vodonosnyh razrezov | |
| Yadernye | gamma-metod (GM) ili gamma-karotazh (GK) | estestvennaya radioaktivnost' | intensivnost' estestv. gamma-izlucheniya ( ) | obnaruzhenie radioaktiv-nyh rud, geologicheskoe raschlenenie razrezov |
| gamma-gamma-metod (GGM) ili gamma-gamma-karotazh (GGK) | plotnost' i him. sostav | intensivnost' rasseyannogo gamma-izlucheniya ( ) | izuchenie plotnosti gornyh porod i ih him. sostava | |
| neitronnyi gamma-metod (NGM) ili karotazh (NGK) | pogloshenie neitronov s posleduyushim gamma-izlucheniem | intensivnost' vtorichnogo gamma-izlucheniya ( ) | raschlenenie razreza po vo-dorodosoderzhaniyu, ocenka poristosti porod | |
| neitron-neitronnyi metod (NNM) ili karotazh (NNK) | pogloshenie bystryh neitronov i opredelenie medlennyh neitronov | intensivnost' potoka teplovyh i nadteplovyh neitronov | to zhe, chto i v metode NGK, no bolee tochnoe opredelenie kolichestva vodoroda v porodah | |
| Termicheskie | metod estestvennogo teplovogo polya (MET) | teploprovodnost' | temperatura | izuchenie geologicheskogo razreza skvazhin, opredelenie nalichiya gaza, nefti, sul'fidov i dr., opredelenie tehn. sost. skvazhin |
| metod iskusstvennogo teplovogo polya (MIT) | teplovoe soprotivlenie, temperaturoprovodnost' | to zhe | to zhe | |
| Seismoakusticheskie | metod akusticheskogo karotazha | skorost' rasprostraneniya voln, amplituda signalov | vremya i skorost' uprugih voln, ih zatuhanie ( ) | geologicheskoe raschlenenie razreza, ocenka poristosti, pronicaemosti, sostava flyuida |
| seismicheskii karotazh | to zhe | to zhe | opredelenie plastovyh i srednih skorostei | |
| Magnitnye | metod estestvennogo magnitnogo polya | magnitnaya vospriimchivost' gornyh porod | napryazhennost' magnitnogo polya Zemli | geologicheskoe raschlenenie razrezov i vyyavlenie zhelezosoderzhashih rud |
| metod iskusstvennogo magnitnogo polya | to zhe | napryazhennost' polya magnita | to zhe | |
| Gravitacionnye | gravimetrovye | plotnost' | anomalii sily tyazhesti | geologicheskoe raschlenenie razreza |
17.1.3. Fiziko-geologicheskaya klassifikaciya GIS.
Vse ispol'zuemye v geofizike metody primenyayutsya i v GIS. V tablice 7.1 privedeny gruppy metodov GIS (v poryadke ob'emov ih primeneniya) i osnovnye metody v nih. Zdes' zhe, v sootvetstvii s vyvodami predydushih glav (1 - 6), dany fizicheskie svoistva porod, na kotoryh osnovany metody, izmeryaemye parametry, a takzhe reshaemye geologicheskie zadachi.
17.2. Principy ustroistva karotazhnyh stancii i skvazhinnyh priborov
17.2.1. Sostav i naznachenie oborudovaniya dlya kompleksnyh geofizicheskih issledovanii skvazhin.
Dlya provedeniya geofizicheskih issledovanii skvazhin ispol'zuetsya kak obshaya apparatura i oborudovanie, primenyaemye v bol'shinstve metodov GIS (avtomaticheskie karotazhnye stancii (AKS) ili apparatura geofizicheskih issledovanii skvazhin (AGIS), spuskopod'emnoe oborudovanie), tak i special'nye skvazhinnye pribory, raznye v raznyh metodah (glubinnye ili karotazhnye zondy). AKS (AGIS) smontirovany na avtomashinah horoshei prohodimosti.
K obshemu oborudovaniyu (ris. 7.1) karotazhnoi stancii otnosyatsya:
- istochniki pitaniya (batareya akkumulyatorov);
- pribory dlya registracii raznosti potencialov i sily toka;
- lebedka, rabotayushaya ot dvigatelya avtomobilya i prednaznachennaya dlya spuska i pod'ema karotazhnogo kabelya v skvazhinu (pri karotazhe glubokih skvazhin - bolee 3 km - lebedka ustanavlivaetsya na otdel'nom avtomobile-pod'emnike);
- blok-balans, raspolagayushiisya vblizi skvazhiny i prednaznachennyi dlya napravleniya kabelya v skvazhinu i sinhronnoi peredachi glubiny raspolozheniya indikatora polya na lentoprotyazhnyi mehanizm registratora;
- odnozhil'nyi, trehzhil'nyi ili mnogozhil'nyi kabel' v horoshei izolyacii.
 |
| Ris. 7.1. Shema vypolneniya GIS: AKS - avtomaticheskaya karotazhnaya stanciya, K - karotazhnyi kabel', 1 - istochnik pitaniya, 2 - pribory dlya registracii raznosti potencialov i sily toka, 3 - lebedka, 4 - kollektor lebedki, 5 - blok-balans, 6 - glubinnyi karotazhnyi zond, 7 - gliny, 8 - peski, 9 - izvestnyaki, 10 - izverzhennye porody |
Izolirovannye drug ot druga zhily kabelya s odnoi storony podklyuchayutsya k kol'cam kollektora lebedki, a s drugoi - k glubinnomu karotazhnomu zondu, to est' k ustroistvu dlya izmereniya teh ili inyh parametrov polya v skvazhine i transformacii ih v elektricheskie impul'sy. V metodah elektricheskogo karotazha zond sostoit iz odnogo, dvuh, treh i bolee svincovyh elektrodov, ukreplennyh na kabele. Takie zondy ispol'zuyutsya v skvazhinah, zapolnennyh burovoi zhidkost'yu ili vodoi. Pri rabotah v suhih skvazhinah primenyayutsya skol'zyashie elektrody, kazhdyi iz kotoryh sostoit iz metallicheskoi shetki, ukreplennoi v oboime iz izolyatora na ploskoi metallicheskoi pruzhine. Pruzhiny takogo "fonarnogo" zonda prizhimayut elektrody k stenkam skvazhiny. Analogichno ustroeny mikrozondy, v kotoryh tochechnye elektrody raspolagayutsya na planke iz izolyatora na rasstoyanii neskol'kih santimetrov drug ot druga. Planka ukreplena na ploskoi pruzhine "fonarya", kotoraya prizhimaet elektrody k stenkam skvazhiny.
V glubinnom zonde yadernyh metodov pomeshayutsya schetchiki gamma- ili neitronnogo izlucheniya i predvaritel'nye usiliteli signalov na ih vyhode. Dlya iskusstvennyh metodov tam zhe raspolagayutsya istochniki i ekrany, prepyatstvuyushie pryamomu oblucheniyu schetchika.
V gamma-metodah ekrany svincovye, v neitronnyh metodah oni parafinovye (sm. ris. 7.2).
 |
| Ris. 7.2. Shema ustroistva glubinnogo pribora dlya iskusstvennogo yadernogo karotazha: 1 - istochnik gamma-luchei ili neitronov; 2 - uslovnye puti dvizhenii gamma-luchei ili neitronov; 3 - ekran; 4 - schetchik; 5 - blok pitaniya; 6 - predvaritel'nyi usilitel'; 7 - kabel'; 8 - usilitel'; 9 - registrator; 10 - glina; 11 - izvestnyaki; 12 - peski |
V glubinnom zonde seismoakusticheskih metodov smontirovan istochnik uprugih voln i dva seismopriemnika, izolirovannye rezinovym ekranom ot istochnika.
V glubinnom zonde dlya termorazvedki ustanovlen elektricheskii termometr. Skvazhinnye magnitnye i gravimetricheskie nablyudeniya vypolnyayutsya special'nymi priborami, transformiruyushimi nablyudaemye parametry v elektricheskie signaly. V glubinnyh priborah, krome datchikov polya, razmeshayutsya elektronnye usiliteli elektricheskih signalov i bloki pitaniya. Korpusa ih germetichny, termostoiki, barostoiki.
V nazemnoi avtomaticheskoi karotazhnoi stancii smontirovany elektronnye usiliteli i registratory. Analogovuyu registraciyu provodyat na rulonnoi (redko foto-) bumage ili magnitnoi lente. Sovremennye AGIS yavlyayutsya cifrovymi. V nih signaly kodiruyutsya v dvoichnom kode i zapisyvayutsya na magnitnuyu lentu. Eto obespechivaet vozmozhnost' mashinnoi obrabotki informacii kak s pomosh'yu bol'shih EVM, tak i komp'yuterov, vhodyashih v komplekt stancii. Imeyutsya ustroistva dlya predstavleniya materialov v analogovoi forme.
Ran'she sushestvovali odnokanal'nye stancii. Seichas izgotovlyayutsya mnogokanal'nye komp'yuterizirovannye teleizmeritel'nye sistemy, pozvolyayushie registrirovat' informaciyu ot neskol'kih datchikov. Stancii AGIS izgotovlyayutsya dlya raznyh celei: izucheniya neftegazovyh, rudnyh i inzhenerno-geologicheskih i gidrogeologicheskih skvazhin.
GIS neglubokih skvazhin (do 200 m) mozhno provodit' s pomosh'yu poluavtomaticheskih registratorov. V nih izmeryaemyi millivol'tmetrom signal kompensiruetsya etalonnoi raznost'yu potencialov, proporcional'noi otkloneniyu karandasha ot nulevoi linii. Zapis' signala vedetsya na diagrammnoi bumage.
|
Publikacii s klyuchevymi slovami:
geofizika - Zemlya - zemnaya kora
Publikacii so slovami: geofizika - Zemlya - zemnaya kora | |
Sm. takzhe:
Vse publikacii na tu zhe temu >> | |
