Astronet > Geofizicheskie metody issledovaniya zemnoi kory. Chast' 1

po tekstam po klyuchevym slovam v glossarii po saitam perevod po katalogu

Geofizicheskie metody issledovaniya zemnoi kory

18.1.2. Metod kazhushihsya soprotivlenii.

Skvazhinnye issledovaniya metodom kazhushihsya soprotivlenii (karotazh KS) osnovany na raschlenenii porod, okruzhayushih skvazhinu, po ih udel'nomu elektricheskomu soprotivleniyu (UES).

1. Zondy dlya rabot metodom KS. Prosteishim zondom dlya izmereniya sily toka, prohodyashego v burovom rastvore i okruzhayushih skvazhinu porodah, sluzhit odnoelektrodnyi zond. V etom vide issledovanii, nazyvaemom tokovym karotazhom, odin elektrod zazemlen nepodvizhno, vblizi ust'ya skvazhiny, a vtoroi - zakreplen na kabele (ris. 7.5, a). V rezul'tate peremesheniya zonda po skvazhine registriruetsya krivaya izmeneniya sily toka.

Ris. 7.5. Razlichnye zondy dlya elektricheskogo karotazha skvazhin: A, V - pitayushie elektrody, B - batareya ili drugoi istochnik pitaniya, R - reostat dlya regulirovki sily toka, I - pribor, izmeryayushii silu toka, MN - priemnye izmeritel'nye elektrody, $\Delta U$ - pribor dlya izmereniya (registracii) raznosti potencialov, O - tochka zapisi, k kotoroi otnosyat rezul'taty zamerov; a - odnoelektrodnyi zond tokovogo karotazha, b - trehelektrodnyi potencial-zond, v - trehelektrodnyi podoshvennyi (posledovatel'nyi) gradient-zond, g - trehelektrodnyi krovel'nyi (obrashennyi) gradient-zond

Chashe vsego pri rabotah metodom KS ispol'zuyutsya trehelektrodnye zondy, v kotoryh tri elektroda raspolagayutsya v skvazhine (chetvertyi elektrod zazemlyaetsya na poverhnosti, vblizi ot skvazhiny). Trehelektrodnyi zond, sostoyashii iz odnogo pitayushego A i dvuh priemnyh M i N elektrodov, nazyvaetsya odnopolyusnym. Trehelektrodnyi zond, sostoyashii iz odnogo priemnogo M i dvuh pitayushih A i V elektrodov, nazyvaetsya dvuhpolyusnym. V oboih sluchayah raschet KS ( $\rho_{k}$ ) vedetsya po formule metoda soprotivleniya (sm. 7.1): $\rho_{k} = k \cdot \Delta U/I$ , gde $k$ - koefficient, zavisyashii ot rasstoyaniya mezhdu elektrodami v zonde; ( $\Delta U$ - raznost' potencialov mezhdu priemnymi elektrodami M i N; $I$ - sila toka v pitayushei cepi AV).

V trehelektrodnom zonde $k = 4 \pi \cdot AM \cdot AN/MN$ ili $k = 4 \pi \cdot MB \cdot NB/MN$ , gde AM, AN, MN, MB, NB - rasstoyaniya v metrah mezhdu sootvetstvuyushimi elektrodami.

Nazvanie zonda skladyvaetsya iz oboznacheniya elektrodov, raspolozhennyh v skvazhine sverhu vniz i rasstoyanii mezhdu nimi. Naprimer, v zonde A2M0,05N sverhu raspolozhen pitayushii elektrod A, dalee v dvuh metrah - priemnyi elektrod M, a v pyati santimetrah ot poslednego - elektrod N. Razlichayut potencial- i gradient-zondy (ris. 7.5). V potencial-zonde rasstoyanie mezhdu priemnymi MN ili pitayushimi AV (ih nazyvayut parnymi) elektrodami prevyshaet rasstoyanie ot neparnogo elektroda A ili M do blizhaishego parnogo. Tochka zapisi, k kotoroi otnositsya izmerennoe kazhusheesya soprotivlenie, raspolagaetsya poseredine AM (tochka O). V gradient-zonde rasstoyanie mezhdu parnymi elektrodami v pyat'-desyat' raz men'she rasstoyaniya do neparnogo. Tochka zapisi nahoditsya poseredine MN. Esli parnye elektrody raspolagayutsya vyshe neparnogo, to zond nazyvaetsya krovel'nym (ili obrashennym), a esli pod pitayushim, to podoshvennym (ili posledovatel'nym). Rasstoyanie AM u potencial-zonda i AO (ili MO) u gradient-zonda nazyvaetsya razmerom zonda. Obychno razmer zonda menyaetsya ot 0,5 do 3 m. Radius obsledovaniya porod vokrug skvazhiny primerno raven razmeru zonda.

Inogda ispol'zuyutsya bolee slozhnye 5 - 7-elektrodnye zondy. Blagodarya razlichnoi kombinacii pitayushih i priemnyh elektrodov s pomosh'yu etih zondov sozdayutsya napravlennye fokusirovannye elektricheskie polya, chto pozvolyaet tochnee otbit' granicy plastov i opredelit' ih soprotivlenie. Takie zondy ispol'zuyutsya pri bokovom karotazhe. Dlya vyyavleniya tonkih plastov primenyayutsya mikrozondy.

2. Metodika i tehnika metoda KS. Kak otmechalos' vyshe, pri issledovaniyah metodom KS mozhet registrirovat'sya libo sila toka (tokovyi karotazh), libo raznost' potencialov. V rezul'tate tokovogo karotazha (v suhih skvazhinah on nazyvaetsya metodom skol'zyashih kontaktov, ili MSK) poluchayut tokovye diagrammy, harakterizuyushie izmenenie sily toka po stvolu skvazhiny.

Osnovnym vidom skvazhinnyh elektricheskih nablyudenii yavlyaetsya izmerenie KS ( $\rho_{k}$ ) po stvolu skvazhiny s pomosh'yu standartnogo zonda s postoyannym v dannyh geologicheskih usloviyah razmerom. Eto analog elektroprofilirovaniya (EP) (sm. 8.3.). Standartnyi, ili optimal'nyi dlya izuchaemogo raiona zond obespechivaet nailuchshee vydelenie po krivym KS sloev s raznym udel'nym elektricheskim soprotivleniem. Ego vid i razmery zavisyat ot postavlennyh zadach i vybirayutsya opytnym putem. Chtoby poluchit' krivuyu izmeneniya KS po skvazhine, sila toka $I$ na pitayushih elektrodah obychno podderzhivaetsya postoyannoi, a izmerennaya nepreryvnaya krivaya raznostei potencialov $\Delta U$ na priemnyh elektrodah pri postoyannoi dline zonda yavlyaetsya fakticheski grafikom izmeneniya $\rho_{k}$ . Dlya perevoda krivoi $\Delta U$ (v millivol'tah) v krivuyu $\rho_{k}$ (v om \cdot metrah) izmenyaetsya lish' masshtab zapisi s uchetom velichiny koefficienta ustanovki i sily toka.

Po diagrammam KS (po vertikali otkladyvayutsya tochki zapisi, po gorizontali - $\rho_{k}$ ) mozhno poluchit' lish' obshee predstavlenie o soprotivleniyah porod i ob ih izmenenii po stvolu skvazhiny (sm. ris. 7.3). Odnako dlya rasshifrovki diagramm i interpretacii rezul'tatov elektrorazvedki bol'shoe znachenie imeet opredelenie istinnogo znacheniya soprotivleniya porod. Ego poluchayut s pomosh'yu bokovyh karotazhnyh zondirovanii (BKZ) ili bokovogo karotazha (BK). Metodika BKZ svoditsya k posledovatel'nomu vypolneniyu rabot KS neskol'kimi (5 - 7) odnotipnymi zondami raznoi dliny (naprimer, AO = 0,2; 0,5; 1; 2; 4; 7 m). Provedya izmereniya zondami raznoi dliny, poluchaem kazhushiesya soprotivleniya, sootvetstvuyushie raznym radiusam obsledovaniya porod vokrug skvazhiny. Dlya kazhdogo plasta, soprotivlenie kotorogo neobhodimo opredelit', na logarifmicheskih blankah stroyat krivuyu BKZ, t.e. krivuyu zavisimosti KS ot dliny zonda. Krivye BKZ interpretiruyutsya s pomosh'yu special'nyh teoreticheskih krivyh (paletok BKZ) tak zhe, kak eto delaetsya pri interpretacii VEZ (sm. 8.2.). V rezul'tate poluchayut istinnoe soprotivlenie porod i ocenivayut glubinu proniknoveniya burovogo rastvora v sredu.

3. Interpretaciya i oblast' primeneniya metoda KS. Pri tokovom karotazhe (v tom chisle MSK) sila toka, stekayushego s pomeshennogo v skvazhinu pitayushego elektroda, zavisit ot udel'nogo soprotivleniya okruzhayushih porod. Esli pitayushii elektrod raspolozhen protiv horosho provodyashego plasta, to ego soprotivlenie zazemleniya umen'shaetsya, a sila toka uvelichivaetsya. Vblizi vysokoomnyh porod sila toka budet umen'shat'sya. Na diagrammah horosho vydelyayutsya lish' plasty s rezko otlichayushimisya ot vmeshayushih porod svoistvami, naprimer, rudy.

Interpretaciya dannyh KS, kak i v elektroprofilirovanii, nachinaetsya s vizual'nogo vydeleniya na diagrammah KS anomalii $\rho_{k}$ , po kotorym opredelyayut glubinu zaleganiya sloev s raznymi udel'nymi elektricheskimi soprotivleniyami. Forma i harakternye osobennosti krivyh KS opredelyayutsya ne tol'ko soprotivleniem i moshnost'yu sloev, no i diametrom skvazhiny, mineralizaciei burovogo rastvora, radiusom ego proniknoveniya v porodu (poslednii zavisit ot poristosti porod i raznosti davlenii zhidkosti v plaste i stvole skvazhiny), a takzhe tipom i razmerami zonda, s pomosh'yu kotorogo poluchena diagramma.

V teorii metoda KS rasschitany formuly i postroeny grafiki kazhushihsya soprotivlenii protiv sloev raznoi moshnosti i soprotivleniya dlya lyubyh zondov. Krivye KS, poluchennye potencial-zondom, otlichayutsya simmetrichnoi formoi. Maksimumami vydelyayutsya centry sloya s povyshennymi soprotivleniyami, a minimumami - s ponizhennymi. Podoshvennyi gradient-zond chetkim maksimumom na krivoi KS otbivaet podoshvu plasta povyshennogo i krovlyu plasta ponizhennogo soprotivleniya, a krovel'nyi gradient-zond maksimumom KS vyyavlyaet krovlyu plasta povyshennogo i podoshvu plasta ponizhennogo soprotivleniya.

Takim obrazom, s pomosh'yu gradient-zonda legko vyyavit' krovlyu ili podoshvu plasta, no trudno opredelit' ego moshnost' i mestopolozhenie serediny. Po grafikam KS dvuh zondov - krovel'nogo i podoshvennogo - opredelyayutsya dostatochno tochno kak polozhenie, tak i moshnost' plasta. Plasty maloi po sravneniyu s dlinoi zonda moshnost'yu kak vysokogo, tak i nizkogo soprotivleniya otmechayutsya trudno rasshifrovyvaemymi anomaliyami. Po znacheniyam KS standartnogo zonda, a takzhe v rezul'tate interpretacii krivyh BKZ mozhno poluchit' istinnye znacheniya soprotivlenii okruzhayushih porod i ocenit' radius proniknoveniya burovogo rastvora. Chem bol'she radius proniknoveniya burovogo rastvora, tem bol'she poristost' porod i luchshe ih kollektorskie svoistva.

Vtoroi etap interpretacii - korrelyaciya pohozhih anomalii po krivym KS sosednih skvazhin. Snachala vydelyayut chetkie, harakternye, povsemestno nablyudaemye v izuchaemom raione anomalii, priurochennye k kakomu-nibud' stratigraficheskomu gorizontu bol'shoi moshnosti i vyderzhannogo prostiraniya. Takie anomalii nazyvayutsya reperami. Zatem vydelyayut promezhutochnye gorizonty i stroyat geologo-geofizicheskie razrezy.

Metod kazhushihsya soprotivlenii, odin iz osnovnyh metodov skvazhinnyh geofizicheskih issledovanii, primenyaetsya dlya geologicheskoi dokumentacii skvazhin, vydeleniya plastov raznogo litologicheskogo sostava, opredeleniya ih glubiny zaleganiya i moshnosti, ocenki poristosti i kollektorskih svoistv porod, vyyavleniya poleznyh iskopaemyh, v tom chisle neftegazonosnyh i vodonosnyh plastov.

Nazad| Vpered

Publikacii s klyuchevymi slovami: geofizika - Zemlya - zemnaya kora Publikacii so slovami: geofizika - Zemlya - zemnaya kora
Sm. takzhe: Zamerzshie puzyri metana v ozere Baikal Zemlya iz mezhplanetnogo prostranstva Zahod Zemli s "Oriona" Protivosumerechnye luchi i festival' planet Voshod Zemli: video Udarnyi krater Manikuagan: vid iz kosmosa Zemlya i Luna: vid s drugoi storony Vse publikacii na tu zhe temu >>

Mneniya chitatelei [5]

Versiya dlya pechati

Astrometriya - Astronomicheskie instrumenty - Astronomicheskoe obrazovanie - Astrofizika - Istoriya astronomii - Kosmonavtika, issledovanie kosmosa - Lyubitel'skaya astronomiya - Planety i Solnechnaya sistema - Solnce