Geofizik tadqiqotlar: turlari, usullari va texnologiyalari

2024 Muallif: Howard Calhoun | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2023-12-17 10:44

Geofizik tadqiqotlar quduqlar yaqinidagi va quduqlararo fazodagi jinslarni o'rganish uchun ishlatiladi. Ular har xil turdagi tabiiy yoki sun'iy jismoniy ko'rsatkichlarni o'lchash va izohlash orqali amalga oshiriladi. Hozirda 50 dan ortiq geofizik usullar mavjud.

Umumiy xususiyatlar

Geofizik tadqiqotlar (GIS, ishlab chiqarish geofizikasi yoki logging) geologik profillarni oʻrganish, quduqlarning texnik holati haqida maʼlumot olish va yer qaʼridagi foydali qazilmalarni aniqlash uchun foydalaniladigan amaliy geofizika usullari majmuidir.

GIS jinslarning turli fizik xususiyatlariga asoslanadi:

• elektr;
• radioaktiv;
• magnit;
• termal va boshqalar.

Quduqlarning ishlab chiqarish geofizik tadqiqotlari quduqlarning geologik hujjatlarining asosiy turi hisoblanadi. Ularni amalga oshirishdan maqsad bir qator texnik muammolarni hal qilishdir (bo'limlarni taqqoslashbir xil yoshdagi qatlamlarni aniqlash, mahsuldor qatlamlarni, marker gorizontlarini, litologik tarkibini, quduqlarning rivojlanishiga, rivojlanishiga va ekspluatatsiyasiga ta'sir etuvchi qatlamning asosiy belgilarini aniqlash). Har qanday quduqni ro'yxatga olish usulining printsipi jinslarning xususiyatlarini tavsiflovchi qiymatlarni o'lchash va ularni sharhlashdir.

Elektr usullari

Neft quduqlarining elektr geofizik tadqiqotlarini oʻtkazishda quyidagi xususiyatlar oʻlchanadi:

1. Elektr qarshiligi (oʻtkazgich minerallari, yarimoʻtkazgichlar, dielektriklar).
2. Elektr va magnit oʻtkazuvchanligi.
3. Togʻ jinslarining elektrokimyoviy faolligi - tabiiy (oʻz-oʻzidan qutblanish potentsiali usuli) yoki sunʼiy induktsiya (induktsiyalangan qutblanish potentsiali usuli).

Birinchi xususiyat neft va gaz bilan toʻyingan jinslarning qarshiligini oshirish kabi xususiyat bilan bogʻliq boʻlib, bu neft va gaz konlarini identifikatsiyalash xususiyati hisoblanadi (ular elektr tokini oʻtkazmaydi). O'lchovlar rezervuarning eng muhim xususiyatlarini - g'ovaklik, suv va neft va gaz bilan to'yinganlik koeffitsientini aniqlash imkonini beruvchi qarshilikni oshirish omili yordamida baholanadi. Bu texnologiyaning eng keng tarqalgan usullari quyida tavsiflangan.

Ko'rinadigan qarshilik usuli

Uchta topraklama elektrodlari (bitta ta'minot va 2 o'lchash elektrodlari) bo'lgan zond quduqqa tushiriladi va to'rtinchisi (ta'minot) quduqning boshida o'rnatiladi. Zond quduq bo'ylab vertikal harakatlansa, potentsial farq o'zgaradi. Maxsus elektrqarshilik zohiriy deb ataladi, chunki u bir hil muhit uchun hisoblangan, lekin aslida u bir hil emas. Olingan ma'lumotlarga asoslanib, egri chiziqlar quriladi, ular orqali suv omborining chegaralarini aniqlash mumkin.

Yon tomondagi elektr tovushi

Oʻlchovlarda burgʻulash suyuqligining taʼsirini va uning togʻ jinslariga kirib borish chuqurligini hisobga olishga imkon beruvchi katta uzunlikdagi (2-30 quduq diametrining karrali) gradient zondlari qoʻllaniladi. shakllanish qarshiligi.

Yetti yoki uchta elektrodli zond bilan himoyalangan topraklama usuli

Etti elektrodli zondda oqim kuchi burg'ulash o'qi bo'ylab markaziy va o'ta nuqtalarda potentsiallarning tengligi ta'minlanishi uchun tartibga solinadi. Bu fokuslangan elektr zaryadini toshga yo'n altirish uchun amalga oshiriladi. Natija ham aniq qarshilik.

Induksiya usuli

Quduqqa chiqarish va qabul qilish bobinlari, alternator va rektifikatorli zond tushiriladi. Induktsiyalangan EMFni yaratishda qatlamning ko'rinadigan elektr o'tkazuvchanligi aniqlanadi.

Dielektrik usul

Avvalgisiga o'xshash, ammo bobindagi elektromagnit maydonning chastotasi kattaroq tartibdir. Bu usul suvning sho‘rligi past bo‘lgan suv omborining to‘yinganlik xususiyatini aniqlash uchun ishlatiladi.

Toshning elektr qarshiligini o'lchash uchun mikroproblar (ularning o'lchamlari 5 sm dan oshmaydi) usuli ham mavjud,to'g'ridan-to'g'ri quduq devoriga ulashgan.

Radiometriya

Radiometrik geofizik tadqiqot usullari yadroviy nurlanishni (koʻpincha neytronlar va gamma nurlar) aniqlashga asoslangan. Eng keng tarqalgan usullar:

• tabiiy tosh nurlanishi (ɣ-usuli);
• tarqalgan ɣ radiatsiya;
• neytron-neytron (togʻ jinslari atomlari yadrolari tomonidan sochilgan neytronlarning qayd etilishi);
• puls neytron;
• neytron faollashuvi (ɣ-neytronlarning yutilishidan kelib chiqadigan sun'iy radioaktiv izotoplarning nurlanishi);
• yadro magnit aks sado;
• neytron ɣ-usuli (ɣ-radiatsion neytronni tutib olish nurlanishi).

Usullar gamma-nurlanish oqimi zichligining susayishi qonuniga, tog` jinslaridagi neytronlarning tarqalishi va yutilishi ta'siriga asoslangan. Shundan kelib chiqib, tog‘jinslarining zichligi, mineral tarkibi, gil tarkibi, yorilish darajasi aniqlanadi, quduq burg‘ulash uskunasining radioaktiv ifloslanishi nazorat qilinadi.

Seysmoakustik usullar

Akustik usullar tabiiy yoki sun'iy tovush tebranishlarini o'lchashga asoslangan. Birinchi holda, gaz yoki neft quduq tubiga tushganda yuzaga keladigan shovqinlarning geologik va geofizik tadqiqotlari amalga oshiriladi, shuningdek, burg'ulash asbobining tog 'jinslarining kirib borishi paytida tebranish spektri ham o'lchanadi.

Ovoz yoki ultratovush spektrining sun'iy tebranishlarini o'rganish usullari to'lqin yoki to'lqinning tarqalish vaqtini o'lchashga asoslangan.tebranish amplitudasini susaytirish. Ovozning tarqalish tezligi bir nechta parametrlarga bog'liq:

• togʻ jinslarining mineral tarkibi;
• ularning gaz-neft bilan to'yinganlik darajasi;
• litologik xususiyatlar;
• gillik;
• toshlarda kuchlanish taqsimoti;
• sementatsiya va boshqalar.

Quduqqa tushirilgan zond akustik izolyatorlar bilan ajratilgan uzatuvchi va qabul qilgichdan iborat. Quduq geometriyasining o'lchov natijalariga ta'sirini kamaytirish uchun odatda uch yoki to'rt elementli problar qo'llaniladi. Tuynuk asbobi simi bilan sirt uskunasiga ulangan. Qabul qilgichdan keladigan signal raqamlashtiriladi va ekranda ko'rsatiladi.

Ushbu usul yordamida suv ombori kesimini, katta er osti boʻshliqlarini litologik parchalash boʻyicha tadqiqotlar olib boriladi, kollektor xossalari aniqlanadi va suv kesilishi nazorat qilinadi.

Termal jurnallar

Dala geofizik tadqiqotlarda termik logingning asosi quduq trubasi boʻylab togʻ jinslarining turli issiqlik xossalari bilan bogʻliq boʻlgan harorat gradientini oʻrganishdir (tabiiy va sunʼiy issiqlik maydoni usullari). Asosiy tosh hosil qiluvchi minerallarning issiqlik o'tkazuvchanligi 1,3-8 Vt / (m∙K) oralig'ida va yuqori gaz bilan to'yinganida u bir necha marta pasayadi.

Sun'iy issiqlik maydonlari burg'ulash paytida yuvish suyuqligi yoki quduqqa elektr isitgichlarni o'rnatish yordamida hosil bo'ladi. Ko'pincha harorat gradientini o'lchash uchunquduqli elektr qarshilik termometrlari qo'llaniladi. Asosiy sezgir element sifatida mis sim va yarimo'tkazgich materiallar ishlatiladi.

Haroratning o'zgarishi bilvosita - bu elementning elektr qarshiligining kattaligi bilan qayd etiladi. O'lchov pallasida tebranish davri qarshilik bilan o'zgarib turadigan elektron osilator ham mavjud. Uning chastotasi maxsus qurilma orqali o'lchanadi va chastota o'lchagichda hosil bo'lgan doimiy kuchlanish vizual kuzatish uskunasiga uzatiladi.

Ushbu texnikadan foydalangan holda geofizik tadqiqotlar olib borish konning geologik tuzilishi haqida ma'lumot olish, neft, gaz va suvli qatlamlarni aniqlash, ularning oqim tezligini aniqlash, antiklinal tuzilmalar va tuz gumbazlarini, issiqlik anomaliyalarini aniqlash imkonini beradi. uglevodorodlar oqimi. Bu texnologiyadan foydalanish ayniqsa faol vulqon faolligi boʻlgan hududlarda toʻgʻri keladi.

Geokimyoviy GIS usullari

Geokimyoviy tadqiqot usullari burg’ulash suyuqligining gaz bilan to’yinganligini va quduqni yuvish jarayonida hosil bo’lgan so’qmoqlarni bevosita o’rganishga asoslangan. Birinchi holda, uglevodorod gazlarining tarkibini aniqlash to'g'ridan-to'g'ri burg'ulash paytida yoki undan keyin amalga oshirilishi mumkin. Burg'ilash suyuqligi maxsus blokda gazsizlanadi, so'ngra uglevodorod tarkibini loggiya stantsiyasida joylashgan gaz analizator-xromatograf yordamida aniqlanadi.

Bulama yoki burgʻulangan jins zarralari,burg'ulash suyuqligi tarkibidagi lyuminestsent yoki bituminologik usullar bilan o'rganiladi.

Magnit jurnali

Quduqlarni qazib olishning magnit usullari jinslarni farqlashning bir necha usullarini o'z ichiga oladi:

• magnetizatsiya orqali;
• magnit sezuvchanlik (sun'iy elektromagnit maydon yaratish);
• yadro magnit xususiyatlari boʻyicha (bu texnologiya yadroviy jurnal deb ham ataladi).

Magnit maydonning kuchi magnit ruda jismlari va ularning ostida yotuvchi va bir-birining ustiga chiqadigan qatlamlarning mavjudligi bilan bog'liq. Magnit modulyatsiya datchiklari (flurozondlar) quduq uskunasining sezgir elementlari bo'lib xizmat qiladi. Zamonaviy asboblar magnit maydon vektorining barcha uch komponentini, shuningdek, magnit sezgirlikni o'lchashi mumkin.

Yadro magnit logging - bu g'ovak suyuqlikdagi vodorod yadrolari tomonidan induktsiya qilingan magnit maydonning xususiyatlarini aniqlash. Suv, gaz va neft vodorod yadrolari tarkibiga ko'ra farqlanadi. Ushbu xususiyat tufayli rezervuar va uning o'tkazuvchanligini o'rganish, suyuqlik turini aniqlash va tarkibiy jinslar turlarini farqlash mumkin.

gravitatsiyaviy tadqiqotlar

Gravitatsion qidiruv - quduq uzunligi bo'ylab tortishish maydonining bir xil bo'lmagan taqsimlanishiga asoslangan konlarni geofizik jihatdan o'rganish usuli. Maqsadiga ko'ra, bunday yog'och kesishning 2 turi ajratiladi - quduqni kesib o'tadigan qatlamlarning jinslarining zichligini aniqlash va tortishish anomaliyasini keltirib chiqaradigan geologik ob'ektlarning joylashishini aniqlash (uning qiymatining o'zgarishi).

Oxirgi indikatorning sakrashi zichligi pastroq boʻlgan suv omboridan zichroq jinslarga oʻtganda sodir boʻladi. Usulning mohiyati vertikal tortishni o'lchash va rezervuarning qalinligini aniqlashdir. Bu maʼlumotlar togʻ jinslarining zichligini aniqlash imkonini beradi.

Tringli va kvartsli gravimetrlar quduqning asosiy uskunasi sifatida ishlatiladi. Birinchi turdagi qurilmalar eng ko'p qo'llaniladi. Bunday gravimetrlar elektromexanik vibrator bo'lib, unda o'zgaruvchan kuchlanish to'xtatilgan yuk bilan vertikal ravishda o'rnatilgan ipga qo'llaniladi. Vibrator generatorga ulangan va uning chastotasi o'zgarishi yakuniy parametr bo'lib xizmat qiladi.

Uskunalar

Geofizik tadqiqot usullari dala geofizik stansiyalari yordamida amalga oshiriladi, ularning asosiy elementlari:

• teshik asboblari;
• mexanik yoki elektromexanik qoʻzgʻaluvchiga ega vinç (elektr uzatish moslamasidan, elektr tarmogʻidan yoki mustaqil quvvat manbaidan);
• haydovchi boshqaruv bloki;
• tozalash jarayonlarining asosiy ko'rsatkichlari uchun monitoring tizimi (cho'kish chuqurligi, quduqqa tushish tezligi, kuchlanish kuchi) - displey bloki, kuchlanish birligi, chuqurlik sensori;
• quduqning og'zini quduqni ro'yxatga olishda muhrlash uchun moylash moslamasi (o'chirish klapanlari, to'ldirish qutisi, qabul qilish kamerasi, bosim o'lchagichlar va boshqa asboblarni o'z ichiga oladi);
• yer oʻlchash uskunasi (avtomobil shassisida).

Chuqur quduqqa texnik xizmat koʻrsatish uskunasiikkita avtomobilning kuzovlarida joylashgan bo'lishi mumkin. Quduqlarni geofizikaviy qidiruv laboratoriyalari URAL, GAZ-2752 Sobol, KamAZ, GAZ-33081 va boshqalar shassilariga o'rnatilgan. Avtomobil kuzovi odatda ikkita bo'limni o'z ichiga oladi - uskuna joylashgan ishchi va xizmat ko'rsatuvchi xodimlar uchun "almashtirish uyi".

Uskunalarga qoʻyiladigan asosiy talablar geofizik tadqiqotlarning yuqori aniqligi va ishonchliligi hisoblanadi. Quduqlarda ishlash qiyin sharoitlar bilan bog'liq - katta chuqurlik, sezilarli harorat pasayishi, tebranish, silkinish. Uskunalar mijozning talablariga, qo'llaniladigan usulga va ishning maqsadlariga muvofiq yakunlanadi. Dengiz quduqlarida geofizik tadqiqotlar uchun barcha jihozlar konteynerlarda tashiladi.

Natijalar talqini

Geofizik tadqiqotlar natijalari bosqichma-bosqich o'lchov vositalarining qiymatlaridan suv omborining geofizik parametrlarini aniqlashgacha qayta ishlanadi:

1. Quyiq uskunasi signallarini konvertatsiya qilish.
2. O'rganilayotgan jinslarning haqiqiy fizik xususiyatlarini aniqlash. Bu bosqichda qoʻshimcha dala geofizik ishlari talab qilinishi mumkin.
3. Qatlamning litologik va rezervuar xossalarini aniqlash.
4. Olingan natijalardan qo’yilgan vazifalardan birini hal qilishda foydalanish - foydali qazilma konlarini aniqlash, ularning hudud bo’ylab tarqalishi, tog’ jinslarining geologik yoshini, g’ovaklik koeffitsientlarini, gil tarkibini, gaz va neft bilan to’yinganligini, o’tkazuvchanligini aniqlash; suv omborlarini aniqlash, xususiyatlarini o'rganishgeologik uchastka va boshqalar.

Geofizik tadqiqotlarni talqin qilish qo’llaniladigan texnologiya (elektr, radiometrik, termik va hokazo) va o’lchash asboblariga qarab turli usullar bilan amalga oshiriladi. Zamonaviy geofizik tashkilotlarda ma'lumotlarni yig'ish va qayta ishlashning avtomatlashtirilgan tizimlari (Prime, Pangea, Inpres, PaleoScan, SeisWare, DUG Insight va boshqalar) ishlaydi.