Геофизикалык изилдөөлөр: түрлөрү, ыкмалары жана технологиялары

2024 Автор: Howard Calhoun | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2023-12-17 10:34

Геофизикалык изилдөө скважинага жакын жана скважина аралык мейкиндиктеги тектерди изилдөө үчүн колдонулат. Алар ар кандай түрдөгү табигый же жасалма физикалык көрсөткүчтөрдү өлчөө жана чечмелөө жолу менен ишке ашырылат. Учурда 50дөн ашык геофизикалык ыкмалар бар.

Жалпы мүнөздөмөлөр

Геофизикалык изилдөө (ГИС, өндүрүш геофизикасы же каротаж) – геологиялык профилдерди изилдөө, скважиналардын техникалык абалы жөнүндө маалымат алуу жана жер казынасындагы пайдалуу кендерди аныктоо үчүн колдонулуучу геофизикалык колдонмолордун жыйындысы.

ГИС тоо тектердин ар кандай физикалык касиеттерине негизделген:

• электр;
• радиоактивдүү;
• магниттик;
• термикалык жана башкалар.

Скважиналарды өндүрүштүк геофизикалык изилдөөлөр скважиналардын геологиялык документтеринин негизги түрү болуп саналат. Аларды ишке ашыруунун максаты - бир катар техникалык маселелерди чечүү (бөлүмдөрдү салыштыруускважиналарды иштетүүгө, иштетүүгө жана эксплуатациялоого таасир этүүчү катмарлардын бирдей курактагы катмарларын аныктоо, продуктивдүү катмарларды, маркердик горизонтторду, литологиялык курамын, катмардын негизги мүнөздөмөлөрүн аныктоо). Ар кандай скважиналарды каротаждоо ыкмасынын принциби тоо тектердин касиеттерин мүнөздөгөн баалуулуктарды өлчөө жана аларды чечмелөө болуп саналат.

Электрдик методдор

Мунай скважиналарына электрдик геофизикалык изилдөөлөрдү жүргүзүүдө төмөнкү мүнөздөмөлөр өлчөнөт:

1. Электрдик каршылык (өткөргүч минералдар, жарым өткөргүчтөр, диэлектриктер).
2. Электрдик жана магниттик өткөрүмдүүлүк.
3. Тоо тектердин электрохимиялык активдүүлүгү - табигый (өзүн-өзү поляризациялоо потенциалы ыкмасы) же жасалма индукцияланган (индукцияланган поляризация потенциалы ыкмасы).

Биринчи өзгөчөлүк мунайга жана газга каныккан тоо тектеринин каршылык касиетинин жогорулашы сыяктуу өзгөчөлүк менен байланышкан, бул мунай жана газ кендеринин идентификациялык белгиси (алар электр тогун өткөрбөйт). Ченөөлөр резервуардын эң маанилүү мүнөздөмөлөрүн – көзөнөктүүлүктүн, суу менен мунай-газга каныккандыктын коэффициентин аныктоого мүмкүндүк берүүчү каршылыкты жогорулатуу коэффициентинин жардамы менен бааланат. Бул технологиянын эң кеңири таралган ыкмалары төмөндө сүрөттөлгөн.

Көрүнгөн каршылык ыкмасы

Үч жерге туташтыруучу электроддор (бир берүүчү жана 2 өлчөөчү электроддор) бар зонд скважинага түшүрүлөт, ал эми төртүнчүсү (камсыздоо) скважинанын оозуна орнотулган. Зонд скважина боюнда вертикалдуу кыймылдаганда потенциалдар айырмасы өзгөрөт. Өзгөчө электрдиккаршылык ачык деп аталат, анткени ал бир тектүү чөйрө үчүн эсептелген, бирок чындыгында ал бир тектүү эмес. Алынган маалыматтардын негизинде ийри сызыктар курулат, алар аркылуу суу сактагычтын чектерин аныктоого болот.

Капталдагы электрдик үн

Өлчөөдө чоң узундуктагы (2-30 скважинанын диаметрине эселенген) градиенттик зонддор колдонулат, бул бургулоо суюктугунун таасирин жана анын тоо тектерге кирүү тереңдигин эсепке алууга, чыныгы тууралыкты аныктоого мүмкүндүк берет. пайда болуу каршылыгы.

Жети же үч электроддук зонд менен корголгон жерге туташтыруу ыкмасы

Жети электроддуу зонддо токтун күчү скважинанын огу боюнча борбордук жана эң четки чекиттерде потенциалдардын бирдейлиги камсыз кылынышы үчүн жөнгө салынат. Бул электр зарядынын фокусталган шооласын ташка багыттоо үчүн жасалат. Натыйжа да көрүнгөн каршылык.

Индукция ыкмасы

Скважинага чыгаруучу жана кабыл алуучу катушкалар, генератор жана түзөткүчтөр бар зонд түшүрүлөт. Индукцияланган ЭҮК түзүүдө катмардын көрүнүүчү электр өткөргүчтүгү аныкталат.

Диэлектрик ыкмасы

Мурункуга окшош, бирок катушкадагы электромагниттик талаанын жыштыгы чоңураак. Бул ыкма суу сактагычтын аз туздуулугу менен каныккандыгын аныктоо үчүн колдонулат.

Ошондой эле тоо тектин электр каршылыгын өлчөө үчүн микрозонддордун (алардын өлчөмү 5 смден ашпайт) ыкмасы бар,скважина дубалына түз жанаша.

Радиометрия

Радиометрикалык геофизикалык изилдөө ыкмалары ядролук нурланууну (көбүнчө нейтрондор жана гамма нурлар) аныктоого негизделген. Эң кеңири таралган ыкмалар:

• табигый тектердин нурлануусу (ɣ-метод);
• чачыраган ɣ нурлануу;
• нейтрон-нейтрон (тектин атомдорунун ядролору тарабынан чачылган нейтрондордун катталышы);
• импульстук нейтрон;
• нейтронду активдештирүү (ɣ-нейтрондорду сиңирүүдөн келип чыккан жасалма радиоактивдүү изотоптордун нурлануусу);
• ядролук магниттик резонанс;
• нейтрон ɣ-метод (ɣ-радиациялык нейтронду кармоо нурлануусу).

Усулдар гамма-нурлануу агымынын тыгыздыгынын басаңдатуу мыйзамына, тоо тектеги нейтрондордун чачырылышынын жана жутулушунун таасирине негизделген. Мунун негизинде тоо тектеринин тыгыздыгы, алардын минералдык курамы, чополуулугу, жаракалар аныкталып, скважинадагы бургулоо жабдууларынын радиоактивдүү булгануусу көзөмөлдөнөт.

Сейсмоакустикалык методдор

Акустикалык методдор табигый же жасалма үн термелүүсүн өлчөөгө негизделген. Биринчи учурда скважинага газ же нефть киргенде пайда болгон ызы-чууларды геологиялык жана геофизикалык изилдөөлөр жүргүзүлөт, ошондой эле тоо тектерине өтүү учурунда бургулоочу аспаптын термелүү спектри да өлчөнөт.

Үндүн же ультра үн спектринин жасалма термелүүсүн изилдөө ыкмалары толкундун таралуу убактысын өлчөөгө негизделген.термелүү амплитудасын басаңдатуу. Үндүн таралуу ылдамдыгы бир нече параметрлерден көз каранды:

• тектердин минералдык курамы;
• алардын газ-мунай каныктыруу даражасы;
• литологиялык өзгөчөлүктөрү;
• кулчулук;
• тектерде стресстин бөлүштүрүлүшү;
• цементация жана башкалар.

Скважинага түшүрүлгөн зонд акустикалык изоляторлор менен бөлүнгөн өткөргүчтөн жана кабыл алгычтан турат. Өлчөө натыйжаларына скважина геометриясынын таасирин азайтуу үчүн, адатта, үч же төрт элементтүү зонддор колдонулат. Кундук аспап жер үстүндөгү жабдууларга кабель аркылуу туташтырылган. Алуучудан келген сигнал санариптештирилип, экранда көрсөтүлөт.

Бул методдун жардамы менен суу сактагычтын участогун, жер астындагы чоң көңдөйлөрдү литологиялык кесүү изилдөөлөрү жүргүзүлүп, резервуардын касиеттери аныкталат жана суунун кесилиши көзөмөлдөнөт.

Термикалык журнал

Талаалык геофизикалык изилдөөлөрдө термикалык каротаждын негизин скважина боюндагы температура градиентин изилдөө түзөт, ал тоо тектердин ар кандай жылуулук касиеттери менен байланышкан (табигый жана жасалма жылуулук талаасынын ыкмалары). Негизги тоо текти түзүүчү минералдардын жылуулук өткөрүмдүүлүгү 1,3-8 Вт/(м∙К) чейин, ал эми газга жогорку каныккан учурда ал бир нече эсеге төмөндөйт.

Жасалма жылуулук талаалары скважинага жуугуч суюктукту же электр жылыткычтарды орнотуунун жардамы менен бургулоодо түзүлөт. Температуранын градиентин өлчөө үчүнкудуктун электр каршылык термометрлери колдонулат. Негизги сезгич элемент катары жез зым жана жарым өткөргүч материалдар колдонулат.

Температуранын өзгөрүшү кыйыр түрдө - бул элементтин электр каршылыгынын чоңдугу менен жазылат. Өлчөө схемасында термелүү мезгили каршылыкка жараша өзгөрүп турган электрондук осциллятор да бар. Анын жыштыгы атайын түзүлүш менен өлчөнөт жана жыштык өлчөгүчтө пайда болгон туруктуу чыңалуу визуалдык байкоочу аппаратурага берилет.

Бул ыкманы колдонуу менен геофизикалык изилдөөлөрдү жүргүзүү кендин геологиялык түзүлүшү жөнүндө маалымат алууга, мунай, газ жана суулуу түзүлүштөрдү аныктоого, алардын агымынын ылдамдыгын аныктоого, антиклиналдык структураларды жана туз куполдорун, жылуулук аномалияларын аныктоого мүмкүндүк берет. углеводороддор-дун агымы. Бул технологияны колдонуу өзгөчө жанар тоо активдүүлүгү болгон аймактарда актуалдуу.

Геохимиялык ГИС ыкмалары

Геохимиялык изилдөө методдору бургулоо суюктугунун жана скважиналарды жууган кезде пайда болгон тилкелердин газга каныккандыгын түз изилдөөгө негизделген. Биринчи учурда, углеводороддук газдардын курамын аныктоо түздөн-түз бургулоо учурунда же андан кийин жүргүзүлүшү мүмкүн. Бургулоо суюктугу атайын агрегатта газсыздандырылып, андан соң каротаждоо станциясында жайгашкан газ анализатор-хроматографтын жардамы менен углеводороддун курамы аныкталат.

Шлам же бургуланган тоо тектеринин бөлүкчөлөрү,бургулоо суюктугунун курамындагы заттар люминесценттик же битуминологиялык ыкмалар менен изилденет.

Магниттик жазуу

Скважиналарды каротаждоо үчүн магниттик методдор тоо тектерин айырмалоонун бир нече ыкмаларын камтыйт:

• магниттештирүү менен;
• магниттик ийкемдүүлүк боюнча (жасалма электромагниттик талааны түзүү);
• өзөктүк магниттик касиеттери боюнча (бул технология өзөктүк каротаж деп да аталат).

Магниттик талаанын күчү магниттик рудалык тулкулардын жана алардын астында жаткан жана кабатталган катмарлардын болушу менен шартталган. Магниттик модуляция сенсорлору (флюрозонддор) скважина жабдууларынын сезгич элементтери катары кызмат кылат. Заманбап аспаптар магнит талаасынын векторунун бардык үч компонентин, ошондой эле магниттик ийкемдүүлүктү өлчөй алат.

Ядролук магниттик каротаж - бул тешикче суюктуктагы суутек ядролору тарабынан индукцияланган магнит талаасынын мүнөздөмөлөрүн аныктоо. Суу, газ жана мунай суутек ядролорунун курамы боюнча айырмаланат. Бул касиеттин аркасында резервуарды жана анын өткөрүмдүүлүгүн изилдөөгө, суюктуктун түрүн аныктоого жана түзүүчү тектердин түрлөрүн айырмалоого болот.

гравитацияны изилдөө

Гравитивдүү чалгындоо – скважинанын узундугу боюнча тартылуу талаасынын бирдей эмес бөлүштүрүлүшүнө негизделген кендерди геофизикалык чалгындоо ыкмасы. Максаты боюнча мындай каротаждын 2 түрү бөлүнөт - скважинаны кесип өткөн катмарлардын тоо тектеринин тыгыздыгын аныктоо жана гравитациянын аномалиясын (анын маанисинин өзгөрүшүн) пайда кылган геологиялык объекттердин жайгашкан жерин аныктоо.

Акыркы индикатордун секирүүсү тыгыздыгы азыраак суу сактагычтан тыгызыраак тектерге өткөндө пайда болот. Методдун маңызы вертикалдык тартылуу күчүн өлчөө жана резервуардын калыңдыгын аныктоо болуп саналат. Бул маалымат тоо тектеринин тыгыздыгын билүүгө мүмкүндүк берет.

Саптык жана кварцтык гравиметрлер скважинанын негизги жабдуулары катары колдонулат. Биринчи типтеги приборлор эң кеңири колдонулат. Мындай гравиметрлер асма жүк менен вертикалдуу бекитилген жипке өзгөрмө чыңалуу колдонулуучу электромеханикалык вибратор болуп саналат. Вибратор генераторго туташтырылган жана анын жыштык термелүүлөрү акыркы параметр катары кызмат кылат.

Жабдуу

Геофизикалык изилдөө методдору талаа геофизикалык станцияларынын жардамы менен жүргүзүлөт, алардын негизги элементтери:

• ылдыйдагы аспаптар;
• механикалык же электромеханикалык кыймылдаткычы бар лебедка (кубат алгычтан, электр тармагынан же көз карандысыз кубат булагынан);
• дискти башкаруу блогу;
• Ачуу процедураларынын негизги көрсөткүчтөрү үчүн мониторинг системасы (чөгүү тереңдиги, скважинага түшүү ылдамдыгы, чыңалуу күчү) - дисплей бирдиги, чыңалуу бирдиги, тереңдик сенсору;
• скважинаны каротажда скважинанын оозун герметизациялоо үчүн майлоочу (жабуучу клапандар, сальник, кабыл алуу камерасы, манометрлер жана башка приборлор кирет);
• жер өлчөөчү жабдуулар (унаанын шассисинде).

Терең скважинаны тейлөөчү жабдууларэки машинанын кузовунда жайгаша алат. Скважиналарды геофизикалык чалгындоо лабораториялары УРАЛ, ГАЗ-2752 Собол, КамАЗ, ГАЗ-33081 жана башкалардын шассилерине орнотулган. Автоунаанын кузову адатта 2 отсекти камтыйт - жумушчу, анда жабдуулар жайгашкан жана тейлөөчү персонал үчүн "алмашуу үйү".

Жабдууларга коюлган негизги талаптар геофизикалык изилдөөлөрдүн жогорку тактыгы жана ишенимдүүлүгү. Скважиналардагы жумуш оор шарттар менен байланышкан - чоң тереңдик, температуранын олуттуу төмөндөшү, титирөө, титирөө. Жабдуулар кардардын талаптарына, колдонулган ыкмага жана иштин максаттарына ылайык бүткөрүлөт. Деңиз скважиналарында геофизикалык изилдөөлөрдү жүргүзүү үчүн бардык жабдуулар контейнерлерде ташылат.

Натыйжаларды интерпретациялоо

Геофизикалык изилдөөлөрдүн натыйжалары ченөө приборлорунун маанилеринен баштап суу сактагычтын геофизикалык параметрлерин аныктоого чейин этап-этабы менен иштетилет:

1. Учурдагы жабдуулардын сигналдарын өзгөртүү.
2. Изилденген тоо тектердин чыныгы физикалык касиеттерин аныктоо. Бул этапта кошумча талаа геофизикалык иштер талап кылынышы мүмкүн.
3. Форманын литологиялык жана резервуардык касиеттерин аныктоо.
4. Алынган натыйжаларды алдыга коюлган милдеттердин бирин чечүүдө пайдалануу менен - пайдалуу кендердин кендерин аныктоо, алардын бүткүл регион боюнча таралышы, тоо тектеринин геологиялык жашын, кеуектүүлүктүн, чопонун курамындагы, газга жана мунайга каныккандыктын, өткөргүчтүктүн коэффициенттерин аныктоо; суу сактагычтарды аныктоо, өзгөчөлүктөрүн изилдөөгеологиялык бөлүм жана башкалар.

Геофизикалык изилдөөлөрдү интерпретациялоо колдонулган технологияга (электрдик, радиометрикалык, жылуулук ж. б.) жана өлчөө жабдууларына жараша ар кандай ыкмалар менен жүргүзүлөт. Заманбап геофизикалык уюмдар маалыматтарды чогултуунун жана иштетүүнүн автоматташтырылган системаларын иштетишет (Prime, Pangea, Inpres, PaleoScan, SeisWare, DUG Insight жана башкалар).