Поскольку при геофизических исследованиях скважин используются те же поля, что и в полевых геофизических методах (гравимагнитные, электромагнитные, сейсмоакустические, ядерно-физические, тепловые), то принципы теоретического решения задач - прямых (определение физических параметров поля по известному геофизическому разрезу) и обратных (определение физического разреза по наблюденным физическим параметрам) - одинаковы (см. 1.3, 4.3, 7.3, 10.3, 13.2, 15). Однако строгое теоретическое решение прямых задач ГИС сложнее, так как приходится учитывать влияние заполнителя скважины (обсадные колонны, цемент, глинистый раствор, по-разному проникающие в поры в зависимости от их трещиноватости и пористости). Кроме того, прямые задачи по размерности являются двух-трехмерными и решаются для погруженных источников. Рассмотренные выше основы теории полевых методов геофизики иллюстрировались в основном одно- и двухмерными задачами с поверхностными источниками, решение которых проще. Вместе с тем решение обратных задач ГИС и интерпретация материалов оказались проще по следующим причинам. Во-первых, интерпретация бывает прежде всего полуколичественной, то есть выделяются глубины залегания, мощности пластов или рудных объектов вблизи от источников. Во-вторых, для геологического истолкования результатов ГИС используются теоретически установленные или эмпирически получаемые корреляционные связи между геофизическими и геолого-гидрогеологическими, механическими, коллекторскими свойствами с оценкой заполнителя пор (вода, нефть, газ). В-третьих, интерпретацию материалов легче формализовать и осуществлять с помощью ЭВМ.
Т а б л и ц а 7.1
Название групп методов | Название методов | Изучаемые физические свойства пород | Измеряемые параметры | Решаемые геологические задачи |
Электрические | метод естественной поляризации (ПС) | электро-химическая активность | естественные потенциалы | геологическое расчленение разрезов в комплексе с методами КС, выявление сульфидных руд, углей, графитовых сланцев, коллекторов и водоупоров |
методы токового каротажа, скользящих контактов (МСК) | удельное электрическое сопротивление (УЭС) | изменение тока в питающей цепи | выделение в разрезах хорошо проводящих горизонтов (сульфидов, углей, графитов и др.) | |
метод кажущихся сопротивлений (КС), боковое ка-ротажное зондирование (БКЗ) и др. | то же | кажущееся сопротивление | геологическое расчленение разрезов, определение мощности слоев и истинного сопротивления пород, выделение коллекторов, водоупоров, рудных и нерудных пропластков | |
резистивиметрия | УЭС жидкости в стволе скважины | УЭС жидкости в стволе скважины | определение сопротивления воды и глинистого раствора в скважине | |
метод вызванных потенциалов (ВП) | поляризуемость | вызванные потенциалы (ВП) | геологическое расчленение разрезов скважин, выявление сульфидных руд, угля, графитов, сланцев | |
индуктивный метод (ИМ) | электропроводность | потенциалы | расчленение низкоомных разрезов | |
диэлектрический метод (ДМ) | диэлектрическая проницаемость | потенциалы | расчленение водоносных разрезов | |
Ядерные | гамма-метод (ГМ) или гамма-каротаж (ГК) | естественная радиоактивность | интенсивность естеств. гамма-излучения () | обнаружение радиоактив-ных руд, геологическое расчленение разрезов |
гамма-гамма-метод (ГГМ) или гамма-гамма-каротаж (ГГК) | плотность и хим. состав | интенсивность рассеянного гамма-излучения () | изучение плотности горных пород и их хим. состава | |
нейтронный гамма-метод (НГМ) или каротаж (НГК) | поглощение нейтронов с последующим гамма-излучением | интенсивность вторичного гамма-излучения () | расчленение разреза по во-дородосодержанию, оценка пористости пород | |
нейтрон-нейтронный метод (ННМ) или каротаж (ННК) | поглощение быстрых нейтронов и определение медленных нейтронов | интенсивность потока тепловых и надтепловых нейтронов | то же, что и в методе НГК, но более точное определение количества водорода в породах | |
Термические | метод естественного теплового поля (МЕТ) | теплопроводность | температура | изучение геологического разреза скважин, определение наличия газа, нефти, сульфидов и др., определение техн. сост. скважин |
метод искусственного теплового поля (МИТ) | тепловое сопротивление, температуропроводность | то же | то же | |
Сейсмоакустические | метод акустического каротажа | скорость распространения волн, амплитуда сигналов | время и скорость упругих волн, их затухание () | геологическое расчленение разреза, оценка пористости, проницаемости, состава флюида |
сейсмический каротаж | то же | то же | определение пластовых и средних скоростей | |
Магнитные | метод естественного магнитного поля | магнитная восприимчивость горных пород | напряженность магнитного поля Земли | геологическое расчленение разрезов и выявление железосодержащих руд |
метод искусственного магнитного поля | то же | напряженность поля магнита | то же | |
Гравитационные | гравиметровые | плотность | аномалии силы тяжести | геологическое расчленение разреза |