Комплексирование геофизических методов

Таблица 4.2. Результаты количественной интерпретации данных БКЗ

Рис. 4.27. Сопоставление (подбор) фактических кривых пластов 1 и 2 с палеточными трехслойными палетоки 4А и 5А

Рис. 4.26. Сопоставление (подбор) фактических кривых пластов 1 и 2 с палеточными двухслойной палетки 1А

Рис. 4.25. Фактические кривые БКЗ

Таблица1. Данные для построения фактических кривых зондирования

В разрезе нефтегазовой скважины (Западная Сибирь)

Рис. 4.24. Сопоставление каротажных диаграмм БКЗ и ВИКИЗ

Количественная интерпретация данных проводилась для продуктивных пластов песчаников, которым присвоены индексы 1 и 2, в интервале разреза 2510-2575 м в следующей последовательности:

1) Снимались оптимальные значения ρ_к, ρ_с, d_c и L вычислялись параметры ρ_к/ρ_с и L/d_c (табл.4.1).

№п/п	L	d	ρk	ρc	L/d	ρk /ρc
	0,45	0,22			2,05	0,32
1,05	0,22			4,77	0,38
2,25	0,22	5,2		10,23	0,14
4,25	0,22	2,7		19,32	0,07
8,5	0,22			38,64	0,11
	0,45	0,21			2,14	0,37
	1,05	0,21			5,00	0,54
	2,25	0,21	8,5		10,71	0,24
	4,25	0,21	4,8		20,24	0,14
	8,5	0,21			40,48	0,11

2) Строились в билогарифмическом масштабе фактические кривые БКЗ (рис. 4.25).

3) Сопоставлялись фактические кривые с теоретическими 2-х слойной палетки БКЗ и выполнялась оценка пластов на предмет проницаемости (рис.4.26).

Результаты сопоставления:

Пласт 1. Наблюдается расхождение фактической кривой с двухслойной палеточной. Правая ветвь сечёт теоретические кривые и уходит вниз, что указывает на повышающее проникновение. Следовательно, пласт проницаемый. По сопоставлению левой ветви с теоретическими оценивалась зона проникновения, которая имеет параметры ρ_п/ρ_с = 5, что являляется основой для дальнейшей интерпретации кривой по трёхслойной палетке.

Пласт 2. Наблюдается также расхождение фактической кривой с двухслойной палеточной. Правая ветвь сечёт теоретические кривые и уходит вниз, что указывает на повышающее проникновение. Левая ветвь совпадает с теоретической двухслойной. Для последней интерпретируемой кривой зона проникновения имеет параметры ρ_п/ρ_с = 10.

4). Сопоставлялись фактические кривые с теоретическими трёхслойных палеток. Подобраны трёхслойные палетки со следующими параметрами:

· пласт 1 - D/d _c = 2; ρ_∆/ρ_с = 5

· пласт 2 - D/d_c = 2; ρ_∆/ρ_с = 10

Результаты сопоставления представлены на рис. 4.27.

Результаты сопоставления:

· пласт 1 - ρ_п/ρ_с = 0,5; ρ_∆/ρ_с = 5; D/d_c = 2; отсюда следует: ρ_п = 18,5 Ом*м,

ρ_∆ = 185 Ом*м, D = 0,43 м и h = 7 м

· пласт 2 - ρ_п/ρ_с = 1; ρ_∆/ρ_с = 10; D/d_c = 2; отсюда следует: ρ_п = 35,0 Ом*м,

ρ_∆ = 350 Ом*м, D = 0,42 м и h = 9 м

Искомые значения ρ_п и h сведены в таблице 4.2.

№ пласта	ρп	h
	18,5
	35,0

Рассмотрение данных таблицы 4.2 показывает, что для пласта 1 ρ_п = 18,5 Ом*ми это значение соответствует УЭС водонефтенасыщенных пластов. Для пласта 2 ρ_п = 35,0 Ом*м и это значение соответствует УЭС нефтенасыщенных пластов.

· Проектное задание по ГИС.

1. Дать определение скважины, как объекта изучения геологических разрезов. Назвать основные геологические задачи, решаемые методами ГИС.

2. Раскрыть смысл каротажа скважин и специфику скважинных геофизических методов при решении геологических задач.

3. Составить классификацию методов ГИС по используемым геофизическим полям.

5. Дать определение поисковых и детализационных комплексов ГИС для изучения нефтегазовых, углеразведочных и рудных скважин.

6. Составить и объяснить схему получения каротажных данных в процессе ГИС и на примере одного из методов охарактеризовать аппаратуру и технические средства для скважинных геофизических исследований.

7. Рассказать в каком виде представляются результаты ГИС и как выполняется интерпретация результатов каротажа.

8. Объяснить основы техники безопасности при производстве геофизических работ в геологоразведочных скважинах.

9. Раскрыть смысл решения прямых и обратных задач каротажа.

10. Рассказать методику качественной и количественной интерпретации результатов ГИС.

1) Раскрыть смысл каротажа скважин и специфику скважинных геофизических методов при решении геологических задач.

2) Составить реферат по обеспечению технических работ в скважинах и оперативному контролю их состояния.

3) Определить типовые поисковые и детализационные комплексы ГИС для изучения нефтегазовых, углеразведочных и рудных скважин.

4) Описать в каком виде представляются результаты ГИС и как выполняется интерпретация результатов каротажа.

· Тесты рубежного контроля раздела 4-А.

1. Вопрос: Какие существуют типы зондов КС?

Ответ: Прямые и обращенные зонды. Зонды бокового и микрокаротажа. Потенциал- и градиент-зонды. Зонды методоа естественных потенциалов и вызванной поляризации.

2. Вопрос: Какие задачи решаются поисковым комплексом ГИС?

Ответ: Геологические, гидрогеологические, инженерно-геологические и геоэкологические. Литологическое расчленение разрезов скважин, выделение целевых объектов, определение их глубины залегания и мощности. Определение состояния ствола скважины, наличие в ней продуктивных горизонтов. Поиск и выделение в разрезах скважин зон, содержащих полезные ископаемые.

3. Вопрос: Что собой представляет аппаратура для производства ГИС?

Ответ: Стационарную (на спецавтомобиле) или переноснуюя каротажную станцию с набором зондов, скважинных приборов и наземных регистрирующих устройств. Скважинные приборы для измерения сигналов электрического, радиационного и сесмоакустического полей. Индикаторы удельного электрического сопротивления, удельной электропроводности, естественной и искусственной радиоактивности, нейтронного излучения и акустической жесткости.

4. Вопрос: В чем особенности и отличия импульсного нейтрон-нейтронного и нейтронного каротажа?

Ответ: В способах регистрации тепловых и быстрых нейтронов. В изучении радиационного фона в скважинах и на дневной поверхности. В получении данных о составе радиоактивных элементов в продуктивных пластах. В использовании вместо ампульного источника специального генератора нейтронов.

5. Вопрос: Какими методами ГИС можно изучать состояние продуктивных пластов в околоскважинном пространстве?

Ответ: Методами электрического, акустического и индукционного каротажа. Методами прострелочно-взрывных работ в скважинах. Методами БКЗ и ВИКИЗ. Методом газового каротажа в комплексе с акустическим телевизором.

· Критерии оценки по ГИС.

Коллоквиум.

· Литература к разделу ГИС.

Основная:

1. Геофизика: учебник /Под ред. В.К. Хмелевского. - М.: КДУ, 2007. – С. 191-252.

2. Геофизические методы исследования. (Под редакцией В.К.Хмелевского). Учебное пособие. – М.: Недра, 1988. – С. 233-277.

Дополнительная:

1. Горбачев Ю.И. Геофизические методы исследования скважин. Учебное пособие. – М.: Недра, 1988. – С. 3-380

2. Федынский В.В. Разведочная геофизика. Учебное пособие. – М.: Недра, 1967. – С. 568-570, 580-587, 596-664.

Лекция 18. Тема: Понятие о геофизичесом комплексе и принципы его выбора. Качественная и количественная неоднозначность при решении прямых и обратных задач. Геологическая интерпретация комплексных геофизических данных

Комплексирование геофизических методов - это сочетание и проведение в определенной последовательности различных геофизических исследований. Необходимость его обусловлена неоднозначностью (многозначностью) истолкования результатов геофизических исследований по определению геологической природы, формы и геометрии изучаемых объектов. Кроме того, необходимость комплексирования определяется тем, что те или иные элементы геологического строения по-разному отражаются в различных геофизических полях и методах. Так, горизонтально-слоистые среды находят хорошее отражение в данных сейсморазведки и методах электромагнитного зондирования, а вертикально-блочное строение более надежно картируется методами электромагнитного профилирования, гравии- и магниторазведки.

Основная идея и цель комплексирования геофизических методов — достижение однозначного решения поставленных геологических задач, определение параметров исследуемых объектов и вмещающей среды.

Для обоснованного проектирования геофизических работ и выбора комплекса методов вводится понятие «физико-геологическая модель» (ФГМ) объекта исследований.В упрощенном виде под ФГМ понимаютабстрактные тела простой геометрической формы (шар, горизонтальный цилиндр, столб, пласт и др.) с заданными соотношениями физических свойств тел и окружающей среды, для которых в аналитическом виде или численно с помощью компьютеров можно решать прямые задачи, т. е. рассчитывать аномалии, и обратные задачи, т. е. проводить интерпретацию аномалий в рамках выбранной модели.

ФГМ — это сочетание геологической, петрофизической моделей и модели физических полей. Геологическая модель — система элементов геологического строения, обобщенно описывающая состав, структуру, форму (геометрию) изучаемого объекта и вмещающей среды. Петрофизическаямодель — модель, характеризующая распределение физических и геологических свойств в плане, разрезе, пространстве. Модель физических полей описывает характер физического поля в верхнем и нижнем полупространстве, в котором отражены интенсивность поля, его морфология, аномальные эффекты и различные типы помех.

При формировании ФГМ используют понятие о прогнозно-поисковой модели, определяемой по сочетанию поисковых геофизических признаков икритериев, которыми называют характерные и устойчивые (обнаруживаемые в большинстве случаев) особенности геофизических полей над искомыми объектами.

Формирование ФГМ какого-либо геологического объекта, процесса или явления предусматривает несколько последовательных операций, к которым относятся:

• постановка геологической задачи;

• выбор объекта моделирования (земная кора,, рудная или нефтегазовая провинция, отдельные рудные тела, нефтегазовые залежи и т. д.) с построением априорной геологической модели;

• расчет аномальных петрофизических параметров моделируемого объекта и вмещающей среды;

• построение петрофизической модели и выделение на ее основе структурно-вещественных комплексов;

• решение прямых задач геофизики для каждого метода, т. е. построение модели физических полей;

• оценка, адекватности сформированной ФГМ реальному объекту на эталонах, т. е. наобъектах, аналогичных исследуемому, но с известным геологическим строением.

Требования, предъявляемые к ФГМ, изменяются в зависимости от стадийности геологоразведочного процесса (принцип последовательных приближений). Так, например, задача поисков объекта сводится к выявлению перспективных аномалий с заданной вероятностью и минимальным числом точек наблюдений (обычно три). Густоту сети при этом рассчитывают по моделям физических полей, полученным для наименее благоприятных условий залегания моделируемого объекта.

В зависимости от характера геологических задач различают двуальтернативные ФГМ, предназначенные для решения задач типа «руда — вмещающая порода», «нефтегазо-перспективная — пустая структура», и многоальтернативные ФГМ, используемые при решении задач структурно-тектонического районирования территории, геокартирования, многоцелевых поисков разных видов минерального сырья.

С учетом развития геологических процессов во времени различают статические ФГМ, фиксирующие состояние геологического объекта в определенный (исторический) момент времени, и динамические ФГМ, отражающие изменение физических полей на разных стадиях развития геологических процессов в зависимости, например, от глубины проявления рудогенеза, зон окисления, тектогенеза и т. д. Динамические ФГМ широко используются при мониторинге окружающей среды, при режимных наблюдениях над нефтегазохранилищами и крупными месторождениями углеводородов, находящимися в длительной эксплуатации, естественными фильтрационно-диффузионными процессами, при решении инженерных, гидрогеологических и геоэкологических задач.