Penyelidikan geofizik: jenis, kaedah dan teknologi

2024 Pengarang: Howard Calhoun | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2023-12-17 10:36

Penyelidikan geofizik digunakan untuk mengkaji batuan di dalam lubang berhampiran telaga dan ruang antara telaga. Ia dijalankan dengan mengukur dan mentafsir penunjuk fizikal semula jadi atau buatan pelbagai jenis. Pada masa ini, terdapat lebih daripada 50 kaedah geofizik.

Ciri umum

Penyelidikan geofizik (GIS, geofizik pengeluaran atau pembalakan) ialah satu set kaedah geofizik gunaan yang digunakan untuk mengkaji profil geologi, mendapatkan maklumat tentang keadaan teknikal telaga dan mengenal pasti mineral dalam tanah bawah.

GIS adalah berdasarkan pelbagai sifat fizikal batuan:

• elektrik;
• radioaktif;
• magnetik;
• terma dan lain-lain.

Tinjauan geofizik pengeluaran telaga ialah jenis utama dokumentasi geologi telaga. Tujuan pelaksanaannya adalah untuk menyelesaikan beberapa masalah teknikal (perbandingan bahagian untukpengenalpastian strata umur yang sama, penentuan strata produktif, ufuk penanda, komposisi litologi, ciri-ciri utama pembentukan yang mempengaruhi pembangunan, pembangunan dan operasi telaga). Prinsip mana-mana kaedah pembalakan telaga adalah untuk mengukur nilai yang mencirikan sifat batuan dan mentafsirnya.

Kaedah Elektrik

Apabila menjalankan tinjauan geofizik elektrik telaga minyak, ciri berikut diukur:

1. Kerintangan elektrik (mineral konduktor, semikonduktor, dielektrik).
2. Kebolehtelapan elektrik dan magnetik.
3. Aktiviti elektrokimia batuan - semula jadi (kaedah potensi polarisasi diri) atau teraruh buatan (kaedah potensi polarisasi teraruh).

Ciri pertama dikaitkan dengan ciri seperti peningkatan kerintangan batu tepu minyak dan gas, yang merupakan ciri pengenalpastian deposit minyak dan gas (ia tidak mengalirkan elektrik). Pengukuran dinilai menggunakan faktor peningkatan rintangan, yang membolehkan anda menentukan ciri paling penting takungan - pekali keliangan, air dan tepu minyak dan gas. Teknik yang paling biasa bagi teknologi ini diterangkan di bawah.

Kaedah rintangan yang jelas

Kuar dengan tiga elektrod pembumian (satu bekalan dan 2 elektrod penyukat) diturunkan ke dalam telaga, dan yang keempat (bekalan) dipasang di kepala telaga. Apabila probe bergerak secara menegak di sepanjang lubang telaga, beza potensi berubah. elektrik tertenturintangan dipanggil ketara kerana ia dikira untuk medium homogen, tetapi sebenarnya ia tidak homogen. Berdasarkan data yang diperoleh, lengkung dibina, yang membolehkan anda menentukan sempadan takungan.

Bunyi elektrik sisi

Probe kecerunan yang sangat panjang (berbilang 2-30 diameter telaga) digunakan dalam pengukuran, yang membolehkan mengambil kira pengaruh bendalir penggerudian dan kedalaman penembusannya ke dalam batuan, untuk menentukan yang sebenar kerintangan pembentukan.

Kaedah pembumian terlindung dengan tujuh atau tiga probe elektrod

Dalam probe tujuh elektrod, kekuatan semasa dikawal supaya kesamaan potensi dipastikan di titik tengah dan ekstrem di sepanjang paksi lubang gerudi. Ini dilakukan untuk mengarahkan rasuk tertumpu cas elektrik ke dalam batu. Hasilnya juga adalah rintangan yang jelas.

Kaedah induksi

Kuar dengan gegelung pemancar dan penerima, alternator dan penerus diturunkan ke dalam telaga. Apabila mencipta EMF teraruh, kekonduksian elektrik jelas pembentukan ditentukan.

Kaedah dielektrik

Sama seperti yang sebelumnya, tetapi kekerapan medan elektromagnet dalam gegelung adalah susunan magnitud yang lebih tinggi. Kaedah ini digunakan untuk menentukan sifat ketepuan takungan dengan kemasinan air yang rendah.

Terdapat juga kaedah mikroprob (saiznya tidak melebihi 5 cm) untuk mengukur rintangan elektrik batu,bersebelahan terus dengan dinding lubang gergaji.

Radiometri

Kaedah penyelidikan geofizik radiometrik adalah berdasarkan pengesanan sinaran nuklear (paling kerap neutron dan sinar gamma). Kaedah yang paling biasa ialah:

• radiasi batu semula jadi (kaedah-ɣ);
• radiasi ɣ tersebar;
• neutron-neutron (pendaftaran neutron yang diserakkan oleh nukleus atom batu);
• neutron nadi;
• pengaktifan neutron (ɣ-radiasi isotop radioaktif buatan yang timbul daripada penyerapan neutron);
• resonans magnetik nuklear;
• kaedah-neutron (ɣ-radiative neutron capture radiation).

Kaedahnya adalah berdasarkan hukum pengecilan ketumpatan fluks sinaran gamma, kesan serakan dan penyerapan neutron dalam batuan. Berdasarkan ini, ketumpatan batu, komposisi mineralnya, kandungan tanah liat, keretakan ditentukan, dan pencemaran radioaktif bagi peralatan penggerudian lubang bawah dipantau.

Kaedah seismoakustik

Kaedah akustik adalah berdasarkan pengukuran getaran bunyi semula jadi atau buatan. Dalam kes pertama, kajian geologi dan geofizik bunyi yang berlaku apabila gas atau minyak memasuki lubang telaga dijalankan, dan spektrum getaran alat penggerudian semasa penembusan batu juga diukur.

Kaedah untuk mengkaji ayunan buatan bagi bunyi atau spektrum ultrasonik adalah berdasarkan pengukuran masa perambatan gelombang atauredaman amplitud ayunan. Kelajuan perambatan bunyi bergantung pada beberapa parameter:

• komposisi mineral batuan;
• darjah ketepuan gas-minyaknya;
• ciri litologi;
• kerampungan;
• taburan tekanan dalam batu;
• penyimenan dan lain-lain.

Probe yang diturunkan ke dalam telaga terdiri daripada pemancar dan penerima yang dipisahkan oleh penebat akustik. Untuk mengurangkan kesan geometri lubang gerudi pada hasil pengukuran, probe tiga atau empat elemen biasanya digunakan. Alat lubang bawah disambungkan ke peralatan permukaan dengan kabel. Isyarat daripada penerima didigitalkan dan dipaparkan pada skrin.

Dengan bantuan kaedah ini, kajian pembelahan litologi bahagian takungan, rongga bawah tanah yang besar dijalankan, sifat takungan ditentukan dan pemotongan air dikawal.

Pelog terma

Asas pembalakan haba dalam tinjauan geofizik lapangan ialah kajian kecerunan suhu di sepanjang lubang telaga, yang dikaitkan dengan sifat terma batu yang berbeza (kaedah medan haba semula jadi dan buatan). Kekonduksian terma mineral pembentuk batu utama berjulat dari 1.3-8 W / (m∙K), dan pada ketepuan gas yang tinggi ia turun beberapa kali.

Medan terma buatan dicipta semasa penggerudian dengan bantuan cecair pembilasan atau pemasangan pemanas elektrik di dalam telaga. Untuk mengukur kecerunan suhu paling keraptermometer rintangan elektrik lubang bawah digunakan. Bahan dawai kuprum dan semikonduktor digunakan sebagai elemen penderiaan utama.

Perubahan suhu direkodkan secara tidak langsung - mengikut magnitud rintangan elektrik unsur ini. Litar pengukur juga mengandungi pengayun elektronik yang tempoh ayunannya berbeza dengan rintangan. Kekerapannya diukur oleh peranti khas dan voltan malar yang dijana dalam meter frekuensi dihantar ke peralatan pemerhatian visual.

Menjalankan penyelidikan geofizik menggunakan teknik ini membolehkan mendapatkan maklumat tentang struktur geologi medan, mengenal pasti formasi minyak, gas dan air, menentukan kadar alirannya, mengesan struktur antiklin dan kubah garam, anomali haba yang berkaitan dengan kemasukan hidrokarbon. Penggunaan teknologi ini amat relevan di kawasan yang mempunyai aktiviti gunung berapi aktif.

Kaedah GIS geokimia

Kaedah penyelidikan geokimia adalah berdasarkan kajian langsung tentang ketepuan gas cecair penggerudian dan keratan yang terbentuk semasa pembilasan telaga. Dalam kes pertama, penentuan kandungan gas hidrokarbon boleh dilakukan secara langsung semasa penggerudian atau selepasnya. Cecair penggerudian dinyahgas dalam unit khas, dan kemudian kandungan hidrokarbon ditentukan menggunakan penganalisis-kromatografi gas yang terletak di stesen pembalakan.

Slurry, atau zarah batu gerudi,yang terkandung dalam bendalir penggerudian dikaji dengan kaedah pemercahayaan atau bituminologi.

Pengelogan magnetik

Kaedah magnet untuk menjalankan pembalakan telaga termasuk beberapa cara untuk membezakan batuan:

• oleh kemagnetan;
• mengenai kerentanan magnet (penciptaan medan elektromagnet buatan);
• pada sifat magnet nuklear (teknologi ini juga dirujuk sebagai pembalakan nuklear).

Kekuatan medan magnet adalah disebabkan oleh kehadiran badan bijih magnet dan lapisan yang mendasari dan bertindih. Penderia modulasi magnetik (flurosondes) berfungsi sebagai elemen sensitif peralatan lubang bawah. Instrumen moden boleh mengukur ketiga-tiga komponen vektor medan magnet, serta kerentanan magnet.

Pelogan magnet nuklear adalah untuk menentukan ciri-ciri medan magnet, yang diinduksi oleh nukleus hidrogen dalam cecair liang. Air, gas dan minyak berbeza dalam kandungan nukleus hidrogen. Terima kasih kepada sifat ini, adalah mungkin untuk mengkaji takungan dan kebolehtelapannya, mengenal pasti jenis bendalir dan membezakan jenis batuan juzuk.

penerokaan graviti

Penerokaan graviti ialah kaedah penerokaan geofizik bagi mendapan berdasarkan taburan medan graviti yang tidak seragam di sepanjang lubang telaga. Mengikut tujuan, 2 jenis pembalakan sedemikian dibezakan - untuk menentukan ketumpatan batuan lapisan yang merentasi telaga, dan untuk mengenal pasti lokasi objek geologi yang menyebabkan anomali dalam graviti (perubahan dalam nilainya).

Lompatan penunjuk terakhir berlaku apabila bergerak dari takungan dengan ketumpatan yang lebih rendah ke batuan yang lebih tumpat. Intipati kaedah adalah untuk mengukur graviti menegak dan menentukan ketebalan takungan. Data ini membolehkan anda mengetahui ketumpatan batuan.

String dan gravimeter kuarza digunakan sebagai peralatan lubang bawah utama. Jenis peranti pertama adalah yang paling banyak digunakan. Gravimeter sedemikian ialah penggetar elektromekanikal di mana voltan berselang-seli digunakan pada rentetan tetap menegak dengan beban terampai. Penggetar disambungkan kepada penjana dan turun naik frekuensinya berfungsi sebagai parameter akhir.

Peralatan

Kaedah penyelidikan geofizik dijalankan dengan bantuan stesen geofizik lapangan, elemen utamanya ialah:

• alat lubang bawah;
• winch dengan pemacu mekanikal atau elektromekanikal (daripada pelepasan kuasa, rangkaian elektrik atau sumber kuasa bebas);
• unit kawalan pemacu;
• sistem pemantauan untuk penunjuk utama prosedur tersandung (kedalaman rendaman, kelajuan penurunan ke dalam perigi, daya tegangan) - unit paparan, unit ketegangan, sensor kedalaman;
• pelincir lubang gerudi untuk menutup kepala telaga semasa pembalakan telaga (termasuk injap tutup, kotak pemadat, ruang penerima, tolok tekanan dan peralatan lain);
• peralatan pengukur tanah (pada casis kereta).

Peralatan penyelenggaraan perigi dalamboleh terletak di dalam badan dua kereta. Makmal untuk penerokaan geofizik telaga dipasang pada casis URAL, GAZ-2752 Sobol, KamAZ, GAZ-33081 dan lain-lain. Badan kereta biasanya termasuk 2 petak - pekerja, di mana peralatan terletak dan "rumah tukar" untuk kakitangan perkhidmatan.

Keperluan utama untuk peralatan ialah ketepatan tinggi dan kebolehpercayaan tinjauan geofizik. Bekerja di telaga dikaitkan dengan keadaan yang sukar - kedalaman yang besar, penurunan suhu yang ketara, getaran, gegaran. Peralatan disiapkan mengikut kehendak pelanggan, kaedah yang digunakan dan matlamat kerja. Untuk penyelidikan geofizik di telaga luar pesisir, semua peralatan diangkut dalam bekas.

Tafsiran keputusan

Hasil tinjauan geofizik diproses langkah demi langkah daripada nilai alat pengukur kepada penentuan parameter geofizik takungan:

1. Penukaran isyarat peralatan lubang bawah.
2. Penentuan sifat fizikal sebenar batuan yang dikaji. Kerja geofizik lapangan tambahan mungkin diperlukan pada peringkat ini.
3. Penentuan sifat litologi dan takungan pembentukan.
4. Menggunakan keputusan yang diperoleh untuk menyelesaikan salah satu tugas yang ditetapkan - mengenal pasti deposit mineral, pengedarannya di seluruh rantau, menentukan umur geologi batuan, pekali keliangan, kandungan tanah liat, tepu gas dan minyak, kebolehtelapan; pengenalpastian takungan, kajian ciribahagian geologi dan lain-lain.

Tafsiran tinjauan geofizik dijalankan dengan pelbagai kaedah bergantung pada teknologi yang digunakan (elektrik, radiometrik, haba, dll.) dan peralatan pengukur. Organisasi geofizik moden mengendalikan sistem pengumpulan dan pemprosesan data automatik (Prime, Pangea, Inpres, PaleoScan, SeisWare, DUG Insight dan lain-lain).