Jeofizik araştırma: türleri, yöntemleri ve teknolojileri

2024 Yazar: Howard Calhoun | [email protected]. Son düzenleme: 2023-12-17 10:43

Jeofizik araştırma, kuyuya yakın ve kuyular arası uzayda kayaları incelemek için kullanılır. Çeşitli türlerdeki doğal veya yapay fiziksel göstergelerin ölçülmesi ve yorumlanmasıyla gerçekleştirilir. Şu anda 50'den fazla jeofizik yöntem var.

Genel özellikler

Jeofizik araştırma (CBS, üretim jeofiziği veya günlük kaydı), jeolojik profilleri incelemek, kuyuların teknik durumu hakkında bilgi edinmek ve yer altındaki mineralleri belirlemek için kullanılan bir dizi uygulamalı jeofizik yöntemidir.

GIS, kayaların çeşitli fiziksel özelliklerine dayanmaktadır:

• elektrik;
• radyoaktif;
• manyetik;
• termal ve diğerleri.

Kuyuların üretim jeofizik araştırmaları, kuyuların jeolojik dokümantasyonunun ana türüdür. Uygulamalarının amacı, bir dizi teknik sorunu çözmektir (bölümlerin karşılaştırılmasıaynı yaştaki tabakaların belirlenmesi, üretken tabakaların belirlenmesi, işaret ufukları, litolojik bileşim, kuyuların gelişimini, gelişimini ve işleyişini etkileyen oluşumun ana özellikleri). Herhangi bir kuyu kaydı yönteminin ilkesi, kayaların özelliklerini karakterize eden değerleri ölçmek ve yorumlamaktır.

Elektrik Yöntemleri

Petrol kuyularının elektrik jeofizik araştırmaları yapılırken, aşağıdaki özellikler ölçülür:

1. Elektrik özdirenci (iletken mineraller, yarı iletkenler, dielektrikler).
2. Elektriksel ve manyetik geçirgenlik.
3. Kayaların elektrokimyasal aktivitesi - doğal (kendi kendine polarizasyon potansiyeli yöntemi) veya yapay olarak indüklenmiş (indüklenmiş polarizasyon potansiyeli yöntemi).

İlk karakteristik, petrol ve gaz yataklarının bir tanımlama özelliği olan petrol ve gaza doymuş kayaların artan direnci gibi bir özellikle ilişkilidir (elektrik iletmezler). Ölçümler, rezervuarın en önemli özelliklerini - gözeneklilik katsayısı, su ve petrol ve gaz doygunluğu - belirlemenizi sağlayan direnç artış faktörü kullanılarak değerlendirilir. Bu teknolojinin en yaygın teknikleri aşağıda açıklanmıştır.

Görünür direnç yöntemi

Üç topraklama elektrotlu bir prob (bir besleme ve 2 ölçüm elektrotu) kuyuya indirilir ve dördüncüsü (besleme) kuyu başına kurulur. Sonda kuyu deliği boyunca dikey olarak hareket ettiğinde, potansiyel fark değişir. Spesifik elektrikDirenç, homojen bir ortam için hesaplandığından görünür olarak adlandırılır, ancak aslında homojen değildir. Elde edilen verilere dayanarak, rezervuarın sınırlarını belirlemenin mümkün olduğu eğriler oluşturulur.

Yan elektrik sondajı

Ölçümlerde, sondaj sıvısının etkisini ve kayalara nüfuz etme derinliğini hesaba katarak, gerçek değeri belirlemek için büyük uzunlukta (2-30 kuyu çapının katları) gradyan probları kullanılır. oluşum direnci.

Yedi veya üç elektrot probu ile korumalı topraklama yöntemi

Yedi elektrotlu bir probda, akım gücü düzenlenir, böylece sondaj ekseni boyunca merkezi ve uç noktalarda potansiyellerin eşitliği sağlanır. Bu, odaklanmış bir elektrik yükünü kayaya yönlendirmek için yapılır. Sonuç ayrıca görünür dirençtir.

Tümevarım yöntemi

Yayıcı ve alıcı bobinleri, bir alternatörü ve bir redresörü olan bir sonda kuyuya indirilir. Endüklenen EMF oluşturulurken, oluşumun görünen elektriksel iletkenliği belirlenir.

Dielektrik yöntem

Bir öncekine benzer, ancak bobindeki elektromanyetik alanın frekansı bir büyüklük sırası daha yüksektir. Bu yöntem, düşük su tuzluluğu ile rezervuar doygunluğunun doğasını belirlemek için kullanılır.

Ayrıca kayanın elektriksel direncini ölçmek için mikroprobların (boyutu 5 cm'yi geçmez) bir yöntemi vardır,doğrudan sondaj duvarına bitişik.

Radyometri

Radyometrik jeofizik araştırma yöntemleri, nükleer radyasyonun (çoğunlukla nötronlar ve gama ışınları) tespitine dayanır. En yaygın yöntemler şunlardır:

• doğal kaya radyasyonu (ɣ-yöntemi);
• dağılmış ɣ radyasyon;
• nötron-nötron (kaya atomlarının çekirdekleri tarafından saçılan nötronların kaydı);
• darbe nötron;
• nötron aktivasyonu (nötronların absorpsiyonundan kaynaklanan yapay radyoaktif izotopların ɣ-radyasyonu);
• nükleer manyetik rezonans;
• nötron ɣ-yöntemi (ɣ-radyatif nötron yakalama radyasyonu).

Yöntemler, gama radyasyonu akı yoğunluğunun zayıflama yasasına, kayadaki nötronların saçılma ve soğurulma etkisine dayanır. Buna dayanarak, kayaların yoğunluğu, mineral bileşimi, kil içeriği, kırılması belirlenir ve kuyu içi sondaj ekipmanının radyoaktif kirlenmesi izlenir.

Sismoakustik yöntemler

Akustik yöntemler, doğal veya yapay ses titreşimlerinin ölçülmesine dayanır. İlk durumda, gaz veya petrol kuyuya girdiğinde meydana gelen gürültülerin jeolojik ve jeofiziksel çalışmaları yapılır ve kaya delme sırasında sondaj aletinin titreşim spektrumu da ölçülür.

Sesin veya ultrasonik spektrumun yapay salınımlarını incelemek için yöntemler, dalganın yayılma süresinin ölçülmesine veyasalınım genliğinin sönümlenmesi. Ses yayılma hızı birkaç parametreye bağlıdır:

• kayaların mineral bileşimi;
• gaz-yağ doygunluk derecesi;
• litolojik özellikler;
• killik;
• kayalarda gerilme dağılımı;
• sementasyon ve diğerleri.

Kuyuya indirilen sonda, akustik yalıtkanlarla ayrılmış bir verici ve bir alıcıdan oluşur. Sondaj geometrisinin ölçüm sonuçları üzerindeki etkisini az altmak için genellikle üç veya dört elemanlı problar kullanılır. Kuyu içi alet, yüzey ekipmanına bir kablo ile bağlanır. Alıcıdan gelen sinyal sayısallaştırılır ve ekranda görüntülenir.

Bu yöntem yardımıyla rezervuar bölümünün litolojik diseksiyon çalışmaları, büyük yer altı boşlukları yapılır, rezervuar özellikleri belirlenir ve su kesintisi kontrol edilir.

Termal kayıt

Alan jeofizik araştırmalarında termal kaydın temeli, kayaların farklı termal özellikleriyle (doğal ve yapay termal alan yöntemleri) ilişkili olan kuyu boyunca sıcaklık gradyanının incelenmesidir. Ana kaya oluşturan minerallerin ısıl iletkenliği 1,3-8 W / (m∙K) arasında değişir ve yüksek gaz doygunluğunda birkaç kez düşer.

Kuyuya yıkama sıvısı veya elektrikli ısıtıcıların montajı ile sondaj sırasında yapay termal alanlar oluşturulur. Sıcaklık gradyanını en sık ölçmek içinkuyu içi elektrik dirençli termometreler kullanılır. Ana algılama elemanı olarak bakır tel ve yarı iletken malzemeler kullanılmaktadır.

Sıcaklıktaki değişim dolaylı olarak kaydedilir - bu elemanın elektrik direncinin büyüklüğü ile. Ölçüm devresi ayrıca, salınım periyodu dirence göre değişen bir elektronik osilatör içerir. Frekansı özel bir cihaz tarafından ölçülür ve frekans ölçerde üretilen sabit voltaj görsel gözlem ekipmanına iletilir.

Bu tekniği kullanarak jeofizik araştırmaların yapılması, sahanın jeolojik yapısı hakkında bilgi edinilmesine, petrol, gaz ve su içeren oluşumların belirlenmesine, akış hızlarının belirlenmesine, antiklinal yapıların ve tuz kubbelerinin saptanmasına, arazi ile ilgili termal anomalilerin tespit edilmesine olanak sağlar. hidrokarbon akışı. Bu teknolojinin kullanımı özellikle aktif volkanik aktiviteye sahip alanlarda önemlidir.

Jeokimyasal CBS yöntemleri

Jeokimyasal araştırma yöntemleri, sondaj sıvısının gaz doygunluğunun ve kuyu yıkama sırasında oluşan kesimlerin doğrudan çalışmasına dayanır. İlk durumda, hidrokarbon gazlarının içeriğinin belirlenmesi, doğrudan sondaj sırasında veya sonrasında gerçekleştirilebilir. Sondaj sıvısının gazı özel bir ünitede giderilir ve daha sonra kayıt istasyonunda bulunan bir gaz analizörü-kromatograf kullanılarak hidrokarbon içeriği belirlenir.

Bulamaç veya delinmiş kaya parçacıkları,sondaj sıvısının içerdiği lüminesan veya bitüminolojik yöntemlerle incelenir.

Manyetik kayıt

Kuyu kaydı yapmak için manyetik yöntemler, kayaları ayırt etmenin birkaç yolunu içerir:

• mıknatıslama ile;
• manyetik duyarlılık üzerine (yapay bir elektromanyetik alanın oluşturulması);
• nükleer manyetik özellikler hakkında (bu teknoloji aynı zamanda nükleer loglama olarak da adlandırılır).

Manyetik alanın gücü, bunların altında yatan ve üst üste gelen manyetik cevher gövdelerinin ve katmanların varlığından kaynaklanmaktadır. Manyetik modülasyon sensörleri (flurosondes), kuyu içi ekipmanın hassas elemanları olarak hizmet eder. Modern cihazlar, manyetik alan vektörünün üç bileşenini ve ayrıca manyetik duyarlılığı ölçebilir.

Nükleer manyetik kayıt, gözenek sıvısındaki hidrojen çekirdekleri tarafından indüklenen manyetik alanın özelliklerini belirlemektir. Su, gaz ve yağ, hidrojen çekirdeklerinin içeriğinde farklılık gösterir. Bu özellik sayesinde, rezervuarı ve geçirgenliğini incelemek, sıvının türünü belirlemek ve oluşturan kaya türlerini ayırt etmek mümkündür.

yerçekimi keşfi

Yerçekimi araştırması, kuyunun uzunluğu boyunca gravite alanının düzgün olmayan bir dağılımına dayalı olarak tortuların jeofiziksel olarak araştırılması yöntemidir. Amaca göre, bu tür kayıtların 2 türü ayırt edilir - kuyudan geçen katmanların kayalarının yoğunluğunu belirlemek ve yerçekiminde anormalliğe neden olan jeolojik nesnelerin yerini belirlemek (değerinde değişiklik).

Son göstergenin sıçraması, daha düşük yoğunluklu bir rezervuardan daha yoğun kayalara geçerken meydana gelir. Yöntemin özü, dikey yerçekimini ölçmek ve rezervuarın kalınlığını belirlemektir. Bu veriler, kayaların yoğunluğunu bulmanızı sağlar.

İp ve kuvars gravimetreler ana kuyu içi ekipman olarak kullanılır. İlk tür cihazlar en yaygın kullanılanıdır. Bu tür gravimetreler, asılı bir yük ile dikey olarak sabitlenmiş bir diziye alternatif bir voltajın uygulandığı elektromekanik bir vibratördür. Vibratör bir jeneratöre bağlıdır ve frekans dalgalanmaları son parametre olarak hizmet eder.

Ekipman

Jeofizik araştırma yöntemleri, ana unsurları olan saha jeofizik istasyonlarının yardımıyla gerçekleştirilir:

• Kuyu içi araçlar;
• mekanik veya elektromekanik tahrikli vinç (PTO'dan, elektrik şebekesinden veya bağımsız güç kaynağından);
• sürücü kontrol ünitesi;
• Açma prosedürlerinin ana göstergeleri için izleme sistemi (daldırma derinliği, kuyuya iniş hızı, gerilim kuvveti) - ekran ünitesi, gerilim ünitesi, derinlik sensörü;
• kuyu kaydı sırasında kuyu başını sızdırmaz hale getirmek için sondaj deliği yağlayıcı (kapatma vanaları, salmastra kutusu, alma odası, basınç göstergeleri ve diğer enstrümantasyon dahil);
• yer ölçüm ekipmanı (bir arabanın şasisinde).

Derin kuyu bakım ekipmanlarıiki arabanın gövdesinde bulunabilir. Kuyuların jeofizik araştırması için laboratuvarlar, URAL, GAZ-2752 Sobol, KamAZ, GAZ-33081 ve diğerlerinin şasisine monte edilmiştir. Arabanın gövdesi genellikle 2 bölme içerir - ekipmanın bulunduğu bir işçi ve servis personeli için bir "değişim evi".

Ekipman için temel gereksinimler, jeofizik araştırmaların yüksek doğruluğu ve güvenilirliğidir. Kuyularda çalışmak zor koşullarla ilişkilidir - büyük derinlik, önemli sıcaklık düşüşleri, titreşimler, sallama. Ekipman, müşterinin gereksinimlerine, kullanılan yönteme ve işin amaçlarına göre tamamlanır. Açık deniz kuyularında jeofizik araştırmalar için tüm ekipmanlar konteynerlerde taşınır.

Sonuçların yorumlanması

Jeofizik etütlerin sonuçları, ölçüm cihazlarının değerlerinden rezervuarın jeofizik parametrelerinin belirlenmesine kadar adım adım işlenir:

1. Kuyu içi ekipman sinyallerinin dönüştürülmesi.
2. Çalışılan kayaların gerçek fiziksel özelliklerinin belirlenmesi. Bu aşamada ek saha jeofizik çalışması gerekebilir.
3. Formasyonun litolojik ve rezervuar özelliklerinin belirlenmesi.
4. Elde edilen sonuçların görev setlerinden birini çözmek için kullanılması - maden yataklarının belirlenmesi, bunların bölgedeki dağılımı, kayaların jeolojik yaşının, gözeneklilik katsayılarının, kil içeriğinin, gaz ve petrol doygunluğu, geçirgenliğin belirlenmesi; rezervuarların tanımlanması, özelliklerin incelenmesijeolojik bölüm ve diğerleri.

Jeofizik etütlerin yorumlanması, kullanılan teknolojiye (elektrik, radyometrik, termal vb.) ve ölçüm ekipmanlarına bağlı olarak çeşitli yöntemlerle gerçekleştirilir. Modern jeofizik kuruluşları, otomatik veri toplama ve işleme sistemlerini işletir (Prime, Pangea, Inpres, PaleoScan, SeisWare, DUG Insight ve diğerleri).