Kërkimet gjeofizike: llojet, metodat dhe teknologjitë

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2023-12-17 10:40

Kërkimet gjeofizike përdoren për të studiuar shkëmbinjtë në hapësirën afër puseve dhe hapësirës ndërmjet puseve. Ato kryhen duke matur dhe interpretuar tregues fizikë natyrorë ose artificialë të llojeve të ndryshme. Aktualisht, ekzistojnë më shumë se 50 metoda gjeofizike.

Karakteristika të përgjithshme

Kërkimet gjeofizike (GIS, gjeofizika e prodhimit ose prerjet) janë një grup metodash gjeofizike të aplikuara që përdoren për të studiuar profilet gjeologjike, për të marrë informacione për gjendjen teknike të puseve dhe për të identifikuar mineralet në nëntokë.

GIS bazohet në veti të ndryshme fizike të shkëmbinjve:

• elektrik;
• radioaktive;
• magnetike;
• termike dhe të tjera.

Vrojtimet gjeofizike të prodhimit të puseve janë lloji kryesor i dokumentacionit gjeologjik të puseve. Qëllimi i zbatimit të tyre është të zgjidhë një sërë problemesh teknike (krahasimi i seksioneve përidentifikimi i shtresave të së njëjtës moshë, përcaktimi i shtresave prodhuese, horizonte shënjuese, përbërje litologjike, karakteristikat kryesore të formacionit që ndikojnë në zhvillimin, zhvillimin dhe funksionimin e puseve). Parimi i çdo metode të prerjes së puseve është matja e vlerave që karakterizojnë vetitë e shkëmbinjve dhe interpretimi i tyre.

Metodat elektrike

Gjatë kryerjes së rilevimeve gjeofizike elektrike të puseve të naftës, maten karakteristikat e mëposhtme:

1. Rezistenca elektrike (mineralet e përcjellësit, gjysmëpërçuesit, dielektrikët).
2. Përshkueshmëria elektrike dhe magnetike.
3. Aktiviteti elektrokimik i shkëmbinjve - natyral (metoda e potencialit të vetëpolarizimit) ose artificialisht (metoda e potencialit të polarizimit të induktuar).

Karakteristika e parë lidhet me një veçori të tillë si rritja e rezistencës së shkëmbinjve të ngopur me vaj dhe gaz, e cila është një tipar identifikimi i depozitave të naftës dhe gazit (ata nuk përçojnë energji elektrike). Matjet vlerësohen duke përdorur faktorin e rritjes së rezistencës, i cili ju lejon të përcaktoni karakteristikat më të rëndësishme të rezervuarit - koeficientin e porozitetit, ujit dhe ngopjes së naftës dhe gazit. Teknikat më të zakonshme të kësaj teknologjie janë përshkruar më poshtë.

Metodë e rezistencës së dukshme

Një sondë me tre elektroda tokëzimi (një furnizim dhe 2 elektroda matës) ulet në pus dhe e katërta (furnizimi) instalohet në krye të pusit. Kur sonda lëviz vertikalisht përgjatë gropës së pusit, ndryshimi i potencialit ndryshon. Elektrike specifikerezistenca quhet e dukshme sepse llogaritet për një mjedis homogjen, por në fakt është johomogjene. Në bazë të të dhënave të marra ndërtohen kthesat me të cilat mundësohet përcaktimi i kufijve të rezervuarit.

Tingull elektrik anash

Sonda gradienti me gjatësi të madhe (një shumëfish i diametrave të puseve 2-30) përdoren në matje, gjë që lejon të merret parasysh ndikimi i lëngut shpues dhe thellësia e depërtimit të tij në shkëmbinj, për të përcaktuar të vërtetën. rezistenca e formimit.

Metodë e tokëzimit të mbrojtur me shtatë ose tre sonda elektroda

Në një sondë me shtatë elektroda, forca aktuale rregullohet në mënyrë që barazia e potencialeve të sigurohet në pikat qendrore dhe ekstreme përgjatë boshtit të shpimit. Kjo është bërë për të drejtuar një rreze të fokusuar të ngarkesës elektrike në shkëmb. Rezultati është gjithashtu rezistencë e dukshme.

Metoda e induksionit

Një sondë me mbështjellje emetuese dhe marrëse, një alternator dhe një ndreqës ulet në pus. Kur krijohet EMF i induktuar, përcaktohet përçueshmëria elektrike e dukshme e formacionit.

Metodë dielektrike

Ngjashëm me atë të mëparshmin, por frekuenca e fushës elektromagnetike në spirale është një rend i madhësisë më i lartë. Kjo metodë përdoret për të përcaktuar natyrën e ngopjes së rezervuarit me kripësi të ulët uji.

Ekziston edhe një metodë e mikrosondave (madhësia e tyre nuk i kalon 5 cm) për të matur rezistencën elektrike të shkëmbit,drejtpërdrejt ngjitur me murin e pusit.

Radiometri

Metodat e kërkimit gjeofizik radiometrik bazohen në zbulimin e rrezatimit bërthamor (më shpesh neutronet dhe rrezet gama). Metodat më të zakonshme janë:

• rrezatimi natyror i shkëmbinjve (ɣ-metoda);
• rrezatim ɣ i shpërndarë;
• neutron-neutron (regjistrimi i neutroneve të shpërndara nga bërthamat e atomeve të shkëmbinjve);
• neutron pulsi;
• aktivizimi i neutronit (ɣ-rrezatimi i izotopeve radioaktive artificiale që rrjedhin nga përthithja e neutroneve);
• rezonancë magnetike bërthamore;
• metoda ɣ neutron (ɣ-rrezatimi i kapjes së neutronit rrezatues).

Metodat bazohen në ligjin e zbutjes së densitetit të fluksit të rrezatimit gama, efektin e shpërndarjes dhe thithjes së neutroneve në shkëmb. Bazuar në këtë, përcaktohen dendësia e shkëmbinjve, përbërja e tyre minerale, përmbajtja e argjilës, thyerja dhe monitorohet ndotja radioaktive e pajisjeve të shpimit të gropave.

Metodat sizmoakustike

Metodat akustike bazohen në matjen e dridhjeve natyrore ose artificiale të zërit. Në rastin e parë kryhen studime gjeologjike dhe gjeofizike të zhurmave që ndodhin kur gazi ose nafta hyn në pus dhe matet edhe spektri i dridhjeve të veglës së shpimit gjatë depërtimit të shkëmbinjve.

Metodat për studimin e lëkundjeve artificiale të spektrit të zërit ose tejzanor bazohen në matjen e kohës së përhapjes së valës oseamortizimi i amplitudës së lëkundjes. Shpejtësia e përhapjes së zërit varet nga disa parametra:

• përbërja minerale e shkëmbinjve;
• shkalla e ngopjes së tyre me naftë;
• tiparet litologjike;
• b alte;
• shpërndarja e stresit në shkëmbinj;
• çimentim dhe të tjera.

Sonda e ulur në pus përbëhet nga një transmetues dhe një marrës të ndara nga izolatorë akustikë. Për të reduktuar efektin e gjeometrisë së shpimit në rezultatet e matjes, zakonisht përdoren sonda me tre ose katër elementë. Mjeti i gropës lidhet me pajisjen sipërfaqësore me një kabllo. Sinjali nga marrësi dixhitalizohet dhe shfaqet në ekran.

Me ndihmën e kësaj metode kryhen studime të diseksionit litologjik të seksionit të rezervuarit, zgavrave të mëdha nëntokësore, përcaktohen vetitë e rezervuarit dhe kontrollohet prerja e ujit.

Prerje termike

Baza e prerjeve termike në studimet gjeofizike në terren është studimi i gradientit të temperaturës përgjatë pusit, i cili shoqërohet me veti të ndryshme termike të shkëmbinjve (metodat e fushës termike natyrore dhe artificiale). Përçueshmëria termike e mineraleve kryesore formuese shkëmbore varion nga 1,3-8 W / (m∙K), dhe në ngopje të lartë të gazit bie disa herë.

Fushat termike artificiale krijohen gjatë shpimit me ndihmën e lëngut shpëlarës ose instalimit të ngrohësve elektrikë në pus. Për të matur gradientin e temperaturës më shpeshpërdoren termometra të rezistencës elektrike me gropë. Teli bakri dhe materialet gjysmëpërçuese përdoren si elementi kryesor ndijues.

Ndryshimi i temperaturës regjistrohet në mënyrë indirekte - nga madhësia e rezistencës elektrike të këtij elementi. Qarku matës përmban gjithashtu një oshilator elektronik, periudha e lëkundjes së të cilit ndryshon me rezistencën. Frekuenca e saj matet nga një pajisje speciale dhe tensioni konstant i gjeneruar në matësin e frekuencës transmetohet në pajisjen e vëzhgimit vizual.

Kryerja e kërkimeve gjeofizike duke përdorur këtë teknikë lejon marrjen e informacionit për strukturën gjeologjike të fushës, identifikimin e formacioneve që përmbajnë naftë, gaz dhe ujë, përcaktimin e shkallës së rrjedhës së tyre, zbulimin e strukturave antiklinale dhe kupolave të kripës, anomalitë termike që lidhen me fluksi i hidrokarbureve. Përdorimi i kësaj teknologjie është veçanërisht i rëndësishëm në zonat me aktivitet vullkanik aktiv.

Metodat gjeokimike GIS

Metodat e kërkimit gjeokimik bazohen në një studim të drejtpërdrejtë të ngopjes së gazit të lëngut të shpimit dhe prerjeve të formuara gjatë shpëlarjes së pusit. Në rastin e parë, përcaktimi i përmbajtjes së gazeve hidrokarbure mund të kryhet drejtpërdrejt gjatë shpimit ose pas tij. Lëngu i shpimit degazohet në një njësi speciale dhe më pas përmbajtja e hidrokarbureve përcaktohet duke përdorur një analizues gazi-kromatograf të vendosur në stacionin e prerjes.

Sllur, ose grimca shkëmbi të shpuar,të përfshira në lëngun e shpimit studiohen me metoda lumineshente ose bituminologjike.

Regjistrim magnetik

Metodat magnetike për kryerjen e prerjeve të puseve përfshijnë disa mënyra për të diferencuar shkëmbinjtë:

• nga magnetizimi;
• mbi ndjeshmërinë magnetike (krijimi i një fushe elektromagnetike artificiale);
• mbi vetitë magnetike bërthamore (kjo teknologji quhet gjithashtu si prerje bërthamore).

Forca e fushës magnetike është për shkak të pranisë së trupave dhe shtresave minerale magnetike që i nënshtrohen dhe mbivendosen mbi to. Sensorët e modulimit magnetik (flurosonde) shërbejnë si elementë të ndjeshëm të pajisjeve të gropave. Instrumentet moderne mund të matin të tre komponentët e vektorit të fushës magnetike, si dhe ndjeshmërinë magnetike.

Regjistrimi magnetik bërthamor është për të përcaktuar karakteristikat e fushës magnetike, e cila nxitet nga bërthamat e hidrogjenit në lëngun e poreve. Uji, gazi dhe nafta ndryshojnë në përmbajtjen e bërthamave të hidrogjenit. Falë kësaj vetie, është e mundur të studiohet rezervuari dhe përshkueshmëria e tij, të identifikohet lloji i lëngut dhe të dallohen llojet e shkëmbinjve përbërës.

eksplorim i gravitetit

Eksplorimi i gravitetit është një metodë e eksplorimit gjeofizik të depozitave bazuar në një shpërndarje jo uniforme të fushës së gravitetit përgjatë gjatësisë së pusit. Sipas qëllimit, dallohen 2 lloje të prerjeve të tilla - për të përcaktuar dendësinë e shkëmbinjve të shtresave që kalojnë pusin dhe për të identifikuar vendndodhjen e objekteve gjeologjike që shkaktojnë një anomali në gravitet (ndryshim në vlerën e saj).

Kërcimi i treguesit të fundit ndodh kur lëvizni nga një rezervuar me një densitet më të ulët në shkëmbinj më të dendur. Thelbi i metodës është matja e gravitetit vertikal dhe përcaktimi i trashësisë së rezervuarit. Këto të dhëna ju lejojnë të zbuloni dendësinë e shkëmbinjve.

Gravimetrat me fije dhe kuarc përdoren si pajisjet kryesore të gropës. Lloji i parë i pajisjeve është më i përdoruri. Gravimetra të tillë janë një vibrator elektromekanik në të cilin një tension i alternuar aplikohet në një varg të fiksuar vertikalisht me një ngarkesë të pezulluar. Vibratori është i lidhur me një gjenerator dhe luhatjet e frekuencës së tij shërbejnë si parametri përfundimtar.

Pajisje

Metodat e kërkimit gjeofizik kryhen me ndihmën e stacioneve gjeofizike në terren, elementët kryesorë të të cilave janë:

• veglat e vrimës;
• çikrik me një makinë mekanike ose elektromekanike (nga marrja e energjisë, rrjeti elektrik ose burimi i pavarur i energjisë);
• njësia e kontrollit të makinës;
• sistem monitorimi për treguesit kryesorë të procedurave të fikjes (thellësia e zhytjes, shpejtësia e zbritjes në pus, forca e tensionit) - njësia e ekranit, njësia e tensionit, sensori i thellësisë;
• lubrifikues i pusit për mbylljen e kokës së pusit gjatë prerjes së pusit (përfshin valvulat e mbylljes, kutinë e mbushjes, dhomën e marrjes, matësat e presionit dhe instrumente të tjera);
• pajisje matëse në tokë (në shasinë e një makine).

Pajisje për mirëmbajtjen e puseve të thellamund të vendoset në trupat e dy makinave. Laboratorët për eksplorimin gjeofizik të puseve janë montuar në shasinë e URAL, GAZ-2752 Sobol, KamAZ, GAZ-33081 dhe të tjerë. Trupi i makinës zakonisht përfshin 2 ndarje - një punëtor, në të cilin janë vendosur pajisjet dhe një "shtëpi ndërrimi" për personelin e shërbimit.

Kërkesat kryesore për pajisje janë saktësia e lartë dhe besueshmëria e sondazheve gjeofizike. Puna në puse shoqërohet me kushte të vështira - thellësi e madhe, rënie të konsiderueshme të temperaturës, dridhje, lëkundje. Pajisjet kompletohen sipas kërkesave të klientit, metodës së përdorur dhe qëllimeve të punës. Për kërkime gjeofizike në puset në det, të gjitha pajisjet transportohen në kontejnerë.

Interpretimi i rezultateve

Rezultatet e vrojtimeve gjeofizike përpunohen hap pas hapi nga vlerat e instrumenteve matëse deri në përcaktimin e parametrave gjeofizikë të rezervuarit:

1. Konvertimi i sinjaleve të pajisjeve të gropës.
2. Përcaktimi i vetive fizike të vërteta të shkëmbinjve të studiuar. Në këtë fazë mund të kërkohet punë shtesë gjeofizike në terren.
3. Përcaktimi i vetive litologjike dhe të rezervuarit të formacionit.
4. Përdorimi i rezultateve të marra për të zgjidhur një nga detyrat e vendosura - identifikimin e depozitave minerale, shpërndarjen e tyre në të gjithë rajonin, përcaktimin e moshës gjeologjike të shkëmbinjve, koeficientët e porozitetit, përmbajtjen e argjilës, ngopjen e gazit dhe naftës, përshkueshmërinë; identifikimi i rezervuarëve, studimi i veçoriveseksioni gjeologjik dhe të tjerët.

Interpretimi i rilevimeve gjeofizike kryhet me metoda të ndryshme në varësi të teknologjisë së përdorur (elektrike, radiometrike, termike, etj.) dhe pajisjeve matëse. Organizatat moderne gjeofizike operojnë sisteme të automatizuara të grumbullimit dhe përpunimit të të dhënave (Prime, Pangea, Inpres, PaleoScan, SeisWare, DUG Insight dhe të tjerë).