Основные методы геофизических исследований скважин презентация

МЕТОД КАЖУЩЕГОСЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ
Принципиальные схемы измерения кажущегося сопротив­ления горных пород в скважине.

МЕТОД МИКРОЗОНДОВ
При микрозондировании в скважине измеряют кажущееся со­противление, но в отличие от методов, описанных выше, это из­мерение проводится зондами весьма небольших размеров (обыч­но до 5 см). Благодаря этой особенности микрозонды обладают малой глубиной исследования и позволяют детально исследо­вать изменение удельного электрического сопротивления горных пород, непосредственно прилегающих к стенке скважины
/ — изоляционная пластина;
2 — электрод; 3 — пружина;
4 — кор­пус микрозонда;
5 — груз; 6 — кабель;
А, М1 , М2 — электроды зонда

МЕТОД ЭКРАНИРОВАННОГО ЗАЗЕМЛЕНИЯ (БОКОВОЙ КАРОТАЖ)
Основано на различии удельных электрических со­противлений горных пород. Наиболее широко используют две модификации метода экранированного заземления: измерения по схеме с семиэлектродным зондом и измерения по схеме с трехэлектродным зондом
Схема токовых силовых линий, выходящих из центрального электрода А0 при измерениях методом экранированного заземления в пластах высокого удельного сопротивления.
а - с семиэлектродным зондом;
б - с трехэлектродным зондом

Микробоковой каротаж
Схема расположения электродов на измерительных башмаках бокового микрозонда.
Зонд: а — четырехэлектродный;
б — двухэлектродный;
/ — изоляция; 2 — металл

ИНДУКЦИОННЫЙ МЕТОД
Принципиальная схема индукционного метода включает скважинный снаряд-зонд (1) и регистрирующий прибор (7), соединенные геофизическим кабелем (6). Сква­жинный снаряд имеет систему излучающих (2) и приемных (3) кату­шек, обладающих большой индуктивностью, а также генератор переменного электрического тока (4), усилитель и выпрямитель (5)

Метод потенциалов собственной поляризации (СП)
Метод СП заключается в изучении естественных электрических полей в скважине, возникающих на границе скважина-порода, а так же между пластами различной литологии, в результате электрохимических процессов: диффузии ионов солей из пластовых вод в ствол скважины и наоборот, фильтрации пластовых вод или бурового раствора в пласт, обусловленных естественной электрохимической активностью горных пород
/ — линия глин; 2 — линия максимального отклоне­ния ΔUСП от линии глин

Схема переноса ионов в широком (а) и узком (б) капиллярах.
/ — адсорбированные ионы; 2 — подвижные ионы диффузионного слоя;
3 — свободный раствор; перегородки: 4 — с широкими капиллярами;
5 — с узкими капиллярами; 6 — направление диффузии

Естественное электрическое поле диффузионного
про­исхождения в пласте песчаники, залегающего в глинах.
1 — вмещающие породы (глины); 2 — пласт песчаника;
3 — двойные электрические слои на границах скважина — глина, глина — песчаник, песчаник — скважина; 4 — замкнутый электрический контур — эквива­лентная электрическая схема поля СП в скважине; 5 — график Еs; 6 — график Uсп

Схема зондов радиометрии скважин
1—детекторы: гамма-излучения (Г), тепловых (Т) и надтепловых (Н) нейтронов;
источники: 2 — гамма-излучения; 3 — быстрых нейтронов;
4 — вещество, хорошо поглощающее гамма-кванты (Рb, Ре и т. п.);
5 — водородсодержащее вещество, рассеи­вающее и поглощающее нейтроны (парафин, полиэтилен и т. п.); УТ — ускоритель­ная трубка генератора нейтронов; ВБ — высоковольтный блок; ЭС — электронная схема прибора

основные типы взаимодействия
гамма-квантов с веществом
а — фотоэффект;
б — эффект образования пар;
в — комптоновское рассеяние;
1 — ядро; 2 — электрон;
3 — гамма-квант до взаимодей­ствия;
4 — рассеянный гамма-квант;
5 — электрон или позитрон

Процессы взаимодействия нейтронов с ядрами атомов элементов, составляющих горную породу
В основном нейтроны взаимодействуют с ядрами элементов в пласте тремя способами:
В процессе упругого рассеяния нейтрон отскакивает от бомбардируемого ядра, не возбуждая и не дестабилизируя его. При каждом упругом взаимодействии нейтрон теряет энергию. Водород, масса ядра которого равна массе нейтрона, хорошо замедляет нейтроны (при столкновении с ядром водорода энергия нейтрона уменьшается в 2 раза, в то время как для ядер кислорода и кремния она уменьшается на 6-11%) по замедлению нейтронов в пласте судят о содержании водорода. Так как водород, в основном, содержится в поровых флюидов, то замедление нейтронов указывает на пористость.
В процессе неупругого рассяния нейтрон отскакивает от бомбардируемого ядра, возбуждает его, и оно испускает, так называемое, гамма излучение неупругого рассеяния (ГИНЕР). По результатам замера энергии гамма излучения (по неупругому рассеянию нейтронов) получают относительные концетрации углерода и кислорода, по которым определяют водонасыщенность.
При абсорбции нейтронов ядро поглащает нейтрон и возбуждается, обычно испуская гамма-излучение захвата (ГИРЗ). Абсорбция нейтронов или захват нейтронов обычно происходят после замедления нейтронов упругим и неупругим взаимодействием до тепловых энергий величиной около 0,025 эВ. По результатам измерения энергии гамма-излучения захвата определяется содержание элементов: Si, Ca, Cl, H, Fe и т.д.

Схема распространения и регистрации нейтронов и гамма-квантов
ННМ-НТ (а), ННМ-Т (б), НГМ (в).
1-источник нейтронов; 2 - детекторы: надтепловых (Н), тепловых (Т) нейтронов и гамма-излучения (Г); 3 - фильтр (экран); траектории; 4 - быстрых (включая над-тепловые) нейтронов; 5 - тепловых нейтронов; 6 - гамма-квантов; 7 - точка замед­ления нейтрона; 8 — точка поглощения нейтронов или гамма-кванта; 9 — регистрация излучения детектором

Принципиальная схема детекторов РК
1 — сцинтиллятор; 2 — корпус; 3 — отражатель; 4 — фотон; 5 — корпус ФЭУ; 6 — фотокатод; 7 — фокусирующий электрод; 8 —-диноды; 9 — собирающий электрод (анод);R1—Rn —делитель на­пряжения

Типы волн
Периодический процесс, возникающий в среде при передаче в ней упругих колебаний от точки к точке, называется упругой волной.
а) Распространение продольной волны.
б) Распространение поперечной волны.
в) Распространение поверхностных волн.
Акустический каротаж

Распространение упругих волн в скважинах
Схематическое изображение траекторий основных
типов упругих волн в системе скважина-пласт
Примеры волновых картин в плотных (а) и трещинных (б) породах
1 – скважина; 2 – пласт;
И – излучатель упругих колебаний,
П – приемник.