METODA MAGNETYCZNA
1. Źródła pola magnetycznego Ziemi;
• prąd elektryczny
• zmienne pole elektryczne
• materiały magnetyczne
Ziemskie pole magnetyczne jest złożoną funkcją
przestrzeni i czasu, a jego głównym źródłem są zjawiska i
procesy zachodzące we wnętrzu Ziemi.
Obserwowane ziemskie pole magnetyczne T
obs
jest sumą
pól magnetycznych różnego pochodzenia:
T
D -
dipolowego pola magnetycznego (pole jednorodnie
namagnesowanej kuli),
T
k -
pola kontynentalnego, zwanego także polem anomalii
kontynentalnych, lub polem szczątkowym
odpowiadającym, polu niedipolowemu,
T
z
- pola zewnętrznego (pochodzenia pozaziemskiego),
T
a
- pola anomalnego - pola anomalii magnetycznych,
δT - szybko zmieniających się pól magnetycznych
pochodzenia pozaziemskiego i/lub antropogenicznego,
które traktowane jako pola zakłócające są eliminowane z
obserwowanego pola magnetycznego.
T
obs
= T
D
+ T
k
+ T
z
+ T
a
+ δT
3. Własności diamagnetyków;
• Diamagnetyki – ciała, które ze względu na w pełni
zapełnione powłoki elektronowe, posiadają zerowy
moment magnetyczny.
• Diamagnetyki magnesują się przeciwnie w stosunku do
przyłożonego pola magnetycznego
• Mają ujemną podatność magnetyczną κ<0 i jest ona
niezależna od temperatury i wielkości przyłożonego pola
magnetycznego
• Przenikalność magnetyczna absolutna jest niewielka i
bliska przenikalności magnetycznej próżni, a względna
przenikalność magnetyczna bliska jest jedności (µr≡1)
5. Ferromagnetyki;
Ciała zazwyczaj krystaliczne, posiadające silne własności
magn. Ciała te magnesują się nawet w słabych polach
magnetycznych. Ich własności są zależne od ich kształtu,
temperatury, ciśnienia, wielkości przyłożonego pola
magnetycznego. W ferromagnetykach oddziaływania
między momentami magnetycznymi atomów lub jonów
są na tyle silne, że powodują uporządkowanie kierunków
momentów magnetycznych atomów, (np. metale gr.
Przejściowej: Fe, Co, Ni i lantanowce).
6. Paramagnetyki
• Paramagnetyki to ciała, które posiadają wewnętrzny
niezerowy moment magnetyczny. Umieszczenie tych ciał
w zewnętrznym polu magnetycznym powoduje
zachodzenie w nich zjawiska diamagnetyzmu bardzo
słabego.
• Pod wpływem przyłożonego pola magnetycznego ciało
ulega namagnesowaniu i wykazuje słabe własności
magnetyczne
• Mają dodatnią podatność magnetyczną (κ>0) rzędu 10-
5- 10-2
• Względna przenikalność magnetyczna jest większa od
jedności (µr>1)
• Stopień uporządkowania momentów magnetycznych
zależy od wartości przyłożonego pola zewnętrznego, a
także od temperatury
7. Zmiany krótkotrwałe ( w polu magnetycznym Ziemi);
a) Zmiany krótkookresowe – zwane też chwilowymi,
b) są funkcją czasu i miejsca obserwacji.
c) Źródła krótkookresowych zmian pola magnetycznego
znajdują się w przestrzeni okołoziemskiej
d) Zmiany krótkookresowe dzieli się na 2 grupy:
- zmiany spokojne (np. zmiany dobowe słoneczne i
księżycowe
- zmiany zaburzone (związane z aktywnością Słońca,
która wpływa na zmiany intensywności prądów w
jonosferze, np. burze magnetyczne)
e) Zmiany te są reprezentowane przez wektor
magnetycznych wariacji. δT = Tobs – Tśr,
->Tśr - odpowiada śr. wartości pola magn. mierzonego w
wybranym przedziale czasu (np. miesiąc, rok).
8. Definicje potencjału magnetycznego i
namagnesowania;
NAMAGNESOWANIE – jeden z podstawowych
parametrów magnetycznych; jest wynikiem
uporządkowania momentów magnetycznych pod
wpływem zewnętrznego pola magnetycznego i określa
zdolność ośrodka do tworzenia własnego pola
magnetycznego.
PODATNOŚĆ MAGNETYCZNA - jeden z podstawowych
parametrów magnetycznych; jest to zdolność ośrodka do
namagnesowania pod wpływem zewnętrznego pola
magnetycznego;
9. Pojęcie anomalii magnetycznej;
ANOMALIA MAGNETYCZNA – lokalne różnice między
ziemskim polem magnetycznym w danym miejscu, a jego
wartością teoretyczną, wyliczonymi na podstawie
położenia biegunów magnetycznych na Ziemi. Ze względu
na wielkość obszarów dzieli się je na kontynentalne,
regionalne i lokalne.
10. Graficzny opis wektora namagnesowania T;
Rozkład wektora indukcji całkowitego pola
magnetycznego Ziemi T na składowe(półkula północna):
•Składowa pozioma – H magnetyzmu ziemskiego jest
wektorem posiadającym składowe
północną X i wschodnią Y.
•Składowa pionowa – Z magnetyzmu ziemskiego
odpowiada rzutowi T na oś pionową „z” układu
współrzędnych.
•Deklinacja – D - Kąt zawartym między południkiem
magnetycznym i geograficznym,
•Inklinacja – I - Kąt zawarty między wektorem T a
płaszczyzną poziomą (kąt między T i H).
INNE:
2. Pole dipolowe, zewnętrzne, kontynentalne-opis.
P. DIPOLOWE - Pole jednorodnie namagnesowanej kuli;
stanowi 80-90% ziemskiego pola magnetycznego.
P. KONTYNENTALNE – Niedipolowa (niejednorodna)
część głównego pola magnetycznego; Mapy pola nie
dipolowego (anomalii kontynentalnych) z uwagi na
zmiany tego pola w czasie są konstruowane na okres 5
lat. Anomalie kontynentalne charakteryzują się
amplitudami sięgającymi kilkunastu tys. nT i obejmują
obszary o rozmiarach rzędu kontynentów. Analiza map
anomalii kontynentalnych wykazuje zachodni dryf pola
kontynentalnego.
P. ZEWN. – Pochodzenia pozaziemskiego; główną
przyczyną powstania tego pola jest oddziaływanie wiatru
słonecznego na ziemskie pole magnetyczne.
3. Zmiany czasowe pola magnetycznego. (podział ze
względu na długość trwania)
-Krótkookresowe (opisane wyżej)
DŁOGOOKRESOWE- Zmiany wiekowe natomiast są
wynikiem zjawisk zachodzących we wnętrzu Ziemi (ciekłe
jądro zewnętrzne) w związku z czym są zmianami
pochodzenia wewnętrznego.
• dł. trwania (pare tys. Do 7,około 2 tys, XO-XOO lat.
• mając mapy zmian wiekowych możemy wyliczyć
przyszłe zmiany .
4. Podział materii ze względu na własn. magnetyczne.
-Ferromagnetyki (opisane wyżej);
-Diamagnetyki (opisane wyżej);
-Paramegnetyki (opisane wyżej);
-Antyferromagnetyki - posiadają słabe własności
magnetyczne, a ich podatność magnetyczna zbliżona jest
do podatności magnetycznej paramagnetyków. W
niektórych antyferromagnetykach momenty spinowe
atomów nie są antyrównoległe, dzięki czemu domeny
posiadają niewielkie namagnesowanie wypadkowe.
-Ferrimagnetyki - Posiadają 2 podsieci o przeciwnym
namagnesowaniu, których wypadkowe momenty różnią
się między sobą. W niektórych ferrimagnetykach podsieci
mogą wykazywać ten sam kierunek namagnesowania.
Domeny ferrimagnetyka posiadają namagnesowanie
spontaniczne, a sam ferrimagnetyk ma własności magn.
zbliżone do ferromagnetyków „sensu stricto”
METODA SEJSMICZNA
1. Impedancja akustyczna;
Jest opór stawiany przez ośrodek propagacji fali. Jest ona
iloczynem gęstości ośrodka oraz prędkości propagacji o
wzorze Z=ρ∙V
Impedancja akustyczna- miara oporu, jaki stawia ośrodek
rozchodzącej się fali
R=e*v
e(ro)-gęstość ośrodka
v-prędkość rozchodzenia się fali
2. Fala refrakcyjna - warunki powstania;
Powstaję w warunkach szczególnych tzn. powstaję jeśli
fala przechodzi z ośrodka o mniejszej prędkości do
ośrodka o większej prędkości (V
1
<V
2
), to przy pewnej
wartości kąta padania, kąt załamania osiągnie wartość
90˚. Zmiana prędkości wiąże się ze zmianą długości fali,
podczas gdy częstotliwość pozostaję stała. Wówczas fala
załamania ślizga się po granicy sejsmicznej z prędkością
graniczną V
g
=V
2
.
3. Definicja współczynnika odbicia w sejsmice;
Jest to stosunek amplitudy fali odbitej do amplitudy fali
podającej : R= A
11
/
A1.
Określa jaka część energii padającej
na granice ulegnie odbiciu. Przyjmuje wartości z
przedziału 0-1.
4. Współczynnik załamania
Jest to stosunek amplitudy fali załamanej do fali
padającej :
=
5. W jaki sposób fala sprężysta traci energię?;
Tracą swoją energię w miarę oddalania się od źródła,
wskutek nieidealnej sprężystości ośrodka, występowania
zgęstnień oraz od litologii skały i jej porowatości.
6. Rozstawy w sejsmice;
Rozstaw – jest to sposób ustawienia geofonów względem
siebie i punktów strzałowych.
Wyróżniamy 3 rodzaje rozstawów:
a) skrajne – punkt strzałowy znajduje się z lewej lub
prawej strony rozstawu
b) środkowy – punkt strzałowy umieszczony jest w
środku rozstawu geofonów
c) z odsunięciem – punkt strzałowy odsunięty od
pierwszego geofonu
Podstawowe parametry rozstawu:
- ilość geofonó1) (PO) -> punkt odbioru
- odległość między kolejnymi geofonami (Δx - interwał
pomiarowy)
- położenie punktu strząłowego (PS) względem geofonów
- odsunięcie, czuli odległość źródła od najbliższego
geofonu
- offset, czyli odległość PS – kolejny geofon
7. Definicja hodografu w falach refleksyjnych;
Hodograf – krzywa opisująca zależność czasu (t) przejścia
fali od źródła (PS) do odbiornika (PO) w funkcji poziomej
odległości źródła do odbiornika. Hodograf fali refleksyjnej
ma kształt hiperboli.
8. Fala refleksyjna
Fala sejsmiczna odbita od granicy sejsmicznej
rozdzielająca dwa ośrodki o różnej impedancji
akustycznej. Inny:
Zwana także odbiciową - pomiar polega na emisji fali
sejsmicznej przez źródło fali sejsmicznej w punkcie
wzbudzenia (PS), a następnie rejestracji sygnałów przez
czujniki drgań umieszczone na powierzchni ziemi w
punktach odbioru. Drgania docierające do punktów
odbioru (geofon) są wynikiem propagacji i odbić fali
sejsmicznej w głębi ziemi.
9. Od czego zależy tłumienie w sejsmice;
Tłumienie spowodowane jest nieidealną sprężystością
ośrodka skalnego (np. występowanie zgęstnień gruntu)
Tłumienie ośrodka : A
x
=A
0
* e
-α*x
α- współczynnik tłumienia
x – droga fali
Ax – amplituda fali po przejściu drogi X
A0 – amplituda fali w źródle
Po uwzględnieniu dywergencji sferycznej wzór na
tłumienie przyjmuje postać:
=
∙
∙
10. PRĘDKOŚCI FAL SEJSMICZNYCH:
Prędkość rozchodzenia się fal sprężystych w skałach,
które traktujemy jako ośrodki wielofazowe, zależy od
szeregu czynników.
Do najważniejszych czynników należy:
• litologia (skł min, struktura i tekstura)
• porowatość • szczelinowatość
• stopień nasycenia i rodzaj medium nasycającego
przestrzeń porowatą • gęstość
• stopień diagenezy lub zwietrzenia • temperatura
• głębokość zalegania warstw
12. Poprawka wolnopowietrzna
Redukcja wolnopowietrzna wynosi: Δgw = 0,30855 • H.
gdzie Δgw jest
wyrażone w [mGal].
13. Fizyczna interpretacja poprawki na siłę ciężkości.
Wartość obliczonych anomalii siły ciężkości pozwala
wyciągnąć wnioski o budowie geologicznej przebadanego
rejonu. Anomalia siły ciężkości jest różnicą wartości
zredukowanej siły ciężkości a wartością normalną siły
ciężkości w danym punkcie. Wartości normalne są
wyliczone dla idealnej Ziemi w kształcie elipsoidy z
jednorodnym rozkładem mas. Stopień niejednorodności
w rzeczywistym rozkładzie mas górotworu można określić
na podstawie wielkości anomalii siły ciężkości. Wyróżnia
się anomalie lokalne i regionalne siły ciężkości. Podział
ten uwzględnia obszar, który one obejmuję.
METODA GRAWIMETRYCZNA
1. Jednostki siły ciężkości w badaniach
grawimetrycznych;
Europejska Asocjacja Geofizyków Poszukiwawczych zatwierdziła
do dalszego stosowania następujące jednostki (natężenia) siły
ciężkości:
1 niuton/kilogram = 1N/kg = 1 m/s
2
1 Gal = 10
-2
N/kg
1 miligal = 1mGal = 10
-3
Gal = 10
-5
N/kg
1 mikrogal = 10
-6
Gal=10
-8
N/kg
3. Poprawka w badaniach grawimetrycznych
Podczas badań grawimetrycznych dochodzi do dryftu, czyli
fizycznej zmiany parametrów sprężystości urządzenia, które
wymusza dokonania kalibracji. W celu wyeliminowania błędu
spowodowanego dryftem, określa się punkt bazowy
(podstawowy), na którym się kalibruje urządzenie.
Anomalia siły ciężkości – w geofizyce różnica między
zmierzoną w danym punkcie siłą ciężkości a normalną
siłą ciężkości na danej szer. geograficznej. Zwyczajowo
mierzona jest w mGal, rzadko stosuje się mm/s
2
.
WARIANT a) W celu określenia anomalii, należy dla
zmierzonej siły ciężkości zastosować szereg poprawek:
• poprawka wolnopowietrzna (Faye'a) – sprowadza
punkt pomiarowy do poziomu elipsoidy
• poprawka na płytę płaskorównoległą – uwzględnia
masy leżące między punktem pomiaru a powierzchnią
odniesienia
• poprawka topograficzna – uwzględnia wpływ
ukształtowania otaczającego terenu
• poprawka lunisolarna – uwzględnia wpływ
oddziaływania słońca i księżyca
WARIANT b) Wartości siły ciężkości uzyskane w wyniku
pomiarów nie mogą być bezpośrednio porównywane ze
sobą z powodu ich zróżnicowania ze względu na
• szerokość geograficzną,
• wysokość npm,
• gęstość podłoża,
• topografię otaczającego terenu,
• ewentualne pływy ziemskie
4. Zaburzenia lunisolarne (od słońca i księżyca) i jak się
ich pozbyć w pomiarach grawimetrycznych
Siły lunisolarne – na każdy punkt ziemi działają siły
przyciągania pochodzące od ciał niebieskich. Największy
wpływ mają Słońce i Księżyc. Te ciała niebieskie wywołują
nie tylko przepływ oceanów i mórz ale i stałej skorupy
ziemskiej.
Metody redukcyjne wpływające na siłę ciężkości:
- topograficzna
-lunisolarna
- poprawka Bougvera
Poprawka lunisolarna – uwzględnia wpływ
oddziaływania słońca i księżyca.
5. Scharakteryzować pole ciężkości;
•Przestrzeń, w której ciała ulegają działaniu siły ciężkości.
Pole ciężkości składa się z pola grawitacyjnego ziemi oraz
z pola siły odśrodkowej, występującej wskutek obrotu
ziemi naokoło osi. Pole ciężkości opisujemy używając
wektora g przyspieszenia siły ciężkości, który zależy od
szerokości geograficznej oraz od wzniesienia nad poziom
morza.)
• W geofizyce natężenie pola siły ciężkości (stosunek siły
do masy, na którą działa) nazywa się krótko polem siły
ciężkości. Struktury geologiczne, złoża kopalin
użytecznych, struktury antropogeniczne noszą nazwę ciał
zaburzających lub anomalnych. Rozkład pola siły ciężkości
przyciągania grawitacyjnego ciał anomalnych jest funkcją
różnicy między ich gęstością objętościową i gęstością
objętościową skał otaczających (kontrast gęstości).
Rozkład ten zależy od wielkości, kształtu i głębokości
położenia ciała zaburzającego. Podstawą metody są
pomiary grawimetryczne. Są to pomiary względne
wartości natężenia pola siły ciężkości, czyli pomiar polega
na wyznaczaniu wartości różnicy siły ciężkości pomiędzy
punktami pomiarowymi.
7. Fizyczne podstawy w metodzie grawimetrycznej;
Prawo powszechnego ciążenia albo prawo grawitacji
określa zależność siły działającej między dwiema masami
od wielkości tych mas i ich wzajemnej odległości. Dwie
masy przyciągają się wzajemnie z siłą wprost
proporcjonalną do iloczynu ich mas, a odwrotnie
proporcjonalną do kwadratu odległości między ich
środkami ciężkości. Współczynnik proporcjonalności
łączący tę zależność nosi nazwę stałej grawitacji.
Na każdy przedmiot materialny na Ziemi działa siła
wypadkowa -wektorowa różnica dwóch sił:
• siły przyciągania grawitacyjnego w kierunku środka
ciężkości Ziemi,
• siły odśrodkowej wynikającej z ruchu obrot. Ziemi.
Siła wypadkowa nosi nazwę siły ciężkości lub siły
przyciągania ziemskiego. Siłę stałą wywieraną przez
Ziemię na każde ciało pionowo w dół przyjęto nazywać
ciężarem tego ciała
8. Rozkład sił grawitacji nad szybem górniczym;
rysunek
Wzz tzw. gradient pionowy siły ciężkości, który
charakteryzuje zmiany siły ciężkości w pionie ( ale wydaje
mi się, ze dla nas ta oś nie ma znaczenia)
Rozkład anomalii siły ciężkości Δg i jej gradientu
pionowego Wzz nad pionowym szybem górniczym,
aproksymowanym walcem pionowym o przekroju
kołowym (Z. Fajklewicz, 1980a).
9. Poprawki fizyczne na rozkład siły ciężkości
Na rozkład siły ciężkości stosuje się poprawki:
• poprawka wolnopowietrzna (Faye'a) – sprowadza punkt
pomiarowy do poziomu elipsoidy
• poprawka na płytę płaskorównoległa – uwzględnia
masy leżące między punktem pomiaru a powierzchnią
odniesienia
• poprawka topograficzna – uwzględnia wpływ
ukształtowania otaczającego terenu
• poprawka lunisolarna – uwzględnia wpływ
oddziaływania słońca i księżyca.
10. Definicja natężenia siły ciężkości w redukcji Bougera;
Natężenie siły ciężkości w rozumieniu ogólnym:
Natężenie siły ciężkości jest wektorem, który ma taką
samą wartość absolutną, kierunek i zwrot jak wektor
przyspieszenia ziemskiego. Wektor natężenia siły
ciężkości g w danym punkcie na powierzchni Ziemi
wynosi: g=f
N
+ f
C
Redukcja Bouguer’a siły ciężkości:
Wartości siły ciężkości uzyskane w wyniku pomiarów
grawimetrycznych nie mogą być bezpośrednio
porównywane ze sobą z powodu ich zróżnicowania ze
względu na szerokość geograficzną, wysokość npm,
gęstość podłoża, topografię otaczającego terenu i ew.
pływy ziemskie. Z tej przyczyny wyniki pomiarów siły
ciężkości są redukowane do takich wartości, jakie
otrzymalibyśmy na powierzchni normalnej, ewentualnie
na innej ekwipotencjalnej powierzchni odniesienia. W
grawimetrii poszukiwawczej stosujemy tzw. redukcję
Bouguer’a siły ciężkości;
Anomalią Bouguer’a siły ciężkości nazywamy różnicę
między wartością siły ciężkości zredukowaną do poziomu
odniesienia i wartością normalną g0 w danym punkcie
pomiarowym; Δg= g
0
– γ
0
Występowanie anomalii siły ciężkości ∆g różnej od 0
oznacza obecność tzw. mas anomalnych w otoczeniu,
tzn. niejednorodny rozkład gęstości masy (w grawimetrii
poszukiwawczej nazywa się to kontrastem masowym).
METODA OTWOROWA
1. Profilowanie akustyczne – zastosowanie;
Opiera się na sprężystych właściwościach skał i jest
odpowiednikiem sejsmiki. Polega na pomiarze czasu
interwałowego fali P.
Zastosowanie profilowania akustycznego:
• do rozpoznania litologii
•do konstruowania modelu prędkości ośrodka dla
potrzeba sejsmiki
• do wyznaczania porowatości ogólnej
• do obliczania dynamiki parametrów sprężystych
• do rozpoznania linii największych, najmniejszych
naprężeń w ośrodku skalnym
• badanie stanu zacementowania otworu
2. Gęstość objętościowq (gf otworowa) i coś z EP
porowatosc efektywna i wzor archiego
Profilowania elektrometrii (3 profilowania oporności i PS)
oraz PG pozwalają wyznaczyć skały o zmiennej litologii
oraz stwierdzić jakie jest ich nasycenie.
Ro / Rw = 1 / φm Wzór Gustawa Archie
m = 2 <- współczynnik zwięzłości
Ro – oporność warstwy w 100% nasyconej wodą
Rw – oporność wody złożowej
φ – porowatość efektywna
wzor na gestosc objetosciowa
ρb = RHOB = ρf * Φ + ρma (1 – Φ)
ρf – gęstość filtratu
ρma – gęstość szkieletu mineralnego
3. Jakie są najlepsze badania do rozpoznania litologii a
jakie do korelacji wyznaczonych warstw?
Litologia: profilowanie PS (pomiar pasywny),
profilowanie gamma, profilowanie gamm gamma,
profilowanie neutronowe, profilowanie akustyczne
Korelacji:
na podstawie profilowania gamma
korelacyjnego w jednym otworze oraz w wielu otworach
4. Prawa Archiego- wzór i opis zastosowania;
Wyznaczanie współczynnika nasycenia wodą pa
podstawie profili oporności i PS. Służy do określenia
porowatości i nasycenia w poziomach niezailonych.
P
p
= F =
=
Ro – Oporność warstwy w pełni nasyconej wodą (PO)
Rw – oporność wody (PS)
Φ – oporność efektywna
P
p
= F =
=
a – współczynnik wysortowania ziaren a=1
m – współczynnik zwięzłości skały 1,3(skała luźna słabo
zwięzła) <<m<<2,2(skałą twarda, zbita)
P
n
= F =
=
Rt – oporność warstwy częściowo nasyconej wodą,
częściowo CH
Ro – oporność skał nasyconych wodą
Sw – współczynnik nasycenia wodą
P
n
= F =
=
n – różna wartość większe od 2
5. Profilowanie PG i sPG- opis i jakie wartości mierzymy;
• PG – profilowanie gamma naturalne; polega na
pomiarze naturalnej promieniotwórczości emitowanej
przez promieniotwórcze izotopy 40K, 238U i 232Th;
stosowane do określania litologii, stopnia zailenia skał,
zawartości pierwiastków promieniotwórczych w skałach.
Pozwala ocenić wpływ gazu na gęstość formacji. Należy
do profilowań porowatości; porowatość jest obciążona
wpływem litologii
• SPG – spektralne profilowanie gamma – mierzy udział
poszczególnych izotopów promieniotwórczych 40K, 238U
i 232Th w skałach; Pozwala na szczegółowe rozpoznanie
litologii (rozróżnienie piaskowca zasilonego od iłu),
rozpoznanie korelacji międzyotworowej, umożliwia
śledzenie niezgodności, wykrywanie stref spękanych i
stylolitów, potencjału węglowodorowego w skałach,
rozpoznania środowisk sedymentacyjnych występujących
skał, a także oznaczania skał plutonicznych, określania
zasobów uranu, skalowania promieniotwórczości,
określania stopnia diagenezy osadów.
6. Wymień i scharakteryzuj profilowania porowatości;
• PGG,
• profilowanie neutronowe
• profilowanie akustyczne (Profilowanie akustyczna
opiera się na sprężystych właściwościach skał i jest
odpowiednikiem sejsmiki. Profilowanie akustyczne
polega na pomiarze czasu interwałowego fali P.)
Wyznaczenie porowatości ogólnej
Φog =
! "#$
%& "#$
Φog z PA należy poprawić na wpływ gazu i zailenia.
Φog z PA jest zawyżona w skałach zailonych i nasyconych
gazem
7. Co wyznaczają badania geofizyki otworowej?
Geofizyka otworowa:
- pomiary wykonywane w otworach orurowanych i
nieorurowanych w czasie wiercenia i po wierceniu
-pomiary wykonywane w otworach orurowanych
- pomiary średnich prędkości i ponowe profilowania
sejsmiczne
- prace interpretacyjne
- informacje wykonywane w otworach orurowanych
Pomiary w geofizyce otworowej polegają na badaniu
zmian szeregu parametrów fizycznych różnych formacji
geologicznych z głębokością w otworach. Wynikiem
pomiarów są parametry pozorne obarczane wpływem
obecności otworu; strefy filtracji czy warstwy otaczającej
Geofizyka otworowa pozwala na:
• Określenie litologii skał
• Do identyfikacji stref porowatych i przepuszczalnych
• Uzyskanie oporności rzeczywistej i współczynnika
nasycenia wody
• Wyznaczenie zailenia
• Wyznaczenie mineralizacji wody złożowej
• Wyznaczenie sprężystości skały
• Prędkości fali P w skałach
8. Wyjaśnić mnemoniki
LLD – głęboka sona –> laterolog dalekiego zasięgu
LLS – płytka sonda –> laterolog średniego zasięgu
LL3 – laterolog 3 elektrodowy
ILD – sonda do profilowania indukcyjnego
RHOB – gęstość objętościowa
DRHO – poprawka do gęstości objętościowej [g/cm³]
EN16 –(10cm) potencjałowa sonda
NPHI – porowatość neutronowa
HRAI – wysokość pionowa rozdzielczości
MSFL – sonda mikrosferycznie sterowana
EL14 – gradientowa sonda
EL28 – gradientowa sonda
EN64- (1,62m) potencjałowa sonda
Ups – anomalia rejestrowana bez poprawek
Eps – anomalia poprawiona (poprawka na miąższość)
PHI – porowatość ogólna
ILm – profilowanie indukcyjne
NPHI – porowatość neutronowa
CALI [Pśr] – profilowanie średnicy otworu [mm]
EL02– profilowanie oporności, sonda gradientowa
spągowa 0,275m [Ωm]
EL03– profilowanie oporności, sonda gradientowa
spągowa 1,05m [Ωm]
EN04– profilowanie oporności, sonda potencjałowa
stropowa 1,0m [Ωm]
GR [PG] – profilowanie gamma [API]
NEGR [PNG] – profilowanie gamma neutronowe [API]
SP [PS] – prof. potencjałów polaryzacji naturalnej [mV]
TEMU [PTu] – profilowanie temp w stanie ustalonym [ºC]
GGDN [PGGg] - prof. gamma-gamma gęstościowe [API]
TEMN [PTn] – prof. temp. w stanie nieustalonym [ºC]
MRES – profilowanie oporności płuczki [Ωm]
9. Funkcje profilowania neutronowego;
Sonda składa się ze źródła neutronów i z różnych
detektorów. Jest to metoda aktywna. Dostarcza
informacji o porowatości neutronowej.
• do oceny litologii
• do oceny zawartości H w skale
• do identyfikacji solanek w odróżnieniu od wód
niezmoneralizowanych
• do identyfikacji zanieczyszczeń środowiska Hg i Cd
• do wyznaczania porowatości ogólnej
10.Wymień profilowania oporności i opisz o czym nas
informują;
• PO klasyczne (potencjałowe) – odległości między
elektrodami tego samego typu jest znacznie większa niż
odległość między elektrodami środkową i nieparzystą.
Rejestruje różnicę potencjałów przy wprowadzeniu do
otworu elektrod wprowadzających pole elektryczne (o
stałym natężeniu). Krzywe sondy są symetryczne
względem środka warstwy.
• POg (gradientowe) –– odległości między elektrodami
tego samego typu jest znacznie mniejsza niż odległość
między elektrodą nieparzystą w środkową. Wynikiem są
krzywe niesymetryczne względem środka warstwy, a
także położenie stropu i spągu warstw, wyznaczane przez
ekstrema na krzywych
Oporność zmierzona sondami jest opornością
pozorną, ze względu na obecność otworu i strefy
filtracyjnej oraz skał otaczających i wpływu urządzenia.
Dzięki profilowaniu oporności wyznaczamy granice
poszczególnych warstw:
- piaskowce (wysokooporowe), - iłowce (niskooporowe)
11. Od czego zależą anomalie powierzchniowe PS i
dlaczego wpływają na zailenie skał oraz oporność wody
złożowej;
Gdy medium w skale stanowi ropa, a nie solanka to
anomalia jest złagodzona. Antracyt przez utlenianie i
redukcję jakie wywołuje daje anomalię „w dół”. Piryt w
piaskowcach daje bardzo mocną anomalię ku „-”. Ryolit
też daje anomalię do „-”
12. Zastosowania profilowania akustycznego
• ocena litologii,
• wyznaczenie porowatości ogólnej,
• konstrukcja modelu prędkości dla sejsmiki,
• do wyznaczenia szczelin i stanu ścian otworu i
parametrów sprężystych skały
13.Profilowanie akustyczne – zastosowanie
Profilowanie akustyczne to metoda otworowa, opierająca
się na zmianach własności sprężystych ośrodka skalnego.
Miarą sprężystych własności ośrodka skalnego może być
prędkość rozchodzenia się fal sprężystych w skałach.
Najczęściej mierzy się prędkości fal podłużnych VP i
poprzecznych VS. Znajomość obu tych wartości pozwala
wyznaczyć sprężyste własności skał (Liczba Poissona,
moduł Younga) w warunkach ich naturalnego zalegania.
Profilowanie akustyczne jest stosowane w celu:
• Oceny jakości zacementowania rur okładzinowych
(szczelność przestrzeni poza rurami; stopień wypełnienia
cementem przestrzeni pierścieniowej i inne)
• Rozpoznanie litologii
• Oceny porowatości skał
14. Strefa wokół otworu:
Są trzy strefy w ośrodku skalnym przy otworze:
• strefa przemyta (media w skale wyparte)
• strefa filtracji (mieszanina filtratu płuczki i mediów)
• strefa niezmieniona
Ponadto tworzą się korki ilaste.
15. Po co stosujemy laterologi?
Laterologi stosujemy by poprawić oporność pozorną.
Najlepsze wyniki laterologi dają gdy oporność warstwy w
stosunku do oporności płuczki jest duża
16. Zastosowania profilowania oporności:
•do identyfikacji litologii
•do identyfikacji skał porowatych i przepuszczalnych
•do uzyskania oporności rzeczywistej i obliczenia
porowatości i współczynnika nasycenia wodą
17. Zastosowanie profilowania potencjałów polaryzacji
naturalnej PS:
•identyfikacja litologii
• wyznaczanie stref porowatych i przepuszczalnych
•wyznaczanie zailenia
• wyznaczanie mineralizacji wody złożowej
Zailenie: laminarne, strukturalne, dyspersyjne (spoiwo
ilaste).
18. Zastosowania PG:
•do rozróżniania litologii i korelacji warstw
• do wyznaczania zailenia (zwłaszcza w sPG)
• do wyznaczania ciepła radiogenicznego
19. Zastosowanie PGG:
• ocena litologii
• wyznaczanie gęstości objętościowej i identyfikacja skał
z anomalną gęstością (sole, węgle, minerały rudne)
• wyznaczanie porowatości ogólnej
20. Profilowanie neutronowe
Sonda składa się za źródła neutronów i z różnych
detektorów. Są to więc metody aktywne. Profilowanie
neutronowe dostarcza informacji o porowatości
neutronowej – NPHI. Porowatość neutronowa jest
wskaźnikiem wodorowym w skale. Neutrony wysyłane ze
źródła podlegają spowolnieniu (zderzenia z jądrami
atomowymi) i pochłanianiu. Najbardziej efektywnie
neutrony spowalniane są przez jądra atomu wodoru.
PNNnt – profilowanie neutronowe nadtermiczne.
Rejestrowane są neutrony o energii około 1eV.
PNNt – profilowanie neutronowe termiczne.
Rejestrowane są neutrony o energii około 0,025eV
Obydwa powyższe profilowania wymagają różnych
detektorów.
sPNG – profilowanie neutronowe gamma
21. Podział skal ze względu na naturalna
promieniotwórczość
Skały dzielimy na 3 grupy o naturalnej
promieniotwórczości:
• podwyższonej (łupki, iłołupki, miki, sole K, bituminy,
fosforyty, piaski i piaskowce arkozowe, niektóre wapienie
morskie, granity, ryolity)
• średniej (piaskowce zailone, margle)
• niskiej (czysty piaskowiec, dolomit, anhydryt, sól
kamienna, większość wapieni)
22. Profilowanie gamma-gamma
Zastosowanie PGG:
• do wyznaczania warstw różniących się gęstością
(WODA, WEGLE – NISKA GĘSTOŚĆ, RUDY METALI –
WYSOKA GĘSTOŚĆ)
• wyznaczanie porowatości ogólnej
Φ = ρ
szkieletu
-RHOB/ ρ
szkieletu
– ρ
mf (filtratu płuczki)
• służy do wyznaczania kottaktu ropa – gaz, woda – gaz
przy poszukiwaniu CH
Np.
'# ()*.,;./0 ↓
2 ();./0 ↑
• RHOB z prędkością (prof.akustyczne) służy do
obliczania impedencji akustycznej i współcz. odbicia.
