Краткая характеристика терригенно- и хемогенно-осадочных пород

Песчаники, алевролиты, аргиллиты, карбонатные породы. Категории воды в горных породах. Глинистость, пористость и проницаемость горных пород.

Электрометрия скважин

Удельное электрическое сопротивление (УЭС) горных пород и его зависимость от различных факторов. Определение характера насыщения коллектора и коэффициентов водо- и нефте-газонасыщения по удельному электрическому сопротивлению.

Метод кажущегося сопротивления. Основы способов изучения удельного сопротивления горных пород в скважинах. Зонды и их классификация. Понятие кажущегося сопротивления. Кажущееся сопротивление (КС) в неоднородной среде. Использование диаграмм КС для определения границ и удельного сопротивления пластов. Метод бокового электрического зондирования. Методы микрозондов. Фокусированные зонды различной глубинности, их использование для изучения разрезов скважин.

Метод потенциалов собственной поляризации (СП). Природа естественных электрических потенциалов. Факторы, определяющие величину потенциалов СП. Использование данных СП для определения глинистости и эффективной пористости пород.

Методы потенциалов вызванной поляризации и диэлектрической проницаемости. Физические основы, методика измерений и область применения.

Индукционный метод. Основы приближенной теории. Использование диаграмм кажущейся электропроводности для изучения разрезов скважин.

Радиометрия скважин

Радиоактивные свойства горных пород, радиоактивные излучения, их взаимодействие с веществом. Классификация методов радиометрии, их роль в комплексе геофизических методов исследований скважин.

Метод естественной радиоактивности (ГМ). Физическая сущность и основы теории. Принципы измерений и обработки диаграмм ГМ. Оценка глинистости пород и радиометрическая привязка керна скважин.

Метод рассеянного гамма-излучения. Плотностная и селективная модификации. Область применения.

Нейтронные методы. Надтепловые и тепловые нейтроны. Основы теории взаимодействия нейтронов с веществом. Нейтронные свойства горных пород. Модификации нейтронных методов в стационарном и импульсном вариантах. Задачи, решаемые нейтронными методами.

Акустические и другие неэлектрические методы ГИС

Акустические методы. Упругие свойства горных пород. Физические основы акустических методов. Акустические методы по скоростям и затуханию. Обработка результатов, решаемые задачи и область применения.

Метод ядерно-магнитного резонанса. Область применения.

Термометрия скважин. Тепловое поле Земли. Методы естественного и искусственного тепловых полей. Решаемые задачи и область применения.

Геохимические методы. Физические основы. Классификация геохимических методов. Обработка и изображение результатов.

Комплексные геофизические и технологические исследования в процессе бурения и эксплуатации скважин. Методы изучения технического состояния скважин.

Опробование скважин в открытом стволе и прострелочно-взрывные работы. Опробование скважин с помощью испытателей пластов. Перфорация обсадных колонн. Торпедирование скважин. Отбор грунтов из стенок скважин.

Комплексная интерпретация данных ГИС

Расчленение разрезов скважин по данным комплекса ГИС. Построение типовых и сводных геолого-геофизических разрезов. Корреляция разрезов скважин. Определение литологических характеристик пород. Выбор комплекса методов для изучения терригенных, карбонатных и гидрохимических отложений.

Образовательные технологии

В учебном процессе, помимо чтения лекций, которые составляют 40% аудиторных занятий, широко используются активные и интерактивные формы (разбор конкретных ситуаций, обсуждение отдельных разделов дисциплины). В сочетании с внеаудиторной работой это способствует формированию и развитию профессиональных навыков обучающихся.

Для закрепления знаний студентов по отдельным разделам курса «Геофизика» проводятся лабораторные занятия, целью которых является закрепление теоретических основ геофизических методов, а также формирование первых навыков самостоятельной обработки и интерпретации результатов геофизических исследований. Для лабораторных занятий обязательным является усвоение структур естественных физических полей Земли и искусственно возбуждаемых в верхних частях земной коры; изучение физических свойств горных пород и ознакомление с принципами работы геофизической аппаратуры и проведение измерений в лабораторных условиях. Студенты должны усвоить приемы первичной обработки геофизических материалов и их геологической интерпретации.

6. Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной успеваемости, по итогам освоения дисциплины

Темы лабораторных работ

Часть 1

1. Определение плотности горных пород в их естественном залегании по результатам гравиметрических наблюдений.

2. Решение прямой и обратной задач гравиразведки для правильных тел.

3. Решение прямой и обратной задач магниторазведки.

4. Обработка и интерпретация результатов измерений методом сопротивлений в модификации электропрофилирования.

5. Обработка измерений методом естественного поля ЕП.

6. Определение положения рудного объекта методом заряда.

7. Прямая и обратная задача отраженной волны для двухслойной среды.

8. Обработка и интерпретация материалов гамма-спектрометрической съемки.

9. Комплексная интерпретация геофизических данных на основе распознавания образов.

Часть 2

1. Интерпретация диаграмм микрозондирования и кавернометрии.

2. Обработка диаграмм метода СП.

3. Оценка УЭС по диаграммам фокусированных и индукционных зондов.

4. Интерпретация диаграмм гамма-метода.

5. Оценка влагонасыщения по диаграммам нейтронного метода НМ.

6. Литологическое расчленение разрезов, выделение коллекторов.

7. Определение характера насыщения коллектора и коэффициентов водо-нефтенасыщенности.

8. Подготовка заключения по скважине.

6.2. Вопросы промежуточного контроля освоения дисциплины, учитывающие формируемые знания, умения и владения

Часть 1

1. Действующие силы в измеряемом гравитационном поле Земли, единицы измерения.

2. Структура гравитационного поля Земли: нормальное поле, редукции (поправки), аномальное поле.

3. Понятия «плотностная неоднородность» и «эффективная плотность», способы и единицы измерения плотности горных пород.

4. Принцип действия гравиметрической аппаратуры.

5. Теория интерпретации аномалий силы тяжести: прямая и обратная задачи гравиразведки.

6. Геологические примеры применения гравиразведки (с обоснованием).

7. Главные параметры магнитногополя Земли и их элементы.

8. Структура магнитного поля Земли: нормальное и аномальное поле.

9. Вариации магнитного поля Земли.

10. Магнитные свойства горных пород и минералов.

11. Какие магнитометры (по принципу действия) Вы знаете? Какие физические процессы лежат в основе работы протонного магнитометра?

12. Теория интерпретациианомалий магнитного поля: прямая и обратная задачи (в общем виде и на примерах тел правильной формы).

13. Нормальное электрическое поле точечных электродов.

14. Удельное электрическое сопротивление и кажущееся сопротивление, чем отличаются между собой эти два параметра и в каких единицах измеряются?

15. Назовите регистрируемые и вычисляемые (с формулами расчета) параметры в методах постоянного электрического тока, естественного поля и вызванной поляризации.

16. Физическая сущность и установки в методе электропрофилирования, кривая СЭП над маломощным пластом высокого сопротивления.

17. Физическая сущность метода естественного электрического поля (ЕП). Способы измерений и условия их применения.

18. По данным кривым ВЭЗ отстройте приближенный (на качественном уровне) геоэлектрический разрез.

19. Дать сравнительную характеристику основных типов волн, используемых в сейсморазведке.

20. Сформулируйте основные законы и понятия геометрической сейсмики.

21. Принцип работы приемников упругих волн.

22. Сравнительная характеристика систем наблюдения в методах отраженных и преломленных волн МОВ и МПВ.

23. Какие Вы знаете виды радиоактивных распадов? Приведите примеры.

24. Дать определение констант радиоактивных превращений: постоянной распада λ, периоду полураспада Т, среднему времени жизни ядер τ. Каковы соотношения между ними?

25. Законы радиоактивного распада и равновесия. Изобразить графики распада материнских и накопления дочерних ядер.

26. Поглощённая и экспозиционная дозы гамма-излучения, энергетический эквивалент рентгена: определения, единицы измерения в системе СИ и внесистемные.

27. Принцип работы и эффективность сцинтилляционных счётчиков.

28. От чего зависит амплитуда импульса электрического тока в сцинтилляционном счётчике? Основы гамма-спектрометрии.

29. Охарактеризуйте естественную радиоактивность осадочных и интрузивных горных пород?

30. Зачем необходимо геофизическое комплексирование?

31. В чем суть физико-геологического моделирования?

Часть 2

1. Характеристика скважины как объекта исследования.

2. При использовании буровых растворов на глиняной основе на отдельных участках стенок скважин образуется глинистая корка. Напротив проницаемых или непроницаемых пород она появляется и почему это происходит?

3. Категории воды в горных породах.

4. Пористость, глинистость и проницаемость горных пород.

5. Диффузионный потенциал в скважине.

6. Диффузионно-адсорбционный и фильтрационный потенциалы.

7. Как находится относительный параметр α_пс и какие характеристики горных пород по нему определяют?

8. Физическая сущность и теоретические основы метода КС.

9. Дайте определение удельному электрическому сопротивлению (УЭС), чем от него отличается кажущееся УЭС?

10. Изобразите кривую r_к (d_c=0) для мощного пласта высокого сопротивления для последовательного градиент-зонда.

11. Метод бокового электрического зондирования (БЭЗ) – физическая сущность и назначение.

12. Как с помощью удельного электрического сопротивления определяют характер насыщения коллектора и коэффициенты водо-нефтенасыщенности?

13. Как ведут себя кривые микрозондов напротив проницаемых пластов-коллекторов? Объясните, почему это происходит?

14. Метод бокового каротажа – физические основы, преимущества и ограничения в сравнении с методом КС.

15. Удельная электропроводность, ее измерение индукционным методом.

16. Какие методы электрометрии следует применить при изучении пластов-коллекторов, если скважина пройдена на: а) высокоминерализованной промывочной жидкости; б) нормальносоленой промывочной жидкости; в) непроводящей промывочной жидкости?

17. Чем обусловлена повышенная радиоактивность глин в сравнении с обычными песками?

18. Что представляет собой постоянная времени интегрирующей ячейки? Почему при обработке данных ядерных методов каротажа необходимо учитывать скорость движения зонда?

19. Геологические задачи решаемые гамма-методами.

20. Понятие сечения взаимодействия радиоактивных излучений с веществом. Связь между микроскопическим и макроскопическим (линейным коэффициентом взаимодействия) сечениями. Единицы измерения.

21. Изобразите и объясните графики вероятностей фотоэффекта σ_ф, комптон-эффекта σ_к, эффекта образования электронно-позитронных пар σ_э-п. и полного коэффициента взаимодействия μ в координатах σ, μ – Еγ. Покажите на рисунке интервал энергий гамма-квантов, для которых свойственно только комптоновское рассеяние?

22. Изобразите характер изменения потока рассеянного гамма-излучения по мере удаления от источника. Как влияют энергия источника и плотность породы на положение точки инверсии?

23. Источник гамма-квантов с какой энергией необходимо использовать и гамма-кванты какой энергии нужно регистрировать, чтобы реализовать плотностную модификацию гамма-гамма-метода (ГГМп). Объясните, почему это так?

24. Какие виды взаимодействия свойственны мягкой части спектра гамма-излучения (<0,2 МэВ)? Как в селективной модификации гамма-гамма-метода ГГМс добиваются того, чтобы изменение плотности горных пород не сказывалось на измерениях эффективного порядкового номера?

25. Геологические задачи решаемые гамма-гамма-методами.

26. Детекторы тепловых и надтепловых нейтронов.

27. Нейтронные характеристики горных пород: определения и факторы, влияющие на их величину.

28. Выделение водонефтяного контакта нейтрон-нейтронными методами по тепловым и надтепловым нейтронам ННМ_{т, н} и нейтронному гамма-методу НГМ.

29. Чем обусловлено ограниченное использование нейтронных методов в открытом стволе скважин и их широкое применение для исследования эксплуатируемых скважин?

30. Упругие свойства горных пород. Физические основы акустических методов, решаемые задачи и область применения.

31. Методы изучения технического состояния скважин.

32. Метод ядерно-магнитного резонанса. Область применения.

33. Влияние пористости на физические свойства горных пород в зависимости от состава флюида, заполняющего поровое пространство.

34. Глинистость и ее влияние на физические свойства горных пород.

35. Выбор комплекса методов для изучения терригенных, карбонатных и хемогенных отложений.

6.3. Задания и вопросы на экзамене (зачете)

Билет № 1

1. Структура магнитного поля Земли: нормальное и аномальное поле.

2. Физическая сущность метода естественного электрического поля (ЕП). Способы измерений и условия их применения.

3. В чем суть физико-геологического моделирования?

Билет № 2

1. Нейтронные характеристики горных пород: определения и факторы, влияющие на их величину.

2. Диффузионно-адсорбционный и фильтрационный потенциалы.

3. Влияние пористости на физические свойства горных пород в зависимости от состава флюида, заполняющего поровое пространство.

7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины «Геофизика»

а) основная литература:

1. Геофизика / Под редакцией В.К. Хмелевского. 2-е изд. – М.: КДУ, 2009. 320 с.

2. Хмелевской В.К., Костицын В.И. Основы геофизических методов: учебник для вузов. – Пермь: Перм. ун-т, 2010. 400 с.

3. Ерофеев Л.Я., Вахромеев Г.С., Зинченко В.С., Номоконова Г.Г. Физика горных пород / 2-е изд. – Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2009. 520 с.

4. Промысловая геофизика / Под редакцией Добрынина В.М., Лазуткиной Н.Е. М.: Изд-во Нефть и газ, 2004. 400 с.

5. Дьяконов В.Н., Леонтьев Е.И., Кузнецов О.Л. Общий курс геофизических исследований скважин. – М.: Недра, 1984. 432 с.

6. Латышова М.Г. Практическое руководство по интерпретации диаграмм геофизических исследований скважин: учебное пособие / М. Г. Латышова. 3-е изд., перераб. — М.: Недра, 1991. 219 с.

б) дополнительная литература:

1. Логачев А. А.. Захаров В. П. Магниторазведка: Учебник для вузов. М: Недра, 1990.

2. Миронов В.С. Курс гравиразведки. - Л.: Недра, 1980. 543 с.

3. Якубовский Ю.В., Ренард И.В. Электроразведка. Учебник для вузов. - М.: Недра, 1991. 359 с.

4. Гурвич И.И., Боганик Г.Н. Сейсмическая разведка: Учебник для вузов. М.: Недра, 1990.

5. Новиков Г.Ф. Радиометрическая разведка. – Л.: Недра, 1989.

6. Литвиненко О.К. Геологическая интерпретация геофизических данных: Учебное пособие для вузов. - М.: Недра, 1983. 208 с.

7. Арбузов С.И., Рихванов Л.П. Геохимия радиоактивных элементов: учебное пособие. – Томск: Издательство Томского политехнического университета, 2009. 300 с.

8. Мейер В.А. Геофизические исследования скважин. - Л.: Изд. ЛГУ, 1981. 463 с.

9. Итенберг С.С. Интерпретация диаграмм геофизических исследований скважин. - М: Недра, 1987.

10. Интерпретация результатов геофизических исследований нефтяных и газовых скважин. Справочник. - М: Недра, 1989.

в) интернет-ресурсы

www.elibrary.ru

www.info.geol.msu.ru

8. Материально-техническое обеспечение дисциплины «Геофизика»

Дисциплина укомплектована заданиями и методическими указаниями к выполнению лабораторных работ, программами для расчетов на ПЭВМ. Используются коллекции слайдов и видеофильмов по отдельным разделам дисциплины. Для самостоятельной работы используются компьютерные классы геологических кафедр геолого-географического факультета Томского государственного университета с доступом к ресурсу Интернет. На многоцелевой учебной практике студенты осваивают работу с аппаратурой и методики геофизических съемок.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: