Билет 10

28. Электрическое поле изотропной среды. Анизотропия

Анизотропия - неравномерность свойств в разных направлениях. Электрическая анизотропия горных пород проявляется в зависимости УЭС породы от различных направлений пропускания тока. Истинное УЭС вкрест слоистости превышает УЭС вдоль нее. Причины, вызывающие анизотропию свойств горных пород (различные значения свойств в разных направлениях): слоистость, особенности текстуры и структуры, существование преобладающего направления трещиноватости, наличие напряженного состояния и др. Многие осадочные породы с явно выраженной слоистостью (микрослоистостью) являются анизотропными по удельному электрическому сопротивлению. В породах с определенной ориентировкой удлиненных или сплюснутых зерен анизотропия может быть следствием зернистости. Будем различать случаи анизотропии электрических свойств для горизонтально-слоистых сред и негоризонтальных напластований. На практике мы изучаем только второй случай. Когда анизотропная толща залегает наклонно или вертикально, то анизотропия обнаруживается явно, например с помощью азимутального (кругового) профилирования и проявляется в зависимости значений кажущегося сопротивления от ориентации установки. При этом кажущееся сопротивление вкрест слоистости нередко оказывается меньше rк вдоль слоистости. Этот известный факт получил название парадокса анизотропии.

А.С.Семенов обратил внимание геофизиков на следующие особенности в изучении анизотропных сред методом сопротивлений.

1. Все установки с ориентацией электродов по одной прямой на поверхности земли (AM, AMN, AMNB, радиальная AB_MN - линейные установки) дают равнозначную информацию, т.е. идентичные эллипсы кругового профилирования.

2. При заземлении питающих и приемных электродов на поверхности земли нельзя определить направление и угол падения, а только азимут простирания анизотропной толщи.

3. Заземление на глубине дает возможность определить все параметры анизотропии.

4. Дипольная экваториальная установка (ДЭП) обладает существенно большей чувствительностью к анизотропии с отношением осей эллипса для вертикального залегания толщи, вместо l для линейных установок.

Электрическое поле характеризуется напряженностью Е – вектором которая имеет величину и направление. Единица измерения В/м. линия напряженности – силовая линия. Электрический потенциал – работа по перемещению заряда. Разность потенциалов – В. Выделяют эквипотенциальные поверхности и силовые линии зарядов. Градиент потенциала - быстрота изменения потенциала. E = -gradU. Плотность потока – количество электричества протекающегов ед времени через ед площадку, перпенд к направлению тока. J = l/S. В изотропной среде электроды принимаются за точечные. Эквипотенциали – окружности, линии тока – прямые.

29. Инклинометрия. Решаемые задачи

Фактическое отклонение оси скважины от вертикали в каком-либо направлении называется искривлением скважины. Оно определяется углом искривления α и магнитным φ азимутом искривления. α – это угол отклонения оси элемента скважины от вертикали, φ - угол между направлением на магнитный север и горизонтальной проекцией оси скважины, взятой в сторону увеличения глубины. Он отсчитывается по ходу часовой стрелки. Плоскость, проходящая через вертикаль, и ось скважины в определенном интервале глубин, называется плоскостью искривления. Измерение угла и азимута искривления скважин осуществляется инклинометрией.Скважины бывают вертикальные и наклонные. Даже у вертикальных скважин есть небольшой угол наклона от заданной оси, то есть отклонение от устья до забоя. Измерения производят инклинометром. Наиболее распр-ми являются инклинометры с дистанционным электрическим измерением. Главной мех-кой частью прибора является вращающаяся рамка; ось которой совпадает с вертикальной осью прибора. Эта рамка электрически связана с наземным прибором. Измерение искривлений производят по точкам в вертикальной скважине через 25 м, в наклонной через 10 м. Результаты измерений представляют в виде таблицы значений ф и φ в зависимости от глубины скважины. По данным таблицы вычерчивается инклинограмма - проекция оси скважины на горизонтальную плоскость.

30. Подготовка скважины к проведению ГИС, требования к буровому раствору

Буровая, на которой намечается проведение геофизических работ, должна бить подготовлена. К буровой должны быть подведены подъездные пути, обеспечивающие беспрепятственный подъезд каротажной станции. На буровой должна быть сделана ровная площадка для установки станции. Подведение электричества. Пол буровой и мостки очищаются от грязи. Ствол скважины на необсаженном интервале прорабатывается долотом номинального диаметра. Готовность скважины к геофизическим иссл-ям удостоверяется специальным актом.

Требования к буровому раствору:

1. вязкость не более 90 сек по СПВ (метод истечения), содержащий песок или обломки пород в количестве более 5%

2. скважина не должна быть газирующая или переливающая буровой раствор

3. уровень поглощения бурового раствора не более 15 м/ч

Билет 11

31. Обычные зонды электрического каротажа

Для определения электрического сопротивления горных пород применяется четырехэлектродная установка, электроды которой обозначаются - буквами А, М, N, В. Через электроды А, В, называемые токовыми, в скважину и окружающие породы вводится ток I, создающий электрическое поле. При помощи двух других электродов М и N, называемых измерительными, измеряют разность потенциалов электрического поля между двумя точками в скважине. Электроды А, М, N или А, В, М составляют обычный каротажный зонд,который спускается на кабеле в скважину. Четвертый электрод находится на поверхности земли, вблизи устья скважины.

Типы зондов КС. Условимся называть электроды зонда парными, если они включены в одну и ту же цепь - токовую или измерительную, а электрод, включаемый в одну цепь с электродом, находящимся на поверхности - непарным. В зависимости от расстояний между парными и непарными электродами различают два тина обычных зондов.

Потенциал зонд- это зонд с раздвинутыми парными электродами. Если один из парных электродов удален на очень большое расстояние, получается идеальный потенциал-зонд.

∆U=UМ –UN = UМ , AN ≈ AM→ ∞.pk=4π*AM*ΔU/I

Градиент-зонд- это зонд со сближенными парными электродами. Если расстояние между парными электродами уменьшить до бесконечно малой величины, получится идеальный градиент-зонд.

АМ ≈ АN. pk=4π*AM2*gradUM/I

Однотипные трехэлектродные зонды отличаются друг от друга своей длиной L. Длиной потенциал-зонда называют расстояние между сближенными непарными электродами: L=АМ, а длиной градиент-зонда расстояние от непарного электрода до середины между парными электродами: L=АО. От длины зонда зависит радиус его исследования и форма кривых КС. Различают также последовательные и обращенные зонды. Последовательными называют зонды, у которых парные электроды находятся внизу, обращенными - зонды, у которых парные электроды расположены выше непарного. Последовательный градиент-зонд называют также подошвенным, а обращенный - кровельным. Точкой записи зонда является точка, находящаяся посередине между сближенными электродами. К этой точке относят измеренные значения кажущегося сопротивления. Зонд обозначается перечислением его электродов сверху вниз, между ними проставляют межэлектродные расстояния в метрах.