Геофизикалық зерттеу әдістері

Геофизикалық зерттеу әдістері

 

Мұнай –газ кен орындарын іздеу-барлау жұмыстарының табысты болуы бастапқы кезеңді геофизикалық және геохимиялық  зерттеу әдістерінің ең нәтижелі бағыттарын іріктеп,тандап алып,оларды іске асырумен тығыз байланысты.

   Геофизикалық барлау әдістерінің бірнеше түрі бар,олардың негізгілері сейсмикалық және электрлік әдіс.

   Сейсмикалық барлау әдісі.Мұндай барлау тау жыныстарының,қабаттардың жарылған оқ дәрілер арқылы пайда болатын серпінді толқындарды өз бойларынан өткізу болмаса кейін серпуі арқылы алынатын көрсеткіштер арқылы зерттеледі.Жер қойнауындағы қабаттардың қайсы бірінде серпінді толқындар тез,ал қайсыбіріне жай тарайтыны белгілі.Сейсмикалық барлау жұмысын жүргізу үшін белгілі бір қашықтыкта шұңқырлар қазылып,олардың ішіне тоқтың әсерімен жарылатын дәрі салынады.Оқ дәрінің жарылуына тау жыныстарының әр қабаттарынан түрліше жылдамдықпен өтеді,Толқындардың қандай жылдамдықпен өткенін жер үстіндегі сейсмограф таспаға жазып тұрады,Қатты тау жыныстарынан құралған қабаттардан тұратын қабаттардан толқын баяулау өтеді.Алынған көрсеткіштер арқылы жер қабаттарының тереңдігі өлшеніп,карталары тұрғызылады.

    Бұл әдіс мұнай және  газ кендерін барлау жұмыстарында  кеңінен пайдаланылады.Сейсмикалық  барлау әдістерін алғаш рет  Г.А.Габурцев ойлап шығарған.

  

Электрлік барлау әдісі тау жыныстарының өз бойынан электр тоғын жыныстары (гранит,әктас,бойына тұзды сіңген құмтастар) нашар өткізетіні белгілі.Осымен байланысты бойынан электр тоғын өткізбейтін тау жыныстарының электрлік кедергісінің өзгеруі олардың табиғи орналасу тәртіптерін зерттей білуге мүмкіндік туғызады.

   Электрлік барлау жұмыстарын  жүргізерде әр жерге қысқа  темір қазықтар қағып,олар арқылы  электр тоғын жібереді.Әрбір қазықтың арасында тау жыныстары арқылы электр тоғының қандай жылдамдықпен жүретінін өлшеп тұратын кұралдар орнатылған.

Құралдардағы көрсеткіштердін  жер қабаттарының пішіндері немесе құрама карталарының кескіні түсіріледі.

    Электрлік  зерттеу  әдістері қазылып өткен скважиналардың  тілмерін тексеруге де кеңінен  қолданылып келеді.Ол үшін скважинаның ішіне үш электродты скважинаның бетіне жақын жерге орналастырады (қондырады).Одан соң сол электродтар арқылы тоқ жіберіледі.

   Арнайы аспаптар (приборлар)  көрсеткіштері бойынша құбыр  бойындағы тау жыныстарының потенциалдық айырмашылыктары және кедергілері таспаға жазылады.

   Бұл жағдайда әктас мұнай  сіңген құмтастардың электрлік  кедергілерінің мәні жоғары, ал  саз бен сулы құмтастар кедергілерінің  мәні төмен болады.Кедергі мәндерін салыстыра отырып мұнай-газ көлбеулерінің қай аралықта орналасқанын болжауға болады.

   Далалық (полевая) геофизикалық  әдістерге гравитациялық,магниттік  барлау және скважиналарды зерттеу  әдістері жатады.

   Гравитациялық барлау әдісі тау жыныстарының тартылу күші мен тығыздығын өлшеу қолданылады.Жер қабаттарын құрайтын әр түрлі тау жыныстарының тығыздығы бірдей болмайтындығы белгілі.

   Магниттік барлау жұмыстары тау жыныстары мен кен орындарының магниттік қасиеттерін зерттеу арқылы жүргізіледі.Әр түрлі денелер магнит стрелкасының қозғалуына әсер етеді:кейбіреулері оны өзіне тартады,ал бірқатары стрелканы тартпайды, яғни әсер етпейді.Немесе оны өзінен алшақтатады.Барлаушылар өте сезгіш магниттік таразыларды пайдаланады.Жүрумен байланысты магниттік таразы стрелкасының жағдайы өне бойы жазылып отырылады.Бұл көрсеткіштер арқылы магниттік карталар тұрғызылады.

   1934 жылы орыс оқымыстысы  А.А.Логачев самолет арқылы шапшаң  жазылатын магниттік аспап ойлап  шығарды.Осымен байланысты магниттік  аэрофото түсірілімді (аэрофотосьемка) жасалып келеді.

 

 

 

 

 

 

Өндірістік  геологияда қолданылатын каротаждардың  негізгі түрлері 
     Ұңғыларды геофизикалық зерттеу әдістері тау жыныстарындағы физикалық қасиеттеріне және оларды қанықтыратын флюидтердің ұңғылық сұйықтық пен радиоактивті жасанды сәулелермен немесе ультрадыбысымен байланысуына негізделген.Ұңғыларды зерттеудің геофизикалық әдістері ұңғыны бұрғылаған кезде,ұңғыларды геофизикалық зерттеу әдістері-бұл,геофизикалық кәсіпорындардыі арнайы партиясымен жүзеге асатын нақты жұмыстар жиынтығы.

   Ұңғыларды геофизикалық зерттеу –бұл, әр түрлі каротажтар,яғни қажетті аппаратпен жабдықталған арнайы аспапты электр желісі түсіру арқылы белгілі бір мәндер өзгерісін бақылау.Келесідей каротаж түрлері бар:

     Электрокартаж- ұңғы сұйықтығының тау жынысымен әсерлесу нәтижесінде пайда болатын өрісінің өзгерісін,сонымен қатар осы жыныстардың меншікті кедергісінің өзгерісін бақылауға мүмкіндік береді.

     Радиоактивті каротаж –тау жыныстарының атомдарының ядросында және олардағы қаныққан сұйықтарда жүретін радиоактивті процесстерді (табиғи және  жасанды) пайдалануға негізделген.Радиокаратаждың кеңнен тараған түрі-гамма каротаж.Гамма каротаж ұңғының оқпаны бойындағы радиоактивтіліктің диограммасының түрін береді,геологиялық қиманы алуға мүмкіндік береді.

Гамма-гамма – каротаж ұңғыға түсірілетін аппараттар шығатын гамма квант сәулесімен әсерлесу кезіндегі жыныстарда таралған гамма сәулелерді тіркейді.Гамма каротаж қосымша  коллекторлардың кеуектілігін анықтауға мүмкіндік береді,сонымен қатар ұңғымалық сұйықтық оқпанына судың ағып келуін көрсетеді.

Өндірістік практикада судың қозғалысын,сулану орнының ошағын,кен орында колекторлардың таралуын,өңдеудің бөлек обьектілерінің арасындағы гидродинамикалық байланысының орындалуын, жарықшақтық зоналарының  пайда болуын,цементтің көтерілу биіктігін анықтау үшін радиоактивті изотоп әдісі қолданылады.

   Активирленген сұйықтықты  дайындау үшін радиоактивті заттар  ретінде қысқа өмір сүретін  радиоизотоптар қолданылады:

 

                    ₅₃¹³¹ІсТ_1/2= 8,1 mjyл                                           ₃₅⁸²BrcT_1/2=1.5 mjул

   (химиялық қосылыстың және сәйкесінше тасымалдаушының түрлері- сулы ерітінді NaI,KI; иодобензол ;сулы ерітінді NaBr,KBr) және т.б. 

Көбінесе мұнайда немесе суда радиоактивті изотоп тұздарының ерітінділері қолданылады.

Ұңғыда жұмыстар келесі түрде жүргізіледі .Алдымен ұңғыдағы табиғи гамма- активтілік өлшенеді және ГК (1 грамм-каротаж) диограммасы алынады.

 

2-шi сурет. Жасанды ядролық шеген үшiн тереңдiк аспапты құрылымның схемасы: 1 - гамма-сәуле немесе нейтрондардың көзi; 2-шартты гамманың қозғалыс жолдары - сәулелер немесе нейтрондар; 3 - перде; 4 - есептеуiш; 5 - қоректену блогi; 6-алдын ала күшейткiш; 7 - кабел; 8 - күшейткiш; 9 - тiркеушi; 10 - саз; 11 - әк тастар; 12 - Құм

Содан соң ұңғыға және қабатқа СКҚ арқылы активерленген сұйықтық айдалады және содан кейін ұңғыны активерленген сұйықтықтың ластануынан тазарту, келесі гамма – активтілікті анықтау және ГК қисығын алу үшін ұңғыны екі-үш  рет сумен жуады.Ұңғыға радиоактивті затты енгізгеннен кейін ұңғы оқпаны бойынша -сәулелену интенсивтілігін өлшейді.Екі гамма –каротаж алынады.Олардың байланысы жоғары табиғи радиоактивті қабаттарды шығарып тастауға,қабатқа суспензия немесе активерленген сұйықтықтың енуі бақыланатын алаңдарды анықтауға мүмкіндік береді.

Нейтронды каротаж-  тау жыныстарының элементтері ядроларының нейтрондар ағынымен әсерлесуіне негізделген.Ұңғыға түсірілген құрал нейтрондар және индикатордан тұрады, көзден 0,5 м-ге алшақтатылған және экранды бөгетпен оқшауланған.

  Нейтронда каротаж  қабат және қабат сұйықтығы туралы қосымша ақпарат береді.

Акустикалық каротаж- тау жыныстарының серпімді қасиеттерін анықтауға мүмкіндік береді. Ұңғыға аппарат түсірілген аппаратта орналасқан бір немесе бірнеше қабылдағыш тар арқылы қабылданады.Тасқан көзі мен қабылдағыш арасындағы ара қашықтықты біле отырып ,серпімді толқындарщдың таралу жылдамдығын және олардың амплитудасын анықтауға болады.Акустикалық каротаж үш модификациямен ерекшеленеді:серпімді толқындардың таралу жылдамдығы бойынша, серпімді толқындардың өшуі бойынша және ұңғының техникалық жағдайы мен цементті сақинаны бақылау үшін арналған акустикалық каротаж.

Каротаждың басқа түрлері.

  Кавернометрия, яғни ұңғының шегенделмеген оқпанын және оның оқпан бойына өзгерісін өлшейді.Кавернограмма откізгіш және өткізгіш емес жыныстардың болуын көрсетеді.Басқа әдістерге қарағанда кавернограммалар кесінділері жаксы салады.Себебі кесіндінің саздылығы мен өткізгіштігін жақсы көрсетеді.

   Термокаротаж, шегенделген немесе шегенделмеген ұңғыда температураның таралуын анықтауға мүмкіндік береді.Термокаротаж температуралық градиент және жылулық кедергі бойынша алынады.Жылуалмастырғыш немесе су айдау кезінде ұңғы оқпанының қызуы немесе салқындатылуы қабаттың жылу өткізгіштігі немесе жылу сыйымдылығы туралы жаңа мәлімет алуға мүмкіндік береді.

Термокаротаж келесілерді  анықтауға мүмкіндік береді:өнімді қабаттың орналасқан жерін,газды –мұнайлы  байланысты, қабатты гидравликалық  жабудағы жарылу зоналарын,бұрғыланып  жатқан ұңғыдағы циркуляция жоғалысының  орындарын немесе шегендеу тізбегіндегі бұзылыстарды, айдау кезіндегі суды және газды сіңіру зоналарын және т.б.

Қазіргі кезде аудандық геологиялық іздеу және мұнай  мен газ барлау жұмыстарына барлық мұнайлы аудандарында мынадай геофизикалық әдістер қолданылады:графиметриялық,сейсмикалық,электрлік және магниттік.

   Қалың жабынмен жабылған аймақтар, орманмен жабылған аймақтар  барлаудың геофизикалық әдістерін қолданатын аудандар болып табылады,Бұл аудандар үшін геологиялық карта жоқ, көне жыныстардын жасын анықтау үшін көп ұңғыларды бұрғылау қажет.Барлаудын геофизикалық әдістері теңіз аймақтарының геологиялық құрылымын зерттеу кезінде қолданылады.

Көне жыныстардың жақсы  жалаңаштануы кезінде және олардың  сәйкес орналасуы жағдайында,сонымен  қатар жаксы тазаланатын қалың  емес жабын кезінде барлаудың геофизикалық әдістерін қолдану қажет емес сияқты көрінеді. Бірақ газ мұнай аудандарында күндізгі бетке шығатын көне жыныстармен тереңде жатқан одан да көне жыныстар арасында келіспеушілік кездеседі. Мұндай жағдайларда ауданың терең құрылымын бөлшектеуге  ( детальдау)  арналған барлаудың геофизикалық әдістерін қолдану көп жағдайда тиімді болып келеді. Геофизикалық әдістердің барлығы бір жағдайда тиімді бола бермейді. Әрбір әдіс үшін қолайсыз жағдайлар бар,оларда зерттеулер нәтижесі әртүрлі талқылануы мүмкін, ал кейде геофизикалық жағдайлардың күрделігінің интерпретациясына немесе жыныстың түрлі физикалық қасиеттерінің болмауына жарамсыз болуы мүмкін. Әр әдіс үшін шығарылатын есептер де әртүрлі. Сейсмикалық әдістер недрадағы қиманың әр бөлігінің жату жағдайы туралы толық мәліметтер береді,олардың құрылымдық карта құруға болатын серпімді қасиеттері бар.

Басқа әдістер аймақ  недрасының құрылымы туралы ғана шешімдер береді. Әртүрлі аймақтарды зерттеу кезінде геолог шешетін түрлі есептер геофизикалық зерттеулердің біренеше әдісін талап етеді.

Бүкіл ауданның геологиялық  құрылымының негізгі қасиеттерін  оқу үшін және тектоникалық қасиеттері бойынша игеруге тиімді аймақтарды бөлу үшін гравиметриялық барлауды қолданады, бұл тұзды тектоника және магнитометриялық барлауда тиімді болады, ол кен орнының геологиялық құрылымының негізгі қасиеттерін зерттеу кезінде жақсы нәтижелер берді. Гравитациялық барлау немесе аэромагнитті сурет нәтижесінде алынған тиімді аудандардың ретеңдік құрылымын бөлшектеу электро немесе сейсмобарлай арқылы жүргізіледі.Олардың ішінен электробарлау арзан және сейсмобарлауға қарағанда сирек кездеседі.Осы немесе басқа әдістерді қолдану мүмкіндігі жыныс қимасы және жағдайлармен анықталады.

 

                          3 сурет.   Геофизикалық зерттеу жұмысы

 

 

 

 

Жоспар

 

 

 

1. Сейсмикалық барлау әдісі.
2. Электрлік барлау әдісі.
3. Гравитациялық барлау әдісі
4. Өндірістік геологияда қолданылатын каротаждардың негізгі түрлері
5. Қолданылған әдебиеттер тізімі

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Қолданылған әдебиеттер тізімі

 

1. Долицкий В.А., Гришин Ф.А.Прпмысловая геология нефти и газа.
2. Жданов М.А., Гординский Е.В, Ованесов М.Г Основы промысловой геологии газа и невти.
3. Нұрсұлтанов Ғ.М., Абайлданов Қ.М., «Мұнай және газды өндіріп, өңдеу»  Алматы, 1999 ж
4. Аманниязов Қ.Н., Игібай Қ.Ж., Черкешова С.М Мұнай-газ кендерінің кәсіпшілігінің геологиясы.