Pomiary geofizyczne w otworach

Transkrypt

1 Pomiary geofizyczne w otworach Profilowanie w geofizyce otworowej oznacza rejestrację zmian fizycznego parametru z głębokością. Badania geofizyki otworowej, wykonywane dla potrzeb geologicznego rozpoznania ośrodka skalnego, prowadzi się bezpośrednio po przygotowaniu odwiertu, przed orurowaniem. Najczęściej profilowania geofizyki otworowej wykonywane są przy przemieszczaniu sond w górę. Urządzenia pomiarowe sondy są centrowane w otworze z uŝyciem elementów spręŝystych

2 Aparatura pomiarowa Składa się z sond wgłębnych, kabla, wyciągu oraz naziemnej aparatury rejestracyjnej. Sondy najczęściej o kształcie cylindrycznym składają się z elementów nadawczych oraz pomiarowych.

3 Parametry pozorne Na wielkość pozorną badanego otworu mają wpływ: otwór, warstwy otaczające oraz konstrukcja i techniczne ograniczenia układu pomiarowego. Poprawka na wpływ otworu Najczęściej wprowadza się poprzez rozwiązanie zagadnienia prostego. Poprawka na wpływ warstw otaczających Przy warstwach o małej miąŝszości. Konieczna jest dokładna informacja o miąŝszości warstwy. Poprawka metodami dekonwolucji. Interpretacja ilościowa Polega na wyznaczeniu wartości liczbowych parametrów fizycznych skał. Prowadzenie interpretacji ilościowej wymaga przejścia od parametrów pozornych do parametrów rzeczywistych.

4 Proste i odwrotne zadanie geofizyczne Proste określone na drodze rozwiązania analitycznego lub w wyniku modelowania matematycznego. Uzyskuje się krzywe teoretyczne zmian wybranych parametrów. Odwrotne polega na wyznaczeniu parametrów ośrodka na podstawie pomiarów.

5 PROFILOWANIA ELEKTROMETRII OTWOROWEJ ANIZOTROPIA ELEKTRYCZNEJ OPORNOŚCI WŁAŚCIWEJ SKAŁ Oporność wzdłuŝna mierzona w kierunku uwarstwienia ρ l Oporność poprzeczna prostopadle do uwarstwienia ρ n Współczynnik anizotropii jest zdefiniowany: λ 2 = ρ / ρ n l

6 PROFILOWANIA ELEKTROMETRII OTWOROWEJ Elektrometria obejmuje pomiary geofizyczne w otworach, wykonywane z uŝyciem stałych pól elektrycznych lub pól elektromagnetycznych. Metody elektrometrii otworowej opierają się na zmianie elektrycznych własności skał w tym oporności właściwej skał. Pomiary elektryczne w otworach mogą być podzielone na pięć zasadniczych grup: - klasyczne profilowania oporności potencjałowe i gradientowe - sterowane profilowania oporności - profilowania indukcyjne - mikroprofilowania oporności - elektryczne obrazowanie ścianki otworu.

7 Klasyczne profilowania oporności Zasada pomiaru elektrycznej oporności właściwej przedstawia się: Prąd o stałym natęŝeniu I rozchodzi się poczynając od elektrody A, równomiernie we wszystkich kierunkach. Powierzchnie jednakowego potencjału tworzą współśrodkowe powierzchnie kuliste z centrum w punkcie A. Potencjał w punkcie znajdującym się w odległości r od elektrody A wynosi: V = ρ I 4πr V ρ = 4πr I Czyli wobec stałej geometrii i stałego prądu mierzony potencjał jest funkcją oporności właściwej skały.

8 Wzajemny układ elektrod decyduje o tym czy realizuje się profilowanie oporności potencjałowe POp (Normal, EN) czy gradientowe POg (Lateral, EL) Dla sond potencjałowych odległości pomiędzy elektrodami pomiarowymi (M i N) są duŝo większe niŝ między elektrodami A i M. Na przykład sonda EN64 (Normal 1.62 m, 64 in) Dla sondy potencjałowej: ρa = 4πAM V I

9 Dla sond gradientowych odległość między elektrodami M i N jest znacznie mniejsza niŝ między sondami A i M. Oporność pozorną wyznaczamy z wzoru: ρ = a K V I

10

11 Wyznaczanie rzeczywistej oporności wymaga wykonania pomiaru przynajmniej trzema sondami o róŝnych radialnych zasięgach. Interpretacja ilościowa polega na eliminacji wpływu otworu oraz warstw sąsiednich i wyznaczeniu oporności samej warstwy.

12

13

14

15 Sterowane profilowania oporności: Wpływ środowiska pomiarowego na rejestrację oporności skał sondami klasycznymi jest bardzo duŝy. Interpretacja ilościowa polega na eliminacji wpływu otworu oraz warstw sąsiednich i wyznaczeniu oporności samej warstwy. Sterowane profilowania oporności tworzą grupę pomiarów w których wpływ otworu na mierzoną oporność pozorną został znacznie ograniczony. Na podstawie tych pomiarów moŝna wyznaczyć rzeczywiste oporności stref otaczających otwór. Cel - najlepsze ukierunkowanie wiązki linii sił pola elektrycznego do ośrodka skalnego.

16 Na rysunku przedstawiono przykład podwójnego laterologu (LLD, dual laterolog) połączonego z urządzeniem do szczegółowego badania ścianek otworu.

17 Sondą sterowaną najczęściej uŝywaną jest trójelektrodowy laterolog LL3 w którym zastosowano dwie symetrycznie połoŝone względem A0 elektrody A1 i A2. Pionowa rozdzielczość to 0,6 do 0,9 metra. Oporność pozorna będąca wynikiem pomiaru sondą sterowaną jest bliska rzeczywistej wartości oporności!!! Oporności pozorne zapisane sondami klasycznymi wymagają zastosowania bardzo duŝych poprawek na wpływ otworu w celu wyznaczenia rzeczywistej wartości oporności.

18