petrophysics2004

дольных волн за счет повышенной трещиноватости. Аподиабазовые и апоандезитовые сланцы толщ II и I характеризуются более низки­

ми плотностью и скоростью продольных волн.

Разрез основных вулканитов печенгекого комплекса в основном слабомагнитен. Исключение составляет II высокомагнитная толща.

14.1. ПОСТРОЕНИЕ ВЕРТИКАЛЬНОЙ ГЕОАКУСТИЧЕСКОЙ

МОДЕЛИ СРЕДЫ

Влияние множества различных сейсмогеологических факторов на характер записи в сейсморазведке предопределяет и вероятностный характер получаемых структурно-формационных оценок разреза. Повысить надежность этих оценок позволяет комплектование назем­ ных (сейсморазведка), скважинных акустических исследований, под­

крепленных изучением упругих свойств кернов пород.

Роль скважинных и петрафизических исследований состоит в по­ строении линейной (вертикальной) геоакустической модели среды, согласованной с ее структурно-фациальными особенностями.

Основой для построения геоакустической модели являются данные ГИС (акустический и гамма-гамма-методы), вертикальное сейсмичес­ кое профилирование (ВСП) и петрафизические исследования кернов.

В последующем с учетом наземных сейсмических исследований МОВ и ВСП строят эффективную сейсмическую модель.

Геоакустическая линейная модель представляет собой литологи­ ческую колонку со стратиграфической разбивкой, кривые изменения интервальных скоростей и плотности пород с глубиной, график по­

ложения наиболее значительных отражающих границ и кривые

средних скоростей и плотности пород, слагающих разрез.

Таким образом, при построении геоакустической линейной моде­ ли используются данные ГИС для определения литологии пород, их упругих (акустический метод) и плотностных (гамма-гамма-метод)

характеристик.

Строго говоря, при наличии перечисленных диаграмм ГИС нет не­

обходимости в использовании петрафизических исследований. Од­

нако часто на~людающиеся на практике искажения кривых акусти­

ческого и гамма-гамма-метода в результате неблагаприятных усло­ вий измерений (каверны, большой диаметр скважины при бурении под кондуктор и другие причины) требуют уточнения полученных данных, их согласования с петрафизическими факторами, использо­

вания статистического подхода при построении скоростной и плот­ ностной характеристик разреза.

Для этого используются нормальные (эталонные) зависимости пет­

рафизических свойств горных пород с глубиной (А Г. Авербух, 1982 г.)

или кривые изменения петрафизических свойств от эффективного напряжения (компрессионные кривые) (В. М. Добрынин и др., 1982 г.).

Нормальные зависимости и компрессионные кривые отражают изменения с глубиной (или давлением) свойств одновозрастных, ли­

тологически однородных пород, образовавшихся в условиях монотон­

ного погружения и уплотнения при сходных фациальных обстанов-

350

Т а б л и ца 32. КорреJШциовные зависимости между 'l>p, 80 и k., дл.и песча­

во-rJIИВИстых отложений шельфа Сахалина

По-	Уравнение реrрессии	Число	Корреmщи-
ро-		пар	ониоеотно-
да			mение.

	u11 =0,207-0,525 · 1О-1Н+О,759 · 1о-зw-	466			0,897
	-0,184 · 1о-внз
1	б.,=О,203+0,339Н-О,946 • 1о-41Р+О,968 • 1о-sнз		436		0,740
	б.,=О,332+1,51uР-0,38 · 1о-зuр2+0,336 • 1О-7uРз		435			0,893
t:	uP=-2373,1+767,26lnH		120			0,87
	30 = 1,45+0,13lnH		120			0,83
	k.,=73,99-7,59lnH		120			0,82
	k.,= 248,43-28,49lnuP		120			0,88
	uP=0,195-0,275H+0,822 · 1о-знz-о,183 • 10-енз		347			0,820
	б.,=О,204+0,159Н-0,425 · 10-4fP+0,105 · 10-7НЗ		347			0,660
	б.,=0,226-0,32up+0,153 • 10-4uP2-0,172 · 10-7uPз		347			0,815
10			120			0,75
	uP=1609,7+0,83H
	3 =2,09+9,42 • 1О-5Н			120		0,47
~ 80 = 1,89+ 1,21 · 10-4uP				120		0,71
	k.,=60,3-5,57lnH			120		0,49
	k.,=36,97-0,00587uP			120		0,71

ках. Эти кривые строят на статистической основе с использованием

результатов исследований шлама и кернов. Нормальные и компрес­ сионные статистические кривые могут быть использованы для про­

гноза акустических и плотностных свойств на глубины, не вскрытые

скважинами, для восполнения н корректировки конкретных скважин­

ных исследований, выявления зон аномальных давлений, перерывов осадконакопления, нарушений, ит. п. Все эти данные значительно по­ вышаютдостоверность rеоакустической линейной модели среды, ис­ пользуемой для прогноза геологического разреза или прямых поис­ ков полезных ископаемых по данным сейсморазведки.

Развитые сегодня методы корреляционно-регрессионного анали­ за позволяют представить эти зависимости в виде уравнений. В ка­

честве примера в табл. 32 представлены такие корреляционные свя­

зи, полученные для песчано-глинистого разреза северо-восточного

шельфа Сахалина (И.И. Хведчук и др., 1988 г.).

· При построении rеоакустического линейного разреза с помощью корреляционных зависимостей большое практическое значение име­

ютзависимоститипаup(S0 ) иS0 ('Up), позволяющиепроrнозироватьодин

параметр по другому.

Геоакустическую линейную модель переводят в сейсмический

диапазончастот путем автокорреляционных функций сейсмических

трасс в методе ОГТ. С этой целью по данным rеоакустического разре-

351

за рассчитывают синтетические сейсмограммы, nодобные эксnери­ ментальным сейсмограммам, nолученным вблизи скважины. Этот анализ nозволяет оценить информативность кинематических иди­ намических nараме'l'ров сейсмических заnисей, nерейти от времен­

ного к геологическому разрезу.

14.3.ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПЕТРОФИЗИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ

ПРИ КОМПЛЕКСНОЙ ИНТЕПРЕТАЦИИ ДАННЫХ ГИС

Важное место в nроцессе комnлексной интерnретации геофизи­

ческих данных занимает физико-геологическая модельобобщен­

ное и формализованное nредставление об основных геологических и физических характеристиках исследуемого геологического объекта (В.В. Бродовой, 1980 г.). Физико-геологические модели меняются в за­ висимости от целей геофизических исследований (nрогноз, картиро­ вание, nоиск или разведка).

Физико-геологическая модель может быть nредставлена графи­

чески в виде масш1·абного изображения (разрезов, nрофилей), либо

оnисана аналитически с nомощью уравнений и табличных данных.

Три основных фактора оnределяют физико-геологическую модель: 1) физические свойства горных nород; 2) геометрические размеры,

форма и глубина объекта; 3) влияние nомех геологического и негео­

логического nроисхождения.

В соответствии с задачей данного раздела остановимся лишь на nервом факторе. Информация о физических свойствах горных nород

исnользуется на всех стадиях геологоразведочного nроцесса.

Физические свойства nород изменяются в зависимости от их со­

става, возраста, глубИны залегания, стеnени метаморфизма и дру­

гих факторов. Эти все изменения должны найти отражение в физи­

ко-геологической модели.

На рис.115 nоказан nример физико-геологической модели колче­

данного месторождения, залегающего в гидротермально измененных

серицито-хлоритовых nородах с сульфидной минерализацией. На модели отражены геометрия и свойства вмещающих месторождение nород, nоказаны три возможных nрофиля изменения геофизических nараметров над этой моделью nри трех возможных nоложениях эро­

зионного среза.

При nостроении физико-геологических моделей важную роль так­

же играют корреляционные связи между nетрафизическими nара­ метрами разреза. Примеры таких связей между скорос'l'ЬЮ 'Upи nлот­

ностью 80 , а также между этими nараметрами с глубиной залегания nороды были nриведены в nредыдущем разделе настоящей главы. К этому можно добавить еще зависимости между скоростью и элект­ рическими свойствами разреза, между скоростью и другими nромыс­

лово-геофизическими nараметрами (В. С. Вольвовский, Н. Я. Кунин, Е.И. Терехин, 1977 г.). Полученные с nомощью геофизических изме­

рений и кернов корреляционные связи широко nрименяются nри nро­

ектировании и комnлексной интерnретации геофизических измере­ ний. Сведения о расnределении nло·гности nород в модели осадочных

352

Рис. 115. Физихо-rеолоrическая: модель колчеданного мес1·орождения: с ожи­

даемыми физическими полями (электроразведка Рк• rравиразведка Ag и ме­

тод вызванной поляризации Т'lк) при разных положениях эрозионного среза (по М.Н. Столпнеру и др.):

1 - покроввыемезозойско-кайиозойскиеотложения, Рк =О+100 Ом·м, 1111 = 1+24 r1см3, m=(0+40) ·10-' ед. СИ; 2 - надрудная толща аидезито-базальтового состава, Рк

=(3+7)·103 Ом·м, /111 =2,75+2,9 r/см3, ~~:=(12+125)·10-~ ед. СИ,

А.=1-3 %; 3 - кислые рудовмещающие вулканиты (Рк=(1+3)·103 Ом·м,

С\11=2,55+2,75 r/смз, m=(0+25)·10-5 ед. СИ, А8=2+10 %); 4 - rидротермально изме­

ненные серицито-хлоритовые породы с сульфидной минерализацией, Рк=25+

1000 Ом·м, С\.,=2,8+3,3 r/смз, m=(0+6)·10~ ед. СИ, А8=5+40 %; 5 -массивные коnче­

данные руды, Pк=l+lOO Ом·м, С\11=3,5+4,6 r/см3, m=O, А.=40%; б- Рк; 7 -Ag; 8 -

11к; I - III - уровни эрозионного среза

пород позволяют оценить изменение упругих свойств среды и пред­ положить возможности сейсморазведки, сделать заключение о при­ роде и возможнос~и использования гравиметрических полей.

В качестве одноrо из петрафизических признаков при поисках рудных месторождений используют характер корреляции между

плотностью и магнитной восприимчивостью магматических пород. В

породах, не измененных эндогенными процессами, независимо от их

состава и генезиса имеет место положительная: корреляционная связь

между б0 и re - увеличению б0 соответствует увеличение re.

В зонах гидротермально-метасоматических процессов происходит нарушение положительной корреляционной связи вплоть до появле­

ния обратной связи между этими величинами (В.И. Пахомов). Это по­

зволяет результаты петрафизических исследований использовать

для выделения зон гидратермальна измененных пород, перспектив­

ных на многие рудные полезные ископаемые.

Примерам такого примененияявляются глубинные петрафизичес­

кие разрезы. При построении этого разреза используются петрофи­

зические, геофизические и геологические карты, данные по глубоким

и сверхглубоким скважинам, глубинным сейсмическим Зондировани­

ям [6).

23- Петрафизика

353

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Что такое петрафизическое районирование, для каких целей оно применяется?

2. Понятие о петрафизических ассоциациях, петрафизическихраз­

резах, опишите их сущность, приведите примеры.

3. Что такое rеоакустическая модель среды, как она строится, для каких целей применяется? Роль геофизических исследований сква­ жин при построении rеоакустической модели.

4. Каковы направления использования петрафизических исследо­ ваний при комплексной интерпретации геофизических данных?

354

СПИСОК ОСНОВНОЙ ЛИТЕРАТУРЬI

1. Кобранова В.Н. Петрофизика.- М.: Недра, 1986

2.Виноградов В.Г., Дахнов А.В., Пацевич С.Л. Практикум no nетрофизи­ ке.-М.: Недра,1989.

3.Интерnретация: результатов геофизических исследований скважин: Сnравочник.- М.: Недра, 1988.

4.Петрофизика: Сnравочник. Книга nервая:. Горные nороды и nолезные искоnаемые./ Под ред. Н.Б.Дортман.- М.:Недра, 1992.-391 с.

5.Сnравочник no литолоrии.- М.: Недра, 1983.

6.Физические свойства горных nород и nолезных искоnаемых: Сnравоч­ ник геофизика.- М.: Недра, 1984.

7.Физические свойства минералов и горныхnородnривысоких термоди­

намических nараметрах. Сnравочник.- М.: Недра, 1988.

355

СПИСОК ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

8.Вендельштейн Б.Ю. Исследование разрезов нефтяных и газовых сква­ жин методом собственных потенциалов.- М.: Недра, 1966.

9.Вендельштейн Б.Ю., Резванов Р.А. Геофизические методы определе­ ния параметров нефтегазовых коллекторов.- М.: Недра, 1978.

1О. Геолого-технологические исследования скважин. 1Л.М. Чекалин, А.С. Моисеенко, А.Ф. Шакиров и др.- М.: Недра, 1993.

11.Гиматудинов Ш.К., Ширковский А.И. Физика нефтяного и газового­ пласта.- М.: Недра, 1982.

12.Готтих Р.П. Радиоактивные элементы в нефтяной геологии.- М.: Не­

дра, 1980.

13.Даев Д.С. Высокочастотные электромагнитные методы исследования скважин.- М.: Недра, 1974.

14.Дахнов В.Н. Геофизические методы определения коллекторских свойств и нефтегазонасыщения горных пород.- М.: Недра, 1985.

15.Деряrин Б.В., Чураев Н.В., Муллер В.М. Поверхностные силы.- М.: Наука, 1985.

16.Добрынин В.М. Деформации и изменения физических свойств коллек­ торов нефти и газа.- М.: Недра, 1970.

17.Добрынин В.М., Кузнецов О.Л. Термодинамический градиент давле­ ния поровых вод и его роль в земной коре.- М.: Изд. ВНИИ Геоинформсис­

тем, 1988.

18.Добрынин В.М., Серебряков В.А. Геолого-геофизические метод» про­ гнозирования аномальных пластовых давлений. -М.: Недра, 1989.

19.Ивакин В.Н., Карус Е.В., Кузнецов О.Л. Акустический метод исследо­

вания скважин. -М.: Недра, 1978.

20.Кожевников Д.А. Нейтронные характеристики горных пород и их ис­ пользование в нефтегазовой геологии.- М.: Недра, 1982.

21.Комаров В.А. Электроразведка методом вызванной поляризации.- Л.: Недра, 1980.

22.Комплексирование 1\\етодов разведочной геофизики: Справочник гео­

физика.-М.: Недра, 1984.

23.Кринари Г.А., Ковалев А.Г., Кузнецов В.В. Минералогические причи­ ны снижения нефтеотдачи и способы их выявления. В кн.: Труды междуна­ родн. конф. «Проблемы комплексного освоения трудноизвлекаемых запасов нефти и природных битумов» (добыча и переработка). Казань, 1994, том 6,

с.1993-2002.

356

24.Латышава М.Г., Дьяконова Т.Ф., Цирульников В.П. Достоверность гео­ физической: и геологической: информации nри nодсчете заnасов нефти и газа. -М.: Недра, 1986.

25.Леонтьев Е.И. Моделирование в nетрофизике.- М.: Недра, 1978.

26. Мей:ер В.А., Ваганов П.А. Основы ядерной: геофизики. - Л.: Изд. Ле­ нингр. ун-та, 1985.

27.Тхостав Б.А., Везирова А.Д., Вендельштейн Б.Ю., Добрынин В.М. Нефть

втрещинных коллекторах.- М.: Недра, 1970.

28.Орлов Л.И., Карnов Е.Н., Тоnорков В.Г. Петрафизические исследова­ нияколлекторовнефтиигаза. -М.: Недра,1987.

29.Плюснин М.И. Электромагнитные исследования скважин с nомощью

соленоидных зондов.- Изв. вузов. Сер. Геология и разведка. - N!! 8.- 1983.-

С.126-132.

30.Ромм Е.С. Структурные модели nарового nространства горных nород.­ Л.: Недра, 1985.

31.Тульбович Б.И. Методы изучения nород-коллекторов нефти и газа.­ М.: Недра, 1979.

32. Скважинная ядерная геофизика: Сnравочник геофизика. - М.: Не-

дра, 1990. М.: Недра, 1983. ·

33.Фазовые nроницаемости коллекторов нефти и газа/В.М. Добрынин, А.Г. Ковалев, А.М. Кузнецов, В.Н. Черноглазов//Геология, геофизика и раз­ работка нефтяных месторождений:. М.: ВНИИОЭНГ, 1988.

34.Фридрихеберг Д.А. Курс коллоидной: химии. -Л.: Химия, 1974.

35.Ханин А.А. Породы-коллекторы нефти и газа. -М.: Недра, 1973.

36.Элланекий М.М. Петрафизические основы комnлексной: интерnрета­ ции геофизических исследований: скважин.- М.: ГЕРС, 2001.

37.Элланекий М.М. Инженерия нефтегазовой: залежи. Нефтегазовая за­ лежь и ее изучение no скважинным данным. М.: «Техника», 2001.

357

ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ

Активации 262

Активность

-диффузиоиио-адсорбциоииаи 15,

137,169

-фипьтрациоииаи 179

-ЭJ1ектрохимическаи160 --вызванная 160 -- естествеиная 169

-- окисJiитеJiьио-восстаиовитеJiьиаи

182

АмПJiитуда

-L потеициаJiов СП отиоситеJiьиаи 175,

333

АиаJiиз

-ЭJiемеитиый 260

-rраиуJiометрический 13, 24

Аиизотропии150, 201

Аитиферромаrиетизм 184,190

Rпаrоемкость 55

Влажность 54

-rиrроскопическаи 68

-объемнаи142

Вода 55

-капИJIJiирно-удержаннаи 61, 68

-конституционная 55

-КрИСТаJIJIИЗаЦИОННаll 55

-прочносвязанная 57, 124, 153

-ПJiеночиаи 56

-РЫХJIОСВиЗаннаи 57. 153

-yrJioв пор 56, 68

-физически связанная 56, 68, 123

-фуникуJiирнаи 67

-химически связанная 55, 285

Воданасыщенность 62

-остаточная 62, 109, 254

Водаудерживающая способность

-KOJIJieктopa 69

-матрицы69

-цемеита69

Возраст нейтронов 271

-ПОJIНЫЙ 271

-фермиевекий 270

BOJIИa 303

-Лэмба-СтоунJiи 304

-поперечная 303

-продоJiьнаи 303

-скорость распространении 304, 308,

310

Время

-замеДJiении нейтронов 278

-интерваJIЬное 311, 314, 333, 336

-жизни тепJiовых нейтронов 266, 286

-реJiаксации 128

Вытеснение 64, 114

-кaпИJIJIIIpнoe 64, 75

Газанасыщение 76,287,293, 318, 340

Гамма-иЗJiучение

-естественной радиоактивности 227,

236

-неупруrоrо рассеянии 262

-навеДенной радиоактивности 263

-радиационноrо захвата 262

Гидрапроводность 108

ГидрОСJIЮДа 12, 16, 148, 245, 285

Гидрофобность 72, 145, 156, 340

Гидрофипьность 72

ГJIИНИСТОСТЬ 11, 137, 143, 153, 263

-rрануJiометрическаи 13

-массовая 14

-объемная 14, 46

-рассеянная 15, 293

-сJiоистаи (Jiаминарнаи) 15

-относитеJIЬнаи14, 175, 238

Градиент

-геотермический 48

-давJiении109

358

Давление

-всестороннее 202, 290

-капиллярное 64, 117

-пластовое 279

Двойной электрический слой 58, 131,148

Деформация

-объемная 288, 293

-остаточная (необратимая) 288

-сдвига 288

-упругая 288

Диамагнетизм 185

Длина

-замедления нейтронов 271

-диффузии 273, 275, 285

-свободного пробега 272

-миграции нейтронов 277

Емкость

-катионного обмена 22, 131, 175, 254

Закон

-Вугера-Ламберта-Вера 207

-Гука 289

--Ома208

-Пуазейля 96

-радиоактивного расnада 228

-теnлоnроводности Фурье 208

Замедление нейтронов 268

Замедляющая способность 269

Зона

-насыщения предельного

-веданасыщения

Извилистость 27

-гидравлическая 97

-электрическая 129, 142

Изотерма адсорбции 20

Капилляриметрия 64

Каолинит 12, 16, 56, 245

Коллектор 285

-карбонатный 13, 48, 71, 143, 177, 330, 334

-сложный 316, 334

-с насыщением

--двухфазным 339

--трехфазным 341

-терригеииый 1,17, 70,43, 66,177,180, 331,341

-трещинно-кавернозный 317

Коэффициент

-агрегатной глинистости 15

-анизотропии 150

-воданасыщения 76, 142, 340

-газанасыщения 77

-Джоуля-Томсона 213

-диффузии иейтронов 275

-диффузионно-адсорбционной э.д.с.

171

-корреляции 327

-набухания 70

-необратимого уплотнения 43

--пор83 --твердой фазы 82

-иефтегазонасыщения 339

-нефтеиасыщения 76,113,340

-объемной глинистости 14

-объемной сжимаемости 289, 299

--воздуха 320

--глинистых включений 293

-пор 293,297, 316

--скелета 293

--твердой фазы 297

-остаточноговоданасыщения 18, 52, 62,

75,98

-относительной глинистости 14, 238,

293,316

-пористости 30, 129, 225, 315, 335

--динамической 32, 69, 97

--общей 14, 30

--открытой 32

--эффективной 17, 27, 32,70

---относительной 70, 334

359