Петрофизикалық карталар мен қималар тұрғызу

Петрофизикалық карталар

Геологиялық түзілімдердің физикалық сипаттамаларының кеңістікте таралуы жайлы толық мағлұматты тек карталар бере алады:

Карталарда:

1) таужыныстарының петрофизикалық топтарының бөлінуі;

2) физикалық параметрлердің және таужыныстардың құрамына қарамай физикалық параметрлерін өзгерісі;

3) таужыныстардың физикалық қасиеттерінің аномалды мәндері көрсетіледі.

Петрофизикалық карталар аймақтардың геологияық құрылымын зертеудегі ең негізгісі болып саналады. Қалған карталар шешіліп жатқан геологиялық және геофизикалық есептерге немесе петрофизикалық картадан алынған мәліметтер жеткіліксіз болған кезде тұрғызылады.

Петрофизикалық карталар таужыныстардың петрофизикалық классификациясына негізделіп жасалады, яғни генетикалық түрлері және петрографиялық құрамы, әртүрлі жыныстардың физикалық сипаттамасы бойынша топ және бөлімше берілген. Аймақ тау жыныстарының классификациясын олардың дәуіріне немесе құрылымды - формациялық кешенділігіне қарай жүргізеді.

Карталар:

а) аймақтың геологиялық түзілімдерінің біртекті емес екендігін;

б) генезисі немесе шығу тегі және құрамы әртүрлі таужыныстардың физикалық сипаттамасының өзгеру заңдылықтарын;

в) рудалы, көмірлі және мұнайгаздылы формацияның физикалық сипаттамаларын ашық түрде көрсету сипаттайджы.

Геологиялық немесе геофизикалық есептерге байланысты петрофизикалық карталар әртүрлі масштабта құрылуы мүмкін. Карталар масштабтары бойынша екі топқа бөлінеді: І топ - ірі масштабты карталар (1:50000 және одан да жоғары), орташа (1:10000 – 1:500000) және 2-топ - ұсақ масштабты (1:1000000 – 1:1500000).

Таужыныстарының жер бетінен тереңдеген сайын физикалық қасиеттерінің өзгеру заңдылығын зерттеу үшін петрофизикалық қималар тұрғызылады. Петрофизикалық қималарды терең ұңғыма ашқан таужыныстары туралы мағлұматтар пайдалану арқылы тұрғызады. Ол үшін керн (үлгі) және ҰГЗ деректері қажет.

Петрофизикалық қималар таужыныстарының жату тереңдігіне байланысты физикалық қасиеттерінің өзгеруі туралы мәліметтер береді. Оларды ұңғымалар бойынша бағана және профиль тәртібімен құрастырады.

Геологиялық қиманың петрофизикалық сипаттамасы көп жағдайда тауыныстардың пайда болуын толық анықтап алу үшін қажет.

Петрофизикалық қималардың геолого-геофизикалық қималардан айырмашылығы - таужыныстарының құрылымдық, текстуралық өзгеруінің, фациалды (таскелбетті), петрофизикалық анықтылық үшін сипаттамалар қолданылады

Петрофизикалық байланыстарды ұңғыманы геофизикалық зерттеу әдістері нәтижелерін геологиялық интерпретациялауда қолдану

Поляризация түрлері және олардың сипаттамалары

Петрофизика (тау жыныстардың физикасы) – жер туралы қолданбалы ғылымдардың бірі, сонымен катартау жыныстарының физикалық қасиеттерін және олардың өзгеру заңдылықтарын, арасындағы өзара байланыстарын зерттейтін ғылым саласы.

Магниттік қабілеттілік. Таужыныстарының магниттік қабілеттілігі бойынша жіктелуі.

Магниттiк қаблеттiлiк  - таужыныстардың магниттелу қаблеттiлiгiн көрсететiн коэффициен яғни.  таужыныстың магниттелу деңгейі I мен сыртқы магнит өрiсi Н арасындағы байланысты, яғни магнит өрісіне дененің реакциясын, сипаттайды.

 = (1.9)

 - өлшемсiз шама; Н – сыртқы магнит өрiсiнiң кернеулiгi, .

Таужыныстарының басым көпшiлiгiнiң магниттiк қабiлеттiлiк коэффициентi өте аз (20010-6 =0,0002). Оларды осы коэффициент мөлшерiне байланысты бiрнеше топқа бөлуге болады.

Магнитсiз,  5010-6 –ға дейiн

Аз магниттелген, - 50-ден 1000 10-6- ға дейiн

3. Орташа магниттелген, - 1000-нан 500010-6 -ға дейiн

4. Күштi магниттелген, - 5000 10-6 -ден жоғары.

Магниттiк өтiмдiлiк  таужыныс бойындағы магниттiк индукция В мен сыртқы магнит өрiсi Н арасындағы байланысты сипаттайды.

 = (1.10)

мұнда 0 – магнит тұрақтысы.

Магниттiк қаблеттiлiк пен магниттiк өтiмдiлiк арасындағы өзара байланыс төмендегідей бейнеленедi:

 = 1+ (1.11)

Вакуумде =0, ал = 1.

Таужыныстардыңмагниттiлiкқасиеттерiолардыңминералдыққґрамына, дәлiрекайтқанда, құрамында магнетит аттымагниттiкминерал бөлшектерiнiңқатысуынабайланысты.

Таужыныстарыныңмагниттiкқасиеттерiнесолортаныңтемпературасыорасанзорәсеретедi. Егер температура деңгейi Кюри нүктесiненжоғарыболғанжағдайда, таужыныстарымагнитсезденедi. Егер де жерқойнауындағыорташатемпературалық градиент 330С/км-гетеңдепалсақ, онда 20-30 км тереңдiктетаужыныстарымагнитсiзденебастайды. Сондықтан да магниттiкқалыпсыздықтыңкөзi (тегi) 20-30 км-дентөменжатуымүмкiнемесдегенқағидаосыданшыққан.

Табиғаттакездесетiнминералдар мен таужыныстарыжәнешамаларынажәнесыртқы магнит өрiсiменбайланысынақарайдиамагнетиктер, парамагнетиктержәнеферромагнетиктерболыпбөлiнедi.

Магниттелу деңгейінің қысымға, температураға және таужыныстарының тереңдік жатысына тәуелділігі

Таужыныстарының магниттiк қасиеттерiне сол ортаның температурасы орасан зор әсер етедi. Егер температура деңгейi Кюри нүктесiнен жоғары болған жағдайда, таужыныстары магнитсезденедi. Егер де жер қойнауындағы орташа температуралық градиент 33⁰С/км-ге тең деп алсақ, онда 20-30 км тереңдiкте таужыныстары магнитсiздене бастайды. Сондықтан да магниттiк қалыпсыздықтың көзi (тегi) 20-30 км-ден төмен жатуы мүмкiн емес деген қағида осыдан шыққан.

Магмалық және эффузивті таужыныстарының тығыздығы

Магмалық және метаморфты таужыныстарында серпімді толқындардың таралу жылдамдықтары

Магмалық таужыныстарының радиоактивтілігі

Магмалық процестерде уран мен торийдің әсер етуі, олардың литофильді қасиетімен анықталады.

Уран мен торийдің литофильді қасиеттері, олардың оттегімен туыстылығынан көрінеді. Уран мен торийдің барлық өз минералдарының құрамында оттегі бар. Бұл жағдайда уран мен торий басқа литофильді элементтерге, яғни кремний, алюминий, натрий, калийге ұқсас және сульфидті қосылыстарды құрай алатын сидерофильді (Fe, Co, Ni, Pt және т.б) немесе халькопиритті (Ag, Pb, Zn және т.б) элементтерімен ерекшеленеді.

Барлық үш радиоактивті элементтердің литофильділігі магмалық процестерде олардың жүрісін және магмалық жыныстардың басты заңдылықтарын анықтайды. Радиоактивтілігі ең жоғары қышқыл жыныстарда, ал радиоактивтілігі ең төмені – негігі және ультранегізді жыныстарда болады.

Магмалық және метаморфты таужыныстарының меншікті электр кедергілері және диэлектрлік өтімділігі

Метаморфты таужыныстарының тығыздығы

Метаморфты және магмалы таужыныстарының кеуектілігі

Метаморфты таужыныстарының радиоактивтілігі

Мұнайдың магниттік қабілеттілігі

Мұнай және газ шоғырының электрлік қасиеттері

Негізгі радиоактивті рядтарды атаңыз.

Кезектеп түрленуге қатысқан элемент изотоптары радиоактивті қатарларды құрайды. Олардың алғашқылары уран мен торий болып табылады. Радий және уран қатарына кіреді.

Радиоактивті қатарлардың басты ерекшеліг, ол өте ұзақ өмір сүретін элементтер қатарында, оның алғашқысы уран мен торий болуы. Ал, қалған элементтер қатары тез ыдырап кетеді.

Шөгінді таужыныстарының тығыздығы

Шөгінді таужыныстарының диэлектрлік өтімділігі

Диэлектрлiк өтiмдiлiк  таужыныс заттары атомдарының немесе молекулаларының электр өрiсiнде поляризациялану*⁾ қаситеттерiмен анықталады. Электр өрiсiнде поляризацияланатын заттар диэлектрик деп аталады. Оның өлшем бірлігі (см^-2с^-2).

Әрбiр зат өз деңгейiнде электр тоғын өткiзедi және поляризацияланады, яғни өткiзгiш және диэлектрик қасиеттерiмен сипатталады. Сонымен, диэлектрлік өтімділік заттың поляризациялану құбылысына байланысты бастапқы электр өрісі кернеулігін өзгерту қабілеттілігін сипаттайды.

Таужыныстың диэлектрлiк өтiмдiлiгi, оның минералдық құрамына байланысты. Мәселен, судың диэлектрлiк өтiмдiлiгi қатты минералдарға қарағанда әлдеқайда жоғары, ал мұнай мен газдың диэлектрлiк өтiмдiлiгi төмен. Сондықтан, таужыныстардың ылғалдығы өскен сайын, олардың өтiмдiлiгi де өседi. Температура өскен сайын судың және ылғалды таужыныстардың диэлектрлiк өтiмдiлiгi азаяды, ал құрғақ таужыныстардiкi керiсiнше, өседi.

Жоғары жиілікті электрмагнит өрісінде толық электр тогының тығыздығы өткізгіштік пен ығысу токтарының қосындысына тең:

(1.2)

мұнда (1.3)

Абсолютті диэлектрлік өтімділік _а электр индукциясының D электр өрісі кернеулігіне Е қатынасымен анықталады:

(1.4)

Егер вакуумның диэлектрлік өтімділігін ₀ арқылы белгілесек, онда ортаның салыстырмалы диэлектрлік өтімділігі , мұнда ₀= 8,85410^-12Ф/м.

Шөгінді таужыныстарының меншікті электр кедергісі

Шөгінді таужыныстардың радиоактивтілігі

Магмалық жыныстаға қарағанда шөгінді жыныстарда радиоактивті элементтердің мөлшері өте аз. Мұның себебі, магмалық жыныстардың бұзылуы кезінде радиоактивті заттардың дифференциациясының көптілігін және шөгінді жиналумен байланысты. Әсіресе бұл Th( торий) қатысты. Шөгінді жыныстардың басты заңдылығы терригенді яғни құмтасты-сазды жыныстарға қарағанда, карбонатты (мергель, доломит, кремнийлі тақта тастар ) және кремнийлі жыныстардың радиоактивтілігі өте төмен болып табылуы.

Шөгінді таудыныстарындағы серпімді толқындардың таралу жылдамдықтары

Радиоактивтік заңы және радиоактивтік тепе-теңдік

Аз  уақыт ішінде ыдырайтын  ядролар саны бастапқы уақыттағы  ядролар санына тура пропорционал болады:

 ,

 ,

мұндағы:  -бастапқыуақыттағыядролар саны,  - t уақытмезетіндегіыдырамағанядролар саны.

Осы өрнек радиоактивтілікыдыраузаңы депаталады.

Радиоактивті түрлену заңы бар: N =No e дәрежесінде –ләммада t

Радиоактивті қатардың басты ерекшелігі, ол өте ұзақ өмір сүретін элементтер қатарында, оның алғашқысы уран немесе торий болып табылуы. Қалған элементтердің қатары тез ыдырап кетеді. Бұл сонымен бірге радиоактивті түрлену заңының экспотенциальды сипаты радиоактивті тепе-теңдік әкеледі.

Радиоактивтіліктің өлшем бірлігі

1 бек-де 1 ыдырау|c

Радиоактивтілігі (радиологиялық қасиеттерімен) жынысқұрушы минералдар қалай бөлінеді.

Радиоактивтілігі бойынша минералдар топтары:

1 – әлсіз радиоактивті:ортоклаз, плагиоклаз, кварц, мүйізалдамшы

2 – орташа: биотит, магнетит

3 - жоғары: апатит, эпидот, сфен

4– ең жоғары радиоактивті: артит, циркон, монацит

1 өз минералдар түрінде торианит, уранинит, торит

2 минералдардағы изоморфты қоспа түрінде

3 шашыранды түрінде

Серпімділік дегеніміз не?

Серпімді толқындардың таралу жылдамдықтары

Серпімді толқындардың басылуы (жұтылуы немесе сіңуі және ыдырауы)

Статикалық өңдеу дегеніміз не?

Табиғи электрхимиялық белсенділік

Табиғи электрхимиялық белсенділік. Таужыныстың әр түрлi физикалық-химиялық факторлар әсерiнен поляризацияланау қабiлетiн табиғи электрхимиялық белсенділік деп атайды. Поляризацияланауды тудыратын физикалық-химиялық процестердiң жаратылыс тегiне байланысты электрхимиялық белсенділік бiрнеше түрге бөлiнедi:

________

*⁾поляризация – сыртқы электр өрiсi әсерiнен таужыныс заттары құрамындағы байланысты зарядтар (иондар) орындарынан ығысып, таужыныстың беткейiнде жаңа зарядтар пайда болады, олар бағыты сыртқы өрiске қарсы жаңа өрiс құрайды. Бұл құбылысты таужыныстың поляризациясы деп атайды.

Таужыныстардың басым көпшiлiгiнiң диэлектрлiк өтiмдiлiгi 5-20 арасында өзгередi. Мәселен, базальт үшiн =6-12, саз - = 10-20, құмтас - =4,5-40 т.с.с.

1) Диффузиялық-адсорбциялық электр қозғаушы күш (ЭҚК) таужыныс құрамындағы қатты минералды бөлшектердің электролит ерітіндісінен бөлетін айырылым беткейінде қос электрлік қабаттың пайда болуынан туындайды.

Петрофизикада таужыныстың ертіндіден диффузия кезінде иондарды жұтып алу (адсорбировать) қабілеттілігін сипаттау үшін, диффузиялық-адсорбциялық белсенділік А_ДА деп аталатын параметр пайдаланады.

А_ДА= к_ДА-к_Д= (1.5)

Мұнда к_Д - диффузиялық ЭҚК-тің коэффициенті; к_ДА - диффузиялық-адсорбциялық ЭҚК-тің коэффициенті; ₁ және ₂- таужыныстың және ерітіндінің меншікті электр кедергілері.

Диффузиялық-адсорбциялық белсенділік (А_ДА) таужыныс құрамындағы саздың немесе басқа бiр цементтеушi материалдың заттық құрамына байланысты. Бұл параметрдiң сандық мәнi 25-70 мВ аралығында жатыр. Таза құм, құмтас, құмайттас (алевролит), доломит үшiн А_ДА мәнi ең төмен болып саналады.

2) Тотығу-тотықсыздану белсенділік потенциалдары электрондық өткізгіштігімен сипатталатын денелер арасында және жуынды сұйығы мен қабаттық су арсында жүретін химиялық реакция нәтижесінде пайда болады. Олар негiзiнен төмендегi жыныстарда байқалады: 1) сульфидтi рудаларда (жоғары қарқындылықты); 2) металдар тотықтары бар таужыныстарында; 3) қазба көмiрде.

3) Сүзілу (сүзгiлену) – таужыныс қуыстары арқылы судың қозғалысы барысында, онда электр өрiсiнiң пайда болуын сипаттайды.

Таужыныстардың сүзілу (сүзгiлену) белсенділігі сұйықтардың химиялық құрамы мен мөлшерi белгiлi, қысымы 10⁵ Па-мен жыныстар арқылы сүзiлуi арқасында пайда болатын потенциалдар айырымымен сипатталады. Мұндай сұйық қатарына хлорлы натрийдiң ертiндiсi (ас тұзы) жатады.

А_ф= (1.6)

мұнда U_Ф- сүзілу потенциалы;  - сүзiлу сұйығының меншiктi кедергiсi; Р – сүзiлу процесi жүретiн қысымның мәнi.

Сүзiлу белсенділігі және оның потенциалы таужыныстың химиялық құрамы мен коллекторлық қасиеттерiмен тiкелей байланысты.