METODA MAGNETYCZNA

1. Źródła pola magnetycznego Ziemi;

• prąd elektryczny
• zmienne pole elektryczne
• materiały magnetyczne
Ziemskie pole magnetyczne jest złożoną funkcją
przestrzeni i czasu, a jego głównym źródłem są zjawiska i
procesy zachodzące we wnętrzu Ziemi.
Obserwowane ziemskie pole magnetyczne T

obs

jest sumą

pól magnetycznych różnego pochodzenia:
T

D -

dipolowego pola magnetycznego (pole jednorodnie

namagnesowanej kuli),
T

k -

pola kontynentalnego, zwanego także polem anomalii

kontynentalnych, lub polem szczątkowym
odpowiadającym, polu niedipolowemu,
T

z

- pola zewnętrznego (pochodzenia pozaziemskiego),

T

a

- pola anomalnego - pola anomalii magnetycznych,

δT - szybko zmieniających się pól magnetycznych
pochodzenia pozaziemskiego i/lub antropogenicznego,
które traktowane jako pola zakłócające są eliminowane z
obserwowanego pola magnetycznego.

T

obs

= T

D

+ T

k

+ T

z

+ T

a

+ δT

3. Własności diamagnetyków;

• Diamagnetyki – ciała, które ze względu na w pełni
zapełnione powłoki elektronowe, posiadają zerowy
moment magnetyczny.
• Diamagnetyki magnesują się przeciwnie w stosunku do
przyłożonego pola magnetycznego
• Mają ujemną podatność magnetyczną κ<0 i jest ona
niezależna od temperatury i wielkości przyłożonego pola
magnetycznego
• Przenikalność magnetyczna absolutna jest niewielka i
bliska przenikalności magnetycznej próżni, a względna
przenikalność magnetyczna bliska jest jedności (µr≡1)

5. Ferromagnetyki;

Ciała zazwyczaj krystaliczne, posiadające silne własności
magn. Ciała te magnesują się nawet w słabych polach
magnetycznych. Ich własności są zależne od ich kształtu,
temperatury, ciśnienia, wielkości przyłożonego pola
magnetycznego. W ferromagnetykach oddziaływania
między momentami magnetycznymi atomów lub jonów
są na tyle silne, że powodują uporządkowanie kierunków
momentów magnetycznych atomów, (np. metale gr.
Przejściowej: Fe, Co, Ni i lantanowce).

6. Paramagnetyki

• Paramagnetyki to ciała, które posiadają wewnętrzny
niezerowy moment magnetyczny. Umieszczenie tych ciał
w zewnętrznym polu magnetycznym powoduje
zachodzenie w nich zjawiska diamagnetyzmu bardzo
słabego.
• Pod wpływem przyłożonego pola magnetycznego ciało
ulega namagnesowaniu i wykazuje słabe własności
magnetyczne
• Mają dodatnią podatność magnetyczną (κ>0) rzędu 10-
5- 10-2
• Względna przenikalność magnetyczna jest większa od
jedności (µr>1)
• Stopień uporządkowania momentów magnetycznych
zależy od wartości przyłożonego pola zewnętrznego, a
także od temperatury

7. Zmiany krótkotrwałe ( w polu magnetycznym Ziemi);

a) Zmiany krótkookresowe – zwane też chwilowymi,
b) są funkcją czasu i miejsca obserwacji.
c) Źródła krótkookresowych zmian pola magnetycznego
znajdują się w przestrzeni okołoziemskiej
d) Zmiany krótkookresowe dzieli się na 2 grupy:
- zmiany spokojne (np. zmiany dobowe słoneczne i
księżycowe
- zmiany zaburzone (związane z aktywnością Słońca,
która wpływa na zmiany intensywności prądów w
jonosferze, np. burze magnetyczne)
e) Zmiany te są reprezentowane przez wektor
magnetycznych wariacji. δT = Tobs – Tśr,
->Tśr - odpowiada śr. wartości pola magn. mierzonego w
wybranym przedziale czasu (np. miesiąc, rok).

8. Definicje potencjału magnetycznego i

namagnesowania;

NAMAGNESOWANIE – jeden z podstawowych
parametrów magnetycznych; jest wynikiem
uporządkowania momentów magnetycznych pod
wpływem zewnętrznego pola magnetycznego i określa
zdolność ośrodka do tworzenia własnego pola
magnetycznego.
PODATNOŚĆ MAGNETYCZNA - jeden z podstawowych
parametrów magnetycznych; jest to zdolność ośrodka do
namagnesowania pod wpływem zewnętrznego pola
magnetycznego;

9. Pojęcie anomalii magnetycznej;

ANOMALIA MAGNETYCZNA – lokalne różnice między
ziemskim polem magnetycznym w danym miejscu, a jego
wartością teoretyczną, wyliczonymi na podstawie
położenia biegunów magnetycznych na Ziemi. Ze względu
na wielkość obszarów dzieli się je na kontynentalne,
regionalne i lokalne.

10. Graficzny opis wektora namagnesowania T;

Rozkład wektora indukcji całkowitego pola
magnetycznego Ziemi T na składowe(półkula północna):
•Składowa pozioma – H magnetyzmu ziemskiego jest
wektorem posiadającym składowe
północną X i wschodnią Y.
•Składowa pionowa – Z magnetyzmu ziemskiego
odpowiada rzutowi T na oś pionową „z” układu
współrzędnych.
•Deklinacja – D - Kąt zawartym między południkiem
magnetycznym i geograficznym,
•Inklinacja – I - Kąt zawarty między wektorem T a
płaszczyzną poziomą (kąt między T i H).

INNE:

2. Pole dipolowe, zewnętrzne, kontynentalne-opis.
P. DIPOLOWE - Pole jednorodnie namagnesowanej kuli;
stanowi 80-90% ziemskiego pola magnetycznego.
P. KONTYNENTALNE – Niedipolowa (niejednorodna)
część głównego pola magnetycznego; Mapy pola nie
dipolowego (anomalii kontynentalnych) z uwagi na
zmiany tego pola w czasie są konstruowane na okres 5
lat. Anomalie kontynentalne charakteryzują się
amplitudami sięgającymi kilkunastu tys. nT i obejmują
obszary o rozmiarach rzędu kontynentów. Analiza map
anomalii kontynentalnych wykazuje zachodni dryf pola
kontynentalnego.
P. ZEWN. – Pochodzenia pozaziemskiego; główną
przyczyną powstania tego pola jest oddziaływanie wiatru
słonecznego na ziemskie pole magnetyczne.
3. Zmiany czasowe pola magnetycznego. (podział ze
względu na długość trwania)
-Krótkookresowe (opisane wyżej)
DŁOGOOKRESOWE- Zmiany wiekowe natomiast są
wynikiem zjawisk zachodzących we wnętrzu Ziemi (ciekłe
jądro zewnętrzne) w związku z czym są zmianami
pochodzenia wewnętrznego.
• dł. trwania (pare tys. Do 7,około 2 tys, XO-XOO lat.
• mając mapy zmian wiekowych możemy wyliczyć
przyszłe zmiany .
4. Podział materii ze względu na własn. magnetyczne.
-Ferromagnetyki (opisane wyżej);
-Diamagnetyki (opisane wyżej);
-Paramegnetyki (opisane wyżej);
-Antyferromagnetyki - posiadają słabe własności
magnetyczne, a ich podatność magnetyczna zbliżona jest
do podatności magnetycznej paramagnetyków. W
niektórych antyferromagnetykach momenty spinowe
atomów nie są antyrównoległe, dzięki czemu domeny
posiadają niewielkie namagnesowanie wypadkowe.
-Ferrimagnetyki - Posiadają 2 podsieci o przeciwnym
namagnesowaniu, których wypadkowe momenty różnią
się między sobą. W niektórych ferrimagnetykach podsieci
mogą wykazywać ten sam kierunek namagnesowania.
Domeny ferrimagnetyka posiadają namagnesowanie
spontaniczne, a sam ferrimagnetyk ma własności magn.
zbliżone do ferromagnetyków „sensu stricto”

METODA SEJSMICZNA

1. Impedancja akustyczna;
Jest opór stawiany przez ośrodek propagacji fali. Jest ona
iloczynem gęstości ośrodka oraz prędkości propagacji o
wzorze Z=ρ∙V
Impedancja akustyczna- miara oporu, jaki stawia ośrodek
rozchodzącej się fali
R=e*v
e(ro)-gęstość ośrodka
v-prędkość rozchodzenia się fali
2. Fala refrakcyjna - warunki powstania;
Powstaję w warunkach szczególnych tzn. powstaję jeśli
fala przechodzi z ośrodka o mniejszej prędkości do
ośrodka o większej prędkości (V

1

<V

2

), to przy pewnej

wartości kąta padania, kąt załamania osiągnie wartość
90˚. Zmiana prędkości wiąże się ze zmianą długości fali,
podczas gdy częstotliwość pozostaję stała. Wówczas fala
załamania ślizga się po granicy sejsmicznej z prędkością
graniczną V

g

=V

2

.

3. Definicja współczynnika odbicia w sejsmice;
Jest to stosunek amplitudy fali odbitej do amplitudy fali
podającej : R= A

11

/

A1.

Określa jaka część energii padającej

na granice ulegnie odbiciu. Przyjmuje wartości z
przedziału 0-1.
4. Współczynnik załamania
Jest to stosunek amplitudy fali załamanej do fali

padającej :

=





5. W jaki sposób fala sprężysta traci energię?;
Tracą swoją energię w miarę oddalania się od źródła,
wskutek nieidealnej sprężystości ośrodka, występowania
zgęstnień oraz od litologii skały i jej porowatości.
6. Rozstawy w sejsmice;
Rozstaw – jest to sposób ustawienia geofonów względem
siebie i punktów strzałowych.
Wyróżniamy 3 rodzaje rozstawów:
a) skrajne – punkt strzałowy znajduje się z lewej lub
prawej strony rozstawu
b) środkowy – punkt strzałowy umieszczony jest w
środku rozstawu geofonów
c) z odsunięciem – punkt strzałowy odsunięty od
pierwszego geofonu
Podstawowe parametry rozstawu:
- ilość geofonó1) (PO) -> punkt odbioru
- odległość między kolejnymi geofonami (Δx - interwał
pomiarowy)
- położenie punktu strząłowego (PS) względem geofonów
- odsunięcie, czuli odległość źródła od najbliższego
geofonu
- offset, czyli odległość PS – kolejny geofon
7. Definicja hodografu w falach refleksyjnych;
Hodograf – krzywa opisująca zależność czasu (t) przejścia
fali od źródła (PS) do odbiornika (PO) w funkcji poziomej
odległości źródła do odbiornika. Hodograf fali refleksyjnej
ma kształt hiperboli.
8. Fala refleksyjna
Fala sejsmiczna odbita od granicy sejsmicznej
rozdzielająca dwa ośrodki o różnej impedancji
akustycznej. Inny:
Zwana także odbiciową - pomiar polega na emisji fali
sejsmicznej przez źródło fali sejsmicznej w punkcie
wzbudzenia (PS), a następnie rejestracji sygnałów przez
czujniki drgań umieszczone na powierzchni ziemi w
punktach odbioru. Drgania docierające do punktów
odbioru (geofon) są wynikiem propagacji i odbić fali
sejsmicznej w głębi ziemi.

9. Od czego zależy tłumienie w sejsmice;
Tłumienie spowodowane jest nieidealną sprężystością
ośrodka skalnego (np. występowanie zgęstnień gruntu)
Tłumienie ośrodka : A

x

=A

0

* e

-α*x

α- współczynnik tłumienia
x – droga fali
Ax – amplituda fali po przejściu drogi X
A0 – amplituda fali w źródle
Po uwzględnieniu dywergencji sferycznej wzór na
tłumienie przyjmuje postać:





=





∙

∙



10. PRĘDKOŚCI FAL SEJSMICZNYCH:
Prędkość rozchodzenia się fal sprężystych w skałach,
które traktujemy jako ośrodki wielofazowe, zależy od
szeregu czynników.
Do najważniejszych czynników należy:
• litologia (skł min, struktura i tekstura)
• porowatość • szczelinowatość
• stopień nasycenia i rodzaj medium nasycającego
przestrzeń porowatą • gęstość
• stopień diagenezy lub zwietrzenia • temperatura
• głębokość zalegania warstw

12. Poprawka wolnopowietrzna
Redukcja wolnopowietrzna wynosi: Δgw = 0,30855 • H.
gdzie Δgw jest
wyrażone w [mGal].
13. Fizyczna interpretacja poprawki na siłę ciężkości.
Wartość obliczonych anomalii siły ciężkości pozwala
wyciągnąć wnioski o budowie geologicznej przebadanego
rejonu. Anomalia siły ciężkości jest różnicą wartości
zredukowanej siły ciężkości a wartością normalną siły
ciężkości w danym punkcie. Wartości normalne są
wyliczone dla idealnej Ziemi w kształcie elipsoidy z
jednorodnym rozkładem mas. Stopień niejednorodności
w rzeczywistym rozkładzie mas górotworu można określić
na podstawie wielkości anomalii siły ciężkości. Wyróżnia
się anomalie lokalne i regionalne siły ciężkości. Podział
ten uwzględnia obszar, który one obejmuję.

METODA GRAWIMETRYCZNA

1. Jednostki siły ciężkości w badaniach
grawimetrycznych;
Europejska Asocjacja Geofizyków Poszukiwawczych zatwierdziła
do dalszego stosowania następujące jednostki (natężenia) siły
ciężkości:

1 niuton/kilogram = 1N/kg = 1 m/s

2

1 Gal = 10

-2

N/kg

1 miligal = 1mGal = 10

-3

Gal = 10

-5

N/kg

1 mikrogal = 10

-6

Gal=10

-8

N/kg

3. Poprawka w badaniach grawimetrycznych
Podczas badań grawimetrycznych dochodzi do dryftu, czyli
fizycznej zmiany parametrów sprężystości urządzenia, które
wymusza dokonania kalibracji. W celu wyeliminowania błędu
spowodowanego dryftem, określa się punkt bazowy
(podstawowy), na którym się kalibruje urządzenie.
Anomalia siły ciężkości – w geofizyce różnica między
zmierzoną w danym punkcie siłą ciężkości a normalną
siłą ciężkości na danej szer. geograficznej. Zwyczajowo
mierzona jest w mGal, rzadko stosuje się mm/s

2

.

WARIANT a) W celu określenia anomalii, należy dla
zmierzonej siły ciężkości zastosować szereg poprawek:
• poprawka wolnopowietrzna (Faye'a) – sprowadza
punkt pomiarowy do poziomu elipsoidy
• poprawka na płytę płaskorównoległą – uwzględnia
masy leżące między punktem pomiaru a powierzchnią
odniesienia
• poprawka topograficzna – uwzględnia wpływ
ukształtowania otaczającego terenu
• poprawka lunisolarna – uwzględnia wpływ
oddziaływania słońca i księżyca
WARIANT b) Wartości siły ciężkości uzyskane w wyniku
pomiarów nie mogą być bezpośrednio porównywane ze
sobą z powodu ich zróżnicowania ze względu na
• szerokość geograficzną,
• wysokość npm,
• gęstość podłoża,
• topografię otaczającego terenu,
• ewentualne pływy ziemskie
4. Zaburzenia lunisolarne (od słońca i księżyca) i jak się
ich pozbyć w pomiarach grawimetrycznych
Siły lunisolarne – na każdy punkt ziemi działają siły
przyciągania pochodzące od ciał niebieskich. Największy
wpływ mają Słońce i Księżyc. Te ciała niebieskie wywołują
nie tylko przepływ oceanów i mórz ale i stałej skorupy
ziemskiej.
Metody redukcyjne wpływające na siłę ciężkości:
- topograficzna
-lunisolarna
- poprawka Bougvera
Poprawka lunisolarna – uwzględnia wpływ
oddziaływania słońca i księżyca.
5. Scharakteryzować pole ciężkości;
•Przestrzeń, w której ciała ulegają działaniu siły ciężkości.
Pole ciężkości składa się z pola grawitacyjnego ziemi oraz
z pola siły odśrodkowej, występującej wskutek obrotu
ziemi naokoło osi. Pole ciężkości opisujemy używając
wektora g przyspieszenia siły ciężkości, który zależy od
szerokości geograficznej oraz od wzniesienia nad poziom
morza.)
• W geofizyce natężenie pola siły ciężkości (stosunek siły
do masy, na którą działa) nazywa się krótko polem siły
ciężkości. Struktury geologiczne, złoża kopalin
użytecznych, struktury antropogeniczne noszą nazwę ciał
zaburzających lub anomalnych. Rozkład pola siły ciężkości
przyciągania grawitacyjnego ciał anomalnych jest funkcją
różnicy między ich gęstością objętościową i gęstością
objętościową skał otaczających (kontrast gęstości).
Rozkład ten zależy od wielkości, kształtu i głębokości
położenia ciała zaburzającego. Podstawą metody są
pomiary grawimetryczne. Są to pomiary względne
wartości natężenia pola siły ciężkości, czyli pomiar polega
na wyznaczaniu wartości różnicy siły ciężkości pomiędzy
punktami pomiarowymi.
7. Fizyczne podstawy w metodzie grawimetrycznej;
Prawo powszechnego ciążenia albo prawo grawitacji
określa zależność siły działającej między dwiema masami
od wielkości tych mas i ich wzajemnej odległości. Dwie
masy przyciągają się wzajemnie z siłą wprost
proporcjonalną do iloczynu ich mas, a odwrotnie
proporcjonalną do kwadratu odległości między ich
środkami ciężkości. Współczynnik proporcjonalności
łączący tę zależność nosi nazwę stałej grawitacji.
Na każdy przedmiot materialny na Ziemi działa siła
wypadkowa -wektorowa różnica dwóch sił:
• siły przyciągania grawitacyjnego w kierunku środka
ciężkości Ziemi,
• siły odśrodkowej wynikającej z ruchu obrot. Ziemi.
Siła wypadkowa nosi nazwę siły ciężkości lub siły
przyciągania ziemskiego. Siłę stałą wywieraną przez
Ziemię na każde ciało pionowo w dół przyjęto nazywać
ciężarem tego ciała
8. Rozkład sił grawitacji nad szybem górniczym;

rysunek

Wzz tzw. gradient pionowy siły ciężkości, który
charakteryzuje zmiany siły ciężkości w pionie ( ale wydaje
mi się, ze dla nas ta oś nie ma znaczenia)
Rozkład anomalii siły ciężkości Δg i jej gradientu
pionowego Wzz nad pionowym szybem górniczym,
aproksymowanym walcem pionowym o przekroju
kołowym (Z. Fajklewicz, 1980a).
9. Poprawki fizyczne na rozkład siły ciężkości
Na rozkład siły ciężkości stosuje się poprawki:
• poprawka wolnopowietrzna (Faye'a) – sprowadza punkt
pomiarowy do poziomu elipsoidy
• poprawka na płytę płaskorównoległa – uwzględnia
masy leżące między punktem pomiaru a powierzchnią
odniesienia
• poprawka topograficzna – uwzględnia wpływ
ukształtowania otaczającego terenu
• poprawka lunisolarna – uwzględnia wpływ
oddziaływania słońca i księżyca.
10. Definicja natężenia siły ciężkości w redukcji Bougera;
Natężenie siły ciężkości w rozumieniu ogólnym:
Natężenie siły ciężkości jest wektorem, który ma taką
samą wartość absolutną, kierunek i zwrot jak wektor
przyspieszenia ziemskiego. Wektor natężenia siły
ciężkości g w danym punkcie na powierzchni Ziemi
wynosi: g=f

N

+ f

C

Redukcja Bouguer’a siły ciężkości:

Wartości siły ciężkości uzyskane w wyniku pomiarów
grawimetrycznych nie mogą być bezpośrednio
porównywane ze sobą z powodu ich zróżnicowania ze
względu na szerokość geograficzną, wysokość npm,
gęstość podłoża, topografię otaczającego terenu i ew.
pływy ziemskie. Z tej przyczyny wyniki pomiarów siły
ciężkości są redukowane do takich wartości, jakie
otrzymalibyśmy na powierzchni normalnej, ewentualnie
na innej ekwipotencjalnej powierzchni odniesienia. W
grawimetrii poszukiwawczej stosujemy tzw. redukcję
Bouguer’a siły ciężkości;

Anomalią Bouguer’a siły ciężkości nazywamy różnicę

między wartością siły ciężkości zredukowaną do poziomu
odniesienia i wartością normalną g0 w danym punkcie
pomiarowym; Δg= g

0

– γ

0

Występowanie anomalii siły ciężkości ∆g różnej od 0
oznacza obecność tzw. mas anomalnych w otoczeniu,
tzn. niejednorodny rozkład gęstości masy (w grawimetrii
poszukiwawczej nazywa się to kontrastem masowym).

METODA OTWOROWA

1. Profilowanie akustyczne – zastosowanie;
Opiera się na sprężystych właściwościach skał i jest
odpowiednikiem sejsmiki. Polega na pomiarze czasu
interwałowego fali P.
Zastosowanie profilowania akustycznego:
• do rozpoznania litologii
•do konstruowania modelu prędkości ośrodka dla
potrzeba sejsmiki
• do wyznaczania porowatości ogólnej
• do obliczania dynamiki parametrów sprężystych
• do rozpoznania linii największych, najmniejszych
naprężeń w ośrodku skalnym
• badanie stanu zacementowania otworu
2. Gęstość objętościowq (gf otworowa) i coś z EP
porowatosc efektywna i wzor archiego
Profilowania elektrometrii (3 profilowania oporności i PS)
oraz PG pozwalają wyznaczyć skały o zmiennej litologii
oraz stwierdzić jakie jest ich nasycenie.
Ro / Rw = 1 / φm Wzór Gustawa Archie
m = 2 <- współczynnik zwięzłości
Ro – oporność warstwy w 100% nasyconej wodą
Rw – oporność wody złożowej
φ – porowatość efektywna
wzor na gestosc objetosciowa
ρb = RHOB = ρf * Φ + ρma (1 – Φ)
ρf – gęstość filtratu
ρma – gęstość szkieletu mineralnego
3. Jakie są najlepsze badania do rozpoznania litologii a
jakie do korelacji wyznaczonych warstw?
Litologia: profilowanie PS (pomiar pasywny),
profilowanie gamma, profilowanie gamm gamma,
profilowanie neutronowe, profilowanie akustyczne
Korelacji:

na podstawie profilowania gamma

korelacyjnego w jednym otworze oraz w wielu otworach
4. Prawa Archiego- wzór i opis zastosowania;
Wyznaczanie współczynnika nasycenia wodą pa
podstawie profili oporności i PS. Służy do określenia
porowatości i nasycenia w poziomach niezailonych.

P

p

= F =





=









Ro – Oporność warstwy w pełni nasyconej wodą (PO)
Rw – oporność wody (PS)
Φ – oporność efektywna

P

p

= F =





=









a – współczynnik wysortowania ziaren a=1
m – współczynnik zwięzłości skały 1,3(skała luźna słabo
zwięzła) <<m<<2,2(skałą twarda, zbita)

P

n

= F =





=





Rt – oporność warstwy częściowo nasyconej wodą,
częściowo CH
Ro – oporność skał nasyconych wodą
Sw – współczynnik nasycenia wodą

P

n

= F =





=





n – różna wartość większe od 2
5. Profilowanie PG i sPG- opis i jakie wartości mierzymy;
• PG – profilowanie gamma naturalne; polega na
pomiarze naturalnej promieniotwórczości emitowanej
przez promieniotwórcze izotopy 40K, 238U i 232Th;
stosowane do określania litologii, stopnia zailenia skał,
zawartości pierwiastków promieniotwórczych w skałach.
Pozwala ocenić wpływ gazu na gęstość formacji. Należy
do profilowań porowatości; porowatość jest obciążona
wpływem litologii
• SPG – spektralne profilowanie gamma – mierzy udział
poszczególnych izotopów promieniotwórczych 40K, 238U
i 232Th w skałach; Pozwala na szczegółowe rozpoznanie
litologii (rozróżnienie piaskowca zasilonego od iłu),
rozpoznanie korelacji międzyotworowej, umożliwia
śledzenie niezgodności, wykrywanie stref spękanych i
stylolitów, potencjału węglowodorowego w skałach,
rozpoznania środowisk sedymentacyjnych występujących
skał, a także oznaczania skał plutonicznych, określania
zasobów uranu, skalowania promieniotwórczości,
określania stopnia diagenezy osadów.
6. Wymień i scharakteryzuj profilowania porowatości;
• PGG,
• profilowanie neutronowe
• profilowanie akustyczne (Profilowanie akustyczna
opiera się na sprężystych właściwościach skał i jest
odpowiednikiem sejsmiki. Profilowanie akustyczne
polega na pomiarze czasu interwałowego fali P.)
Wyznaczenie porowatości ogólnej

Φog =

 ! "#$

%& "#$

Φog z PA należy poprawić na wpływ gazu i zailenia.
Φog z PA jest zawyżona w skałach zailonych i nasyconych
gazem
7. Co wyznaczają badania geofizyki otworowej?
Geofizyka otworowa:
- pomiary wykonywane w otworach orurowanych i
nieorurowanych w czasie wiercenia i po wierceniu
-pomiary wykonywane w otworach orurowanych
- pomiary średnich prędkości i ponowe profilowania
sejsmiczne
- prace interpretacyjne
- informacje wykonywane w otworach orurowanych
Pomiary w geofizyce otworowej polegają na badaniu
zmian szeregu parametrów fizycznych różnych formacji
geologicznych z głębokością w otworach. Wynikiem
pomiarów są parametry pozorne obarczane wpływem
obecności otworu; strefy filtracji czy warstwy otaczającej
Geofizyka otworowa pozwala na:
• Określenie litologii skał
• Do identyfikacji stref porowatych i przepuszczalnych
• Uzyskanie oporności rzeczywistej i współczynnika
nasycenia wody
• Wyznaczenie zailenia
• Wyznaczenie mineralizacji wody złożowej
• Wyznaczenie sprężystości skały
• Prędkości fali P w skałach
8. Wyjaśnić mnemoniki
LLD – głęboka sona –> laterolog dalekiego zasięgu
LLS – płytka sonda –> laterolog średniego zasięgu
LL3 – laterolog 3 elektrodowy
ILD – sonda do profilowania indukcyjnego
RHOB – gęstość objętościowa
DRHO – poprawka do gęstości objętościowej [g/cm³]
EN16 –(10cm) potencjałowa sonda
NPHI – porowatość neutronowa
HRAI – wysokość pionowa rozdzielczości
MSFL – sonda mikrosferycznie sterowana
EL14 – gradientowa sonda
EL28 – gradientowa sonda
EN64- (1,62m) potencjałowa sonda
Ups – anomalia rejestrowana bez poprawek
Eps – anomalia poprawiona (poprawka na miąższość)
PHI – porowatość ogólna
ILm – profilowanie indukcyjne
NPHI – porowatość neutronowa
CALI [Pśr] – profilowanie średnicy otworu [mm]
EL02– profilowanie oporności, sonda gradientowa
spągowa 0,275m [Ωm]
EL03– profilowanie oporności, sonda gradientowa
spągowa 1,05m [Ωm]
EN04– profilowanie oporności, sonda potencjałowa
stropowa 1,0m [Ωm]
GR [PG] – profilowanie gamma [API]
NEGR [PNG] – profilowanie gamma neutronowe [API]
SP [PS] – prof. potencjałów polaryzacji naturalnej [mV]
TEMU [PTu] – profilowanie temp w stanie ustalonym [ºC]
GGDN [PGGg] - prof. gamma-gamma gęstościowe [API]
TEMN [PTn] – prof. temp. w stanie nieustalonym [ºC]
MRES – profilowanie oporności płuczki [Ωm]
9. Funkcje profilowania neutronowego;
Sonda składa się ze źródła neutronów i z różnych
detektorów. Jest to metoda aktywna. Dostarcza
informacji o porowatości neutronowej.
• do oceny litologii
• do oceny zawartości H w skale
• do identyfikacji solanek w odróżnieniu od wód
niezmoneralizowanych
• do identyfikacji zanieczyszczeń środowiska Hg i Cd
• do wyznaczania porowatości ogólnej

10.Wymień profilowania oporności i opisz o czym nas
informują;
• PO klasyczne (potencjałowe) – odległości między
elektrodami tego samego typu jest znacznie większa niż
odległość między elektrodami środkową i nieparzystą.
Rejestruje różnicę potencjałów przy wprowadzeniu do
otworu elektrod wprowadzających pole elektryczne (o
stałym natężeniu). Krzywe sondy są symetryczne
względem środka warstwy.
• POg (gradientowe) –– odległości między elektrodami
tego samego typu jest znacznie mniejsza niż odległość
między elektrodą nieparzystą w środkową. Wynikiem są
krzywe niesymetryczne względem środka warstwy, a
także położenie stropu i spągu warstw, wyznaczane przez
ekstrema na krzywych
Oporność zmierzona sondami jest opornością
pozorną, ze względu na obecność otworu i strefy
filtracyjnej oraz skał otaczających i wpływu urządzenia.
Dzięki profilowaniu oporności wyznaczamy granice
poszczególnych warstw:
- piaskowce (wysokooporowe), - iłowce (niskooporowe)

11. Od czego zależą anomalie powierzchniowe PS i

dlaczego wpływają na zailenie skał oraz oporność wody

złożowej;

Gdy medium w skale stanowi ropa, a nie solanka to
anomalia jest złagodzona. Antracyt przez utlenianie i
redukcję jakie wywołuje daje anomalię „w dół”. Piryt w
piaskowcach daje bardzo mocną anomalię ku „-”. Ryolit
też daje anomalię do „-”
12. Zastosowania profilowania akustycznego
• ocena litologii,
• wyznaczenie porowatości ogólnej,
• konstrukcja modelu prędkości dla sejsmiki,
• do wyznaczenia szczelin i stanu ścian otworu i
parametrów sprężystych skały
13.Profilowanie akustyczne – zastosowanie
Profilowanie akustyczne to metoda otworowa, opierająca
się na zmianach własności sprężystych ośrodka skalnego.
Miarą sprężystych własności ośrodka skalnego może być
prędkość rozchodzenia się fal sprężystych w skałach.
Najczęściej mierzy się prędkości fal podłużnych VP i
poprzecznych VS. Znajomość obu tych wartości pozwala
wyznaczyć sprężyste własności skał (Liczba Poissona,
moduł Younga) w warunkach ich naturalnego zalegania.
Profilowanie akustyczne jest stosowane w celu:
• Oceny jakości zacementowania rur okładzinowych
(szczelność przestrzeni poza rurami; stopień wypełnienia
cementem przestrzeni pierścieniowej i inne)
• Rozpoznanie litologii
• Oceny porowatości skał
14. Strefa wokół otworu:
Są trzy strefy w ośrodku skalnym przy otworze:
• strefa przemyta (media w skale wyparte)
• strefa filtracji (mieszanina filtratu płuczki i mediów)
• strefa niezmieniona
Ponadto tworzą się korki ilaste.
15. Po co stosujemy laterologi?
Laterologi stosujemy by poprawić oporność pozorną.
Najlepsze wyniki laterologi dają gdy oporność warstwy w
stosunku do oporności płuczki jest duża
16. Zastosowania profilowania oporności:
•do identyfikacji litologii
•do identyfikacji skał porowatych i przepuszczalnych
•do uzyskania oporności rzeczywistej i obliczenia
porowatości i współczynnika nasycenia wodą
17. Zastosowanie profilowania potencjałów polaryzacji
naturalnej PS:
•identyfikacja litologii
• wyznaczanie stref porowatych i przepuszczalnych
•wyznaczanie zailenia
• wyznaczanie mineralizacji wody złożowej
Zailenie: laminarne, strukturalne, dyspersyjne (spoiwo
ilaste).
18. Zastosowania PG:
•do rozróżniania litologii i korelacji warstw
• do wyznaczania zailenia (zwłaszcza w sPG)
• do wyznaczania ciepła radiogenicznego
19. Zastosowanie PGG:
• ocena litologii
• wyznaczanie gęstości objętościowej i identyfikacja skał
z anomalną gęstością (sole, węgle, minerały rudne)
• wyznaczanie porowatości ogólnej
20. Profilowanie neutronowe
Sonda składa się za źródła neutronów i z różnych
detektorów. Są to więc metody aktywne. Profilowanie
neutronowe dostarcza informacji o porowatości
neutronowej – NPHI. Porowatość neutronowa jest
wskaźnikiem wodorowym w skale. Neutrony wysyłane ze
źródła podlegają spowolnieniu (zderzenia z jądrami
atomowymi) i pochłanianiu. Najbardziej efektywnie
neutrony spowalniane są przez jądra atomu wodoru.
PNNnt – profilowanie neutronowe nadtermiczne.
Rejestrowane są neutrony o energii około 1eV.
PNNt – profilowanie neutronowe termiczne.
Rejestrowane są neutrony o energii około 0,025eV
Obydwa powyższe profilowania wymagają różnych
detektorów.
sPNG – profilowanie neutronowe gamma
21. Podział skal ze względu na naturalna
promieniotwórczość
Skały dzielimy na 3 grupy o naturalnej
promieniotwórczości:
• podwyższonej (łupki, iłołupki, miki, sole K, bituminy,
fosforyty, piaski i piaskowce arkozowe, niektóre wapienie
morskie, granity, ryolity)
• średniej (piaskowce zailone, margle)
• niskiej (czysty piaskowiec, dolomit, anhydryt, sól
kamienna, większość wapieni)
22. Profilowanie gamma-gamma
Zastosowanie PGG:
• do wyznaczania warstw różniących się gęstością
(WODA, WEGLE – NISKA GĘSTOŚĆ, RUDY METALI –
WYSOKA GĘSTOŚĆ)
• wyznaczanie porowatości ogólnej
Φ = ρ

szkieletu

-RHOB/ ρ

szkieletu

– ρ

mf (filtratu płuczki)

• służy do wyznaczania kottaktu ropa – gaz, woda – gaz
przy poszukiwaniu CH

Np.

'# ()*.,;./0 ↓

2 ();./0 ↑

• RHOB z prędkością (prof.akustyczne) służy do
obliczania impedencji akustycznej i współcz. odbicia.

MAGNETOMETRIA I GRAWIMETRIA ZASTOSOWANIE:
• rozpoznawanie struktur geologicznych serii osadowej
• badanie głębokich warstw skorupy ziemskiej
• określenie tektoniki ośrodka geologicznego
• wykrywanie i lokalizacja złóż kopalin użytecznych
• badania o charakterze inżynierskim
POLE MAGNETYCZNE ZMIENNE W CZASIE:
1) SPOKOJNE (periodyczne)
• zmiany dobowe, księżycowe, roczne, wiekowe
2) ZABURZONE (aperiodyczne)
• burze magnetyczne, burze zatokowe, zaburzenia magnetyczne,
zakłócenia homogenne
DEKLINACJA – D
Kąt zawartym między południkiem magnetycznym i
geograficznym, którego kierunek zgodny jest z kierunkiem osi „x”
prostokątnego układu współrzędnych, wskazującym północ
geograficzną (Ngeogr.). Deklinacja jest dodatnia, gdy H
odchylone jest w kierunku wschodnim od południka
geograficznego (deklinacja wschodnia), natomiast ujemna w
przypadku odchylenia H w kierunku zachodnim (deklinacja
zachodnia).
INKLINACJA – I
Kąt zawarty między wektorem T a płaszczyzną poziomą (kąt
między T i H). Inklinacja jest dodatnia, gdy wektor T skierowany
jest w dół (półkula północna) od powierzchni Ziemi lub ujemna,
gdy wektor T skierowany jest w górę (półkula południowa).
STRUKTURA POLA MAGNETYCZNEGO ZIEMI

Tobs = T

D

+ T

k

+ T

z

+ T

a

+ σt

Tobs – obserwowane ziemskie pole magnetyczne
T

D

- dipolowe pole magnetyczne (pole jednorodnie

namagnesowanej kuli),
T

k

- pole kontynentalne, zwane także polem anomalii

kontynentalnych, lub polem szczątkowym odpowiadającym, polu
niedipolowemu,
T

z

- pole zewnętrzne (pochodzenia pozaziemskiego),

T

a

- pole anomalne - pola anomalii magnetycznych,

σT - szybko zmieniające się pola magnetyczne pochodzenia
pozaziemskiego i/lub antropogenicznego, które traktowane jako
pola zakłócające są eliminowane z obserwowanego pola
magnetycznego.
POLE NORMALNE
To suma pól: dipolowego, kontynentalnego i zewnętrznego.
W magnetometrii pojęcie pola normalnego nie jest jednoznaczne
i ma charakter umowny.

T

N

= T

D

+ T

k

+T

z

POLE ANOMALNE:
Związane jest z budową i zjawiskami zachodzącymi w skorupie
ziemskiej. Pole to zazwyczaj nie przekracza 4% obserwowanego
pola magnetycznego i jest obliczane wg wzoru:

T

a

= T’

obs

- T

N

, gdzie: T’

obs

= T

obs

– σT

Pole anomalne odpowiada polu anomalii magnetycznych.

Praktycznie podstawową cechą magnetycznych anomalii są
zmiany ich gradientów poziomych, które dla pola anomalnego
dochodzą do setek nT/km, a nawet i tysięcy nT/m.

PARAMETRY MAGNETYCZNE:

1) NAMAGNESOWANIE - jest wynikiem uporządkowania
momentów magnetycznych pod wpływem zewnętrznego pola
magnetycznego i określa zdolność ośrodka do tworzenia
własnego pola magnetycznego. Określane jest literą L i wyrażone
A [A/m]. Namagnesowanie dzielimy na:
• namagnesowanie indukcyjne Ji,- związane z obecnie
istniejącym polem magnetycznym (np. ziemskim polem
magnetycznym)
• namagnesowanie szczątkowe (resztkowe) Jn – skały
zawierające działanie ferromagnetyczne.
2) PODATNOŚĆ MAGNETYCZNA – jest to zdolność skały do
magnesowania się pod wpływem przyłożonego zewnętrznego
pola magnetycznego; wielkość tensorowa; dla nas skalar;

GRAWIMETRIA

Grawimetria – metody badań opierające się na pomiarach
przyspieszenia ziemskiego.

GRAWIMETRIA ZE WZGLĘDU NA MIEJSCE PROWADZENIA

OBSERWACJI:

• powierzchniowa, • wiertnicza • kopalniana

WŁASNOŚCI SKAŁ

1. gęstość objętościowa
Działalność człowieka może zmieniać gęstość, obciążenia
górnicze, nasiąknięcie wodą, zamróz, itd
2. namagnesowanie (metoda magnetyczna)
Zmiany wektora namagnesowania. Geofizyka bada środowisko
pod kątem zmienności parametrów fizycznych naturalnych i
sztucznych.
3. prędkość rozchodzenia się fał sprężystych
4. oporność elektryczne (środowisko geologiczne, nie ma stałego
rozkładu oporności)
5. promieniotwórczość

WAHADŁO FOUCAULTA:

• wahadło posiada możliwość drgań wahań w dowolnej
płaszczyźnie
• ruch po zmiennej płaszczyźnie wywołany jest przez ruch
obrotowy ziemi

CZYNNIKI WPŁYWAJĄCE NA SIŁĘ CIĘŻKOŚCI POMIĘDZY

PUNKTAMI POMIAROWYMI

• odl. od bieguna ziemi (szerokość geograficzna)
• izostazja (odprężanie, zmiana mas skorupy)
• zaburzenie podłoża (wpływ bud geol)
• wysokość nad poziomem odniesienia
• otaczająca rzeźba terenu
• czynnik antropogeniczny (architektura)
• wartość względne (porównujemy do modelu-geoidy)

STRUKTURA 2D

• jeden rozmiar znacznie większy od pozostałych (autostrada,
tunel, starorzecze) •metody profilowań

STRUKTURA 3D

• w każdym kierunku podobne wymiary (wysad solny, soczewka)

INTERPRETACJA BADAŃ GRAWIMETRYCZNYCH

Związek pomierzonego rozkładu z budową

1. PRAWO MAXWELLA (ogólne wnioski, bez wzorów)

I. elektryczne pole indukcyjne wywołuje prąd podczas zbliżania
się magnesu, ma dwie cechy:
• linie tego pola nie zaczynają się ani nie kończą w żadnym
punkcie, stąd pole to nosi nazwę pola wirowego
• siła elektryczna (styczna do toru) przemieszcza się w pętli
ładunku Q, wykonuję pracę. Praca ta na małym odcinku drogi jest
równa ΔW= V *Δ l = gE Δ L, przy pełnym obiegu W= q*∑E *Δ L. w
tym przypadku praca zależy od drogi a wiec elektryczne pole
indukcyjne nie jest polem zachowawczym. Pole elektryczne i
magnetyczne nie istnieje niezależnie od stanu ruchu układu
odniesienia.
II. Pole magnetyczne jest wytworzone przez prąd elektryczny jak
również przez zmienne pole magnetyczne.

2. DEFINICJA PODATNOŚCI MAGNETYCZNEJ I

NAMAGNESOWANIA

1) NAMAGNESOWANIE - jest wynikiem uporządkowania
momentów magnetycznych pod wpływem zewnętrznego pola
magnetycznego i określa zdolność ośrodka do tworzenia
własnego pola magnetycznego. Określane jest literą L i wyrażone
A [A/m]. Namagnesowanie dzielimy na:
• namagnesowanie indukcyjne Ji,- związane z obecnie
istniejącym polem magnetycznym (np. ziemskim polem
magnetycznym)
• namagnesowanie szczątkowe (resztkowe) Jn – skały
zawierające działanie ferromagnetyczne.
2) PODATNOŚĆ MAGNETYCZNA – jest to zdolność skały do
magnesowania się pod wpływem przyłożonego zewnętrznego
pola magnetycznego; wielkość tensorowa; dla nas skalar;

3. PODZIAŁ MATERII ZE WZGLĘDU NA WŁASNOŚCI

MAGNETYCZNE:

DIAMAGNETYKI- to ciała które, ze względu na w pełni
zapełnione powłoki elektronowe, posiadają zerowy
mement magnetyczny. W związku z tym diamagnetyki magnesują
się przeciwnie w stosunku do przyłożonego pola magnetycznego .
Ich podatność magnetyczna ma wartość ujemną k<0 i jest
niezależna od temperatury oraz od wielkości przyłożonego pola
magnetycznego.
Typowymi diamagnetykami są gazy szlachetne (hel, neon, argon,
krypton, ksenon), a także jony niektórych metali.
Diamagnetykami są również woda, sól kamienna, ropa naftowa, i
inne związki organiczne oraz wieloatomowe jony.
PERAMAGNETYKI - to ciała które, posiadają wewnętrzny
niezerowy moment magnetyczny. Częściowy diamagnetyzm, tam
gdzie cały powłoki, mają wolne strefy elektronowe. Pod wpływem
przyłożonego pola magnetycznego ciało ulega namagnesowaniu i
wykazuje słabe własności magnetyczne. Podatność magnetyczna
paramagnetyków jest dodatnia >0. Stopień uporządkowania
momentów magnetycznych zależy od wartości przyłożonego pola
zew. oraz od temperatury.
PRAWO CURIE - Związek między podatnością magnetyczną
paramagnetyków, a temperaturą bezwzględną. Im wyższa
temperatura tym mniejsza możliwość namagnesowania.
FERROMAGNETYKI - W obrębie domeny wszystkie atomy mają
Mm nierówny zero. Są skierowane w jednym kierunku.
Ferromagnetyki to ciała, zazwyczaj krystaliczne, charakteryzujące
się silnymi własnościami magnetycznymi. Ciała te magnesują się
nawet w słabych polach magnetycznych. Ferromagnetyki dzielimy
na:
-> sensu stricto (ciała dla których w pojedynczej domenie wektory
Mm są jednakowej długości np.:

Fe, Co, Ni.

-> sensu lato:
•antyferromagnetyki
* w pojedynczej domenie momenty ułożone są przeciwnymi
parami, długość wektorów taka sama
• właściwości podobne do peramagnetyków, ale są trwałe.
FERRIMAGNETYKI dzielimy na:
•ferrimagnetyki – wszystkie wektory Mm są w jedną stronę, ale
długość parami różna
• antyferrimagnetyki – dwie grupy Mm: większe i mniejsze, jedna
długość w jedną a druga w drugą stronę.

5. ŹRÓDŁA POCHODZENIA POLA MAGNETYCZNEGO:

•materiał magnetyczny, • prąd elektryczny
• zmienne pole magnetyczne

6. POLE DIPOLOWE, KONTYNENTALNE, ZEWNĘTRZNE

POLE DIPOLOWE (T

d

): • źródło w dipolu,

• 80, 90% pola magnetycznego obserwowanego
•zmiany w zewnętrznym płynnym jądrze ziemi,
• prądy w jądrze indukują globalne pole magnetyczne
POLE KONTYNETALNE(T

k

): • globalne • niedipolowe, szczątkowe,

• około 6-10% , • źródło: *granica jądro/ płaszcz *ruch
konwekcyjne w dolnym płaszczu
GŁÓWNE POLE MAG (TG)= TD + TK
POLE ZEWNĘTRZNE –w jego obecności ciała ulegają
namagnesowaniu dzięki czemu stają się źródłem nowego pola
mag. zwanego anomalnym. W przypadku słabego zewn. P.M
jakim jest np. Ziemskie P.M.-> namagnesowanie indukcyjne.
POLE NORMALNE= T

d

+T

K

+T

z

7. ZMIANY CZASOWE POLA MAGNETYCZNEGO (PODZIAŁ ZE

WZGLĘDU NA DŁUGOŚĆ TRWANIA)

KRÓTKOOKRESOWE zmiany pola magnetycznego często mają
charakter zaburzony. Przyczynami tych zmian są prądy
elektryczne płynące w jonosferze. Są to więc przyczyny
pozaziemskie, zewnętrzne.
• regularne lub zaburzone
• ok 1, 5 pokolenia
• oddziaływanie wew. Ziemi
• przyczyny strefie wiatru słonecznego.
_ Zmiany krótkookresowe dzieli się na dwie grupy.
* spokojne (ang. quiet variation ), inaczej zwane regularne.
- powtarzajże się
- charakterystyczne cechy w wietrze słonecznym
- 11letnie zależne od cykli słońca
- mogą być dobowe (najczęstsze)
* zaburzone (ang. disturbance variation).
- nagła nieregularna zmiana na słońcu
_ Obserwowane w ciągu doby zmiany pola magnetycznego o
amplitudzie rzędu kilkudziesięciu nanotesli noszą nazwę
zmian dobowych.
_ Wśród zmian spokojnych wyróżnia się zmiany dobowe
słoneczne i księżycowe.
DŁOGOOKRESOWE- Zmiany wiekowe natomiast są wynikiem
zjawisk zachodzących we wnętrzu Ziemi (ciekłe jądro zewnętrzne)
w związku z czym są zmianami pochodzenia wewnętrznego.
• dł. trwania (pare tys. Do 7,około 2 tys, XO-XOO lat.
• mając mapy zmian wiekowych możemy wyliczyć przyszłe
zmiany .
Zmiany momentu magnetycznego Ziemi (spada natężenie
świadczą o tym ,że cos się będzie działo.

8. ANOMALIA MAGNETYCZNA

wartość zaobserwowana PM z wyeliminowanym wpływem
czasowym minus pole normalne

SEJSMIKA

Badania dzielimy ze względu na:
a) miejsce: morskie, lądowe
b) sposób pozyskiwania informacji: 2D, 3D, 4D, wielowymiarowe
c) rejestracja składowych fal sejsmicznych:
• 1C – fala P, • 3C – podłużne i dwie składowe
• 3C – poprzeczne (SV i SM)

PRĘDKOŚĆ W SEJSMICE:

1. warstwowa – wielk. dla fali sprężystej, warstwa z założenia
jednorodna
2. średnia – skala czasu przemnożona przez głębokość
3. średnia kwadratowa – potrzeba do konkretnego etapu
przetwarzania

ETAPY:

a) projekt prac, akwizycja, pomiary
b) przetwarzanie (np. filtracja) – wydobycie sygnału z zakłóceń i
przetwarzanie go
c) interpretacja – określenie wizualne

2D

• prosty profil, • obraz 2D, • tańsze od 3D

3D

• przebieg fal na płaszczyźnie, • obraz przestrzenny
• dane o wysokiej rozdzielczości (budowa geologiczna, ciągłe
informacje o geometrii, rozkład parametrów stratygraficznych i
litologicznych)
• pozwala doprecyzować miejsce stanowienia odwiertów

4D

• propagacja fal w czasie
• cykliczne badania 3D (monitorowanie złóż węglowodorów,
podziemnych magazynów gazu)
• obserwacje procesów prowadzących do zwiększenia wydobycia

GRANICE SEJSMICZNE

Powierzchnia rozdzielająca warstwy różnych impedancjach, z
reguły pokrywają się z granicami litologiczno- facjalnymi.
Umożliwia to uzyskanie info o budowie geol ośrodka skalnego za
pomocą śledzenia rozchodzenia się fal sprężystych.

FALA ….

Fala to zaburzenie ośrodka / przestrzeni. Fala to energia, a nie
materia (gdy ośrodka nie przesuwają się w istotny sposób)

FALE SEJSMICZNE

Przenoszą drgania od źródła (hipocentrum) poprzez ośrodek
geologiczny Fala sejsmiczna - jest to rozchodzenie się w ośrodku
sprężystym naprężeń i wywołanych nimi odkształceń. Inaczej
mówiąc jest to zjawisko czasoprzestrzennej propagacji energii w
ośrodku.

RODZAJE FAL:

a) Ze względu na kierunek drgań cząstek ośrodka w stosunku do

kierunku propagacji fali rozróżniamy:

FALA PODŁUŻNA P (primae) - jest to zaburzenie stanu materii,
w którym kierunek drgania cząstek ośrodka jest równoległy do
kierunku rozchodzenia się fali. Fala podłużna rozchodzi się w
ciałach stałych, cieczach i gazach. Są to fale kompresyjne i
dylatacyjne.
Działają jak gigantyczna sprężyna, która się spręża, a potem
rozpręża w 1 kierunku. Sygnał tej fali jest silny.
FALA POPRZECZNA S (secundae) - jest to zaburzenie stanu
materii, w którym cząstki drgają w płaszczyznach prostopadłych
do kierunku rozchodzenia się fali. Fala poprzeczna rozchodzi się
tylko w ciałach stałych.
Prędkość fali S zależy gęstości objętościowej (tak jak P) oraz od
modułu sztywności Kirchhoffa (również jak P), natomiast nie
zależy od litologii oraz wypełnienia przestrzeni porowych,
ponieważ ciecze nie posiadają modułu sprężystości poprzecznej.
Fale poprzeczne mogą być spolaryzowane poziomo (SH) lub
pionowo (SV).

b) Ze względu na przestrzeń, w której rozchodzą się fale

sejsmiczne - wyróżniamy:

FALE PRZESTRZENNE (objętościowe):
- fale P i S rozchodzące się w całej przestrzeni ośrodka -
promieniście od punktu wzbudzenia, ich amplituda maleje
proporcjonalnie do kwadratu odległości od źródła.
FALE POWIERZCHNIOWE:
- fale sprężyste rozchodzące się wzdłuż granicy między dwoma
ośrodkami, a w szczególności wzdłuż powierzchni Ziemi.
Charakteryzują się one znacznie większą energią niż fale
przestrzenne (amplituda maleje liniowo z odległością od źródła).
Fale powierzchniowe są wynikiem nakładania się dwóch rodzajów
fal: Rayleigha i Love'a. Fale powierzchniowe zakłócają badania
granic.
Można również wyróżnić chociażby takie fale jak:
a) FALA REFRAKCYJNA
Zmieniająca kierunek rozchodzenia się (następuje bowiem
załamanie fali) związane ze zmianą jej prędkości, gdy przechodzi
do innego ośrodka. Zmiana prędkości wiąże się ze zmianą
długości fali, podczas gdy częstotliwość pozostaje stała. Fala
refrakcyjna pojawia się najwcześniej. W przypadku modelu
płaskorównoległego, tzw. kąt krytyczny nie pozwala przejść fali
dalej. O kącie krytycznym będzie dalej.
b) FALA REFLEKSYJNA
Zwana także odbiciową - pomiar polega na emisji fali sejsmicznej
przez źródło fali sejsmicznej w punkcie wzbudzenia (PS), a
następnie rejestracji sygnałów przez czujniki drgań umieszczone
na powierzchni ziemi w punktach odbioru. Drgania docierające do
punktów odbioru (geofon) są wynikiem propagacji i odbić fali
sejsmicznej w głębi ziemi.

OFFSET

Jest to odległość pomiędzy punktem strzałowym (źródłem fali), a
odbiornikiem (skrajnym geofonem).

TEORIA SPRĘŻYSTOŚCI

UOGÓLNIONE PRANO HOOKE’A
prawo mechaniki określające zależność odkształcenia od
naprężenia. Głosi ono, że odkształcenie ciała pod wpływem
działającej na nie siły jest wprost proporcjonalne do tej siły
(zależność liniowa). Współczynnik między siłą a odkształceniem
jest nazywany modułem sprężystości Younga E.

σ=εE, gdzie:

σ - naprężenie, ε - odkształcenie,
E - moduł sprężystości Younga
Do opisu własności sprężystych używa się również
współczynnika Poissona -

ν

νν

ν. Będącego stosunkiem względnego

odkształcenia poprzecznego do względnego odkształcenia
wzdłużnego.
Prędkość rozchodzenia się fal sprężystych w skałach bezpośrednio
zależą od modułu sztywności

µ

µ

µ

µ, modułu Younga E, stałej

Lame’go

λ

λ

λ

λ, gęstości ρ oraz stałej Poisson’a ν

νν

ν.

PRĘDKOŚCI FAL SEJSMICZNYCH:

Prędkość rozchodzenia się fal sprężystych w skałach, które
traktujemy jako ośrodki wielofazowe, zależy od szeregu
czynników.
Do najważniejszych czynników należy:
• litologia (skł min, struktura i tekstura)
• porowatość • szczelinowatość
• stopień nasycenia i rodzaj medium nasycającego przestrzeń
porowatą • gęstość
• stopień diagenezy lub zwietrzenia • temperatura
• głębokość zalegania warstw

GEOFIZYKA OTWOROWA:

• pomiary wykonywane w otworach nieorurowanych i
orurowanych w czasie wiercenia i po wierceniu.
• pomiary wykonywane w otworach orurowane (eksp)
• perforacje wykorzystywane w otworach orurowanych
• pomiar średnich prędkości i pionowe profilowanie sejsmiczne
• prace interpretacyjne

ZESTAW POMIAROWYCH

• POMIARY W SONDACH/ otworach- za pomocą sondy
zawieszonej na kablu i opuszczonej przez urządzenie wyciągowe
na dno otworu wiertniczego
• pomiar w czasie podnoszenia sondy do góry (za wyjątkiem
pomiarów temperatury i oporności płuczki wiertniczej
• oprzyrządowanie łącznie z aparaturą kontrolno – pomiarową
umieszczone jest na specjalnie do tego przystosowanym
samochodzie ciężarowym.

PŁUCZKA WIERTNICZA

• koloid iłu w wodzie (przewodzi prąd elektryczny), w ropie (nie
przewodzi prądu elektrycznego)
-> płuczki naturalne
-> piany

PŁUCZKI SPEŁNIAJĄ FUNKCJĘ WIERTNICZNE I GEOFIZYCZNE

• chłodzi przewód wiertniczy
• wynosi zwierciny na powierzchnie ziemi
• utrzymuje w osi otwór przewodu wiertniczego
• zapewnia równowagę ciśnienia hydrostatycznego słupa płuczki i
ciśnienia górotworu
• powoduje umocnienie ścian otwory
(osadza się na ścianie otwory, części ilaste wypełniają nierówności
na ściankach otworu lub zniszczenie ściany otworu (powstają
kawerny, wymycia, rozpuszczanie ścian.

GEOFIZYCZNA ROLA PŁUCZKI

kontakt między urządzeniem (sondą w otworze a ośrodkiem
skalnym)

SONDA WGŁĘBNA

Przyrządy wyposażone w różnego typu urządzenia czy czujniki
pomiarowe
• od prostych wykorzystywanych do profilowań PS czy oporności
klasycznych
• od bardzo skomplikowanych, używanych do profilowań
indukcyjnych czy sterowanych

SONDY DO PROFILOWAŃ DOBIERANE SĄ ZE WZGLĘDU NA:

• zróżnicowany zasięg radialny
• zróżnicowują pionową rozdzielczość
Sondy o wyższych zas. radialnych mają małą pionową
rozdzielczość
REZYSTYWIMETR - oporność płuczki
KABEL WIELOŻYŁOWY – do przekazywania sygnałów
elektrycznych od sondy do APARATURY KONTROLNO-
POMIAROWEJ znajdującej się na powierzchni.
ROZDZIELCZOŚĆ PIONOWA – zdolność sondy do wykrywania
warstw o określonej miąższości
ZASIĘG RADIALNY – czyli rozdzielczość pozioma. Największa
odległość od ścian otworu wiertniczego, w obrębie której sonda
może dokonać pomiaru parametru mierzalnego. Czy dalszy tym
lepiej.
POMIARY W GEOFIZYCE OTWOROWEJ – polegają na podaniu
zmian szeregu parametrów fizycznych rozwoju formacji
geofizycznych z głębokością w otworach wiertniczych je
przecinających.

PŁUCZKA A FILTRAT PŁUCZKI

-> płuczka – koloid ił w wodzie
-> filtrat – bardzo drobne frakcje iłu do przestrzeni porowej skał
nie wejdą substancje ilaste, lecz tylko sole, woda i najdrobniejsze
cząstki ilaste.
PŁUCZKA FILTRUJĄCA – do ośrodka skalnego powoduję jego
zmianę i utworzenie się stref wokół otworu
OTWÓR – jest cylindrem o przekroju poprzecznym zbliżonym do
kołowego, wypełniony płuczką wiertniczą. Wokół otworu
wiertniczego tworzą się współśrodkowe strefy cylindryczne:
* przemyta – w przestrzeni porowej znajdują się prawie
wyłącznie filtraty płuczki, jest to część strefy filtracji, w kształtcie
pierścienia przylegającego do ścianki otworu
* filtracji – w przestrzeni porowej znajduję się mieszanina filtratu
płuczki i mediów, wypełniających pierwotnie przestań porową
skały, jej zasięg radialny zależy przede wszystkim od zdolności
skał do umożliwienia ruchu mediów złożowych w ich przestrzeni o
raz parametrów filtracyjnych płuczki.
* niezmieniona – w przestrzeni porowej występują media
pierwotne
POMIAR – parametr pozorny, np. oporność pozorna (poprawka)
POPRAWNIE – parametr rzeczywisty – oporność rzeczywista
INTERPRETACJA – parametr geologiczny- porowatość

WPŁYW NA WIELKOŚC POZORNĄ BADANEGO PARAMNETRU

MAJĄ:

• obecność otworu • warstwy otaczające • strefa filtracji

MNEMONIKI:

BS. MM - (Bit size) –rozmiar wiertła (średnica normalna)
RMS. OHMM - (Rosistivity of Mud Sample) – oporność płuczki
wiertniczej
RMF. OHMM - (Mud Fillrate Resistivity)oporność filtratu płuczki
EGL.M - (Elevation of Ground Level)
EKB.M - (Elevation of Kelly Bushing)
DEPT.M - DEPTH (głębokość)
SP.MV - potencjały naturalne
CALI.MM – średnia otworu
DT.USIM - profilowanie akustyczne
GR.API - Gamma Naturalne
RHOB - profilowanie gęstościowe

PROFILOWANIA:

-> elektryczne (elektrometria wiertnicza)
-> jądrowe (radiometria wiertnicza)
-> akustyczne
-> inne (temperaturowe, prędkość wiercenia, wielkość
wydobycia, własność składu płuczki wiertniczej, itd.)

PROFILOWANIE ŚREDNICY OTWORU PŚr, CALI, CALM [mm]

• zawsze wykonywany w otworze
• kawerno mierze, średnicomierze, profilomierze
• pomiar dostarcza rzeczywistej wartości średnicy otworu na tle
średnicy normalnej
• standardowe średnice otworów: 304mm, 216mm, 143
• odchylenia od wartości nominalnej wskazują na zmienność
typów litologicznych w profilu, występowanie stref spękań,
wymyć luz wyżłopień.

PROFILOWANIE NATURALNEJ PROMIENIOTWÓRCZOŚCI

GAMMA GR [API]

• obecność promieniowania izotopu

40

K i rodzin

promieniotwórczych

238

U i

232

Th.

• średnia koncentracja w skorupie ziemskiej:

40

K = 2,5%,

238

U = 3 ppm,

232

Th = 12 ppm

• ppm = parts per milion = 1/10

6

= 10

-4

%

PROFILOWANIE POTENCJAŁÓW NATURALNYCH PS, SP [mV]

- rejestracja różnicy potencjałów, powstających na wskutek
procesów fizykochemicznych, zachodzących w skałach
nasyconych wodami o innym zasoleniu niż płuczka
Zastosowanie:
- określenie elektrycznej oporności właściwej i mineralizacji wód
złożowych
- identyfikacja poziomów ilastych

PROFILOWANIE OPORNOŚCI [omm]

Opierają się na elektrycznych wartościach skał (oporności
właściwej i przewodnictwie).

ŻRÓDŁO PIERWIASTKÓW PROMIENIOTWÓRCZYCH:

a) głównie kwaśne skały magmowe (min. skałotwórcze: miki,
skalenie; min. akcesoryczne: cyrkon, monacyt)
b) procesy wietrzeniowe i sedymentacyjne
* K – rozkład mik
* Th – trwale absorbowany przez minerały ilaste
* U – łatwość utleniania do jonu uranylowego UO+2
[API] – ilość kwantów gamma docierająca w jednostce czasu do
licznika.

PROCESY FIZYKOCHEMICZNE TO:

• absorpcja • dyfuzja jonów
MINERAŁY ILASTE – membrana, związana z elektryczną warstwą
podwójną i otoczką wody na powierzchni, część ilastych
zatrzymuję Cl-.
POg (gradientowe) – odległość między elektrodami tego samego
tylu jest znacznie mniejsza niż odległość między elektrodą
nieparzystą a środkową, punkt zapisu odnosi się do ośrodka
między blisko leżącymi elektrodami tego samego typu.
Pop (potencjalne) – odległość między elektrodami tego samego
typu jest znacznie większa niż odległość między elektrodą
nieparzystą a środkową, punkt zapisu sondy – środek odcinka
AM.
PO klasyczne – pomiar polegający na rejestracji różnicy
potencjałów przy prowadzeniu do otworu elektrod
wprowadzających pole elektryczne. Niezbędne jest wypełnienie
otworu płuczką przewodzącą prąd elektryczny.
OPORNOŚĆ POZORNA – oporność zmierzona sondami
gradientowymi i potencjałowymi

PODZIAŁ METOG GEOFIZYKI OTWOROWEJ:

1. Elektrometria wiertnicza
• Profilowanie oporności PO
•Sondowanie oporności SO
•Sterowane profilowanie oporności POst
• Profilowanie potencjałów polaryzacji naturalnej PS
• Profilowanie indukcyjne PI
• Profilowanie oporności płuczki POpł
•Profilowanie dielektryczne PD
2. Radiometria wiertnicza
• Profilowanie gamma PG
• Gęstościowe profilowanie gamma-gamma PGGg
• Selektywne profilowanie gamma-gamma PGGs
• Profilowanie neutron-gamma PNG
• Profilowanie neutron-neutron PNN
• Spektrometryczne profilowanie gamma SPG
3. Profilowania akustyczne - PA
• pomiar czasu interwałowego
• prof. akust. z pełnym obrazem falowym
• akustyczne obraz ściany otworu
• cement omierz akustyczny
4. Profilowania termiczne:
Pśr, PK
5. Profilowania temperatury:
•Profilowanie temperatury w warunkach ustalonej równowagi
cieplnej PTu
• Profilowanie temperatury w warunkach nie ustalonej
równowagi cieplnej PTn
6. Grawimetria PGr
7. Magnetyczne profilowania otworu
• Profilowanie podatności magnetycznej PPM
• Profilowanie pola magnetycznego PZM
8. Profilowanie upadu warstw
• brak odpowiednika na powierzchni

INTERPRATACJA

1. JAKOŚCIOWA: • rozpoznanie litologii, • granice warstw,
• korelacje anomalii w poszczególnych otworach
2. ILOŚCIOWA: • wyznaczenie liczbowych parametrów
charakteryzujące poszczególny warstwy.
PROFILOWANIA ELEKTROMETRII
• skały przewodzą prąd, dzięki ruchowi jonów w przestrzeni
porowej
• skały ilaste mają niską oporność (10-20Ωm) – zdolność miner. o
absorpcji i tworzenia elektrycznych wiązań podwójnych.
• siarki i tlenki metali -> powodują obniżenie oporności
• wody złożowe – oporność zależy od mineralizacji i temperatury
• CH - b.wysoka oporność

ZASTOSOWANIE PROFILI PS

• określenie litologii
• wyznaczenie poziomów porowatości, przepuszczalności
• jakościowe określenie zailenia
• obliczanie oporności wody złożowej

ZASTOSOWANIE PG (profilowanie gamma)

• ocena litologii
• korelacje warstw wyznaczony profil korelacyjny
• wyznacznik zailenia
• spektrometr prom γ do identyfikacji minerałów ilastych
• spektrometr prom γ do stref szczelinowatych

WYKORZYSTANIE PROFILOWANIA ELEKTROMWETRII:

• litologia • przepuszczalność • efektywne nasycenie H

2

O

• opór płuczki • do szczelinowatości

RADIOMETRIA:

• pomiar naturalnej prom γ, • sonda detektorowa
• sonda korelacyjna, • PG, GR • SPG,SRG

PODZIAŁ SKAŁ ZE WZGLĘDU NA NAT. PROMIENIOWANIE:

• niska NP. – niezailone
•średnia NP. – piaski, piaskowce zailone, margle
• wysoka NP. – sole K, K-Mg, arkozy, fluoryty, iły, iłowce,
mułowce