GEOFIZYKA OTWOROWA

1.

Profilowanie PG i SPG – opis i jakie wartości mierzymy.

PG – profilowanie gamma naturalne; polega na pomiarze naturalnej promieniotwórczości
emitowanej przez promieniotwórcze izotopy

40

K,

238

U i

232

Th; stosowane do określania litologii,

stopnia zailenia skał, zawartości pierwiastków promieniotwórczych w skałach, wyznaczania ciepła
radiogenicznego. 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

40

K,

238

U i

232

Th 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.

2.Wymień i scharakteryzuj profilowania do określania porowatości ogólnej.
- PGG (Profilowanie gamma-gamma; może być robione w wersji spektrometrycznej tzw.
profilowanie litologiczno-gęstościowe. Źródłem jest izotop

137

Cs o energii 0,662keV; sonda jest

dociskana do ściany otworu. Efekt Camptona - sprężyste rozproszenie kwantu: zmiana kierunku
kwantu, zmniejszenie jego energii; Efekt fotoelektryczny - zachodzi gdy energia kwantów <
200keV i jest tym bardziej prawdopodobne im cięższy jest pierwiastek. Zastosowanie: 1) do oceny
litologii - mamy dodatkową informację o typie skały, 2) do wyznaczenia porowatości ogólnej, 3) do
identyfikowania skał o wysokiej i niskiej gęstości),
- Profilowanie neutronowe (1. PNNnt - profilowanie neutron-neutron nadtermiczne (strumień
neutronów); 2. PNNt - profilowanie neutron-neutron termiczne (strumień neutronów); 3. PNG -
spektrometryczne neutron-gamma (intensywność kwantów gamma); 4. IPN - impulsowe
profilowanie neutronowe (czas życia neutronu termicznego);
Źródła: *chemiczne promieniotwórcze Am-Be (promieniowanie Am alfa uderza w tarczę berylową,
długi czas użytkowania); *generator neutronów(stosowany w IPN, krótki czas użytkowania).
Przedmiotem pomiarów PN jest porowatość neutronowa NPHI. NPHI powinna być przeliczona na
porowatość ogólną na podstawie litologii danej skały; NPHI = PHI + Vsh * NPHIsh).
- Profilowanie akustyczne (opiera się na sprężystych właściwościach skał i jest odpowiednikiem
sejsmiki. Profilowanie akustyczne polega na pomiarze czasu interwałowego fali P).

3.Prawa Archie'ego.
Równanie Archie’ego pozwoliło liczbowo określać zasoby złóż węglowodorów na podstawie
profilowań oporności i profilowań wyznaczających porowatość. Profilowania elektrometrii (3
profilowania oporności i PS) oraz PG pozwalają wyznaczyć skały o zmiennej litologii oraz
stwierdzić jakie jest ich nasycenie.

Wzór Gustawa Archie'ego:

R

o

/ R

w

= 1 / φ

m

Gdzie:
m = 2 - współczynnik zwięzłości,
R

o

– oporność warstwy w 100% nasyconej wodą,

R

w

– oporność wody złożowej,

φ – porowatość efektywna.

4.Co wyznaczają badania geofizyki otworowej?
Geofizyka otworowa pozwala na:
- Określenie litologii warstw w profilu otworu;
- Odczytanie parametrów pozornych warstw przez które przechodzi otwór wiertniczy;
- Wydzielenie poziomów różniących się własnościami, takimi jak porowatość, oporność, zawartość
pierwiastków promieniotwórczych i inne;
- Sprawdzenie obecności kawern w otworze wiertniczym;
- Rozpoznanie różnicy potencjałów naturalnych, pozwalające na rozpoznanie stopnia nasycenia skał
cieczami o innych parametrach niż płuczka (np. wodami złożowymi).

5.

Wyjaśnić mnemoniki (wszystko co się da).

CALI [Pśr] – profilowanie średnicy otworu [mm]
EL02-A0.25M0.05N – profilowanie oporności, sonda gradientowa spągowa 0,275m [Ωm]
EL03-A1.0M0.1N – profilowanie oporności, sonda gradientowa spągowa 1,05m [Ωm]
EN04-B0.1A1.0M – profilowanie oporności, sonda potencjałowa stropowa 1,0m [Ωm]
GR [PG] – profilowanie gamma [API]
NEGR [PNG] – profilowanie gamma neutronowe [API]
SP [PS] – profilowanie potencjałów polaryzacji naturalnej [mV]
TEMU [PTu] – profilowanie temperatury w stanie ustalonym [ºC]
GGDN [PGGg] - profilowanie gamma-gamma gęstościowe [API]
TEMN [PTn] – profilowanie temperatury w stanie nieustalonym [ºC]
MRES – profilowanie oporności płuczki [Ωm]

6.Funkcje profilowania neutronowego.
- rozpoznanie litologii,
- wyznaczanie porowatości ogólnej,
- ocena zasolenia wód,
- identyfikacja pierwiastków ciężkich.

7.Wymień profilowania oporności i opisz o czym nas informują.
-PO klasyczne (potencjałowe) – rejestruje różnicę potencjałów przy wprowadzeniu do otworu
elektrod wprowadzających pole elektryczne (o stałym natężeniu).
-POg (gradientowe) – wynikiem są krzywe niesymetryczne względem środka warstwy, a także
położenie stropu i spągu warstw, wyznaczane przez ekstrema na krzywych.

8.Zastosowania profilowania akustycznego.
- ocena litologii,
- wyznaczenie porowatości ogólnej,
- konstrukcja modelu prędkości dla sejsmiki,
- do wyznaczenia szczelin i stanu ścian otworu i parametrów sprężystych skały.

9.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 V

P

i poprzecznych

V

S

. 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);
- rozpoznania litologii;
- oceny porowatości skał.

10.Profilowanie gamma-gamma (PGG).
Może być robione w wersji spektrometrycznej tzw. profilowanie litologiczno-gęstościowe.
Źródłem jest izotop

137

Cs o energii 0,662keV. Sonda jest dociskana do ściany otworu.

Efekt Camptona - sprężyste rozproszenie kwantu: zmiana kierunku kwantu, zmniejszenie jego
energii.
Efekt fotoelektryczny – zachodzi, gdy energia kwantów < 200keV i jest tym bardziej
prawdopodobne im cięższy jest pierwiastek.
Zastosowanie:
- do oceny litologii - mamy dodatkową informację o typie skały,
- do wyznaczenia porowatości ogólnej.
- do identyfikowania skał o wysokiej i niskiej gęstości

PGG - aktywny pomiar, PG - pasywny pomiar.

11.Profilowanie akustyczne.
Grupa metod oparta na sprężystych własnościach skał. Fale 6-20kHz.
Realizujemy: pomiar czasu interwałowego, pomiar akustyczny, skaner akustyczny, cementomierz
akustyczny
3elementy: 2 nad, 1 odb lub 2 odb, 1 nad.
Zastosowanie: litologia, moduł prędkościowy dla potrzeb sejsmiki, do obliczenia porowatości
ogólnej, do obliczenia par sprężystych, do sprawdzenia stanu zacementowania.

12.Profilowanie potencjałów polaryzacji naturalnej PS
Pomiar oparty o pola naturalne.
Sól w płuczce dysocjuje na Na

+

i Cl

-

i te jony mają różną prędkość w ośrodku porowatym. Ruch

jonów następuje do skał wokół otworu (wraz z filtratem płuczki). Na styku roztworu z płuczki i
roztworu ze skał dochodzi do dyfuzji. Jony Cl

-

wędrują szybciej do roztworu o mniejszym stężeniu.

O ile piaskowce łatwo przepuszczają Cl

-

(i tworzy się na nich biegun - ), to iły zatrzymują jony

dzięki swojej zdolności adsorpcji (i na nich tworzy się biegun + ). Mając już te różne bieguny
tworzy się potencjał elektryczny, który można zmierzyć.

PS – wprost: ujemny potencjał w skałach piaskowcowych występuje wtedy, gdy mineralizacja
wody złożowej jest większa niż mineralizacja filtratu płuczki.
PS – odwrotny: występuje gdy np. szukamy wód słodkich i filtrat płuczki ma większą mineralizację
niż te wody złożowe.

Skala przy PS często jest opisana tylko „+” i „-”.

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 „-”.

Zastosowanie PS:

−

identyfikacja litologii,

−

wyznaczanie stref porowatych i przepuszczalnych,

−

wyznaczanie zailenia,

−

wyznaczanie mineralizacji wody złożowej.

13.Gęstość objętościowa.

wzór na gęstość objętościową ρf – gęstość filtratu
ρb = RHOB = ρf * Φ + ρma (1 – Φ) ρma – gęstość szkieletu mineralnego