GRAWIMETRIA:

Siła ciężkości:

F_g = F_c + c, gdzie:
F_c – siła newtonowskiego przyciągania
c – siła odśrodkowa
Największa siła jest na biegunie

Siła Newtonowskiego przyciągania:

$F = G \bullet \frac{M \bullet m}{r^{2}}\ $ G=6,67*10^-11 m³/kg*s²

Siła odśrodkowa

c= ω²*R

ω=0,7292*10^-4 rad/s

Dla równika c= 3,39*10^-2m/s²

Na biegunie c=1/300 Fg (jest 300 razy niższa)

1. Jednostki siły ciężkości w badaniach grawimetrycznych.

1 niuton/kilogram = 1N/kg = 1m/s²
1 Gal = 10^-2N/kg
1 miligal = 1mGal = 10^-3 Gal = 10^-5 N/kg
1 mikrogal = 1µGal = 10^-6 Gal = 10^-8 N/kg

1. Rozkład siły ciężkości nad wysadem solnym.

Nad wysadem solnym występuje ujemna anomalia grawimetryczna wywołana niedoborem masy (gęstość soli jest mniejsza niż średnia gęstość skał otoczenia), w wyniku czego w przekrojach grawimetrycznych rozrysowywany jest lej grawitacyjny.

1. 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.

1. Zaburzenia lunisolarne, jak się je eliminuje w badaniach grawimetrycznych.

Zaburzenia lunisolarne – zaburzenia siły przyciągania Ziemi spowodowane siłami przyciągania Słońca i Księżyca

(brak pełnej odpowiedzi do zadania)

1. Scharakteryzować pole ciężkości.

Pole ciężkości – przestrzeń, w której ciała ulegają działaniu siły ciężkości; składa się z pola grawitacyjnego Ziemi naokoło osi; Pole ciężkości opisuje się używając wektor g przyspieszenia siły ciężkości, zależne od szerokości geograficznej oraz od wzniesienia nad poziom morza.

1. Narysuj wykres grawimetryczny nad utworami z uskokiem pionowym.

1. 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. 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.

1. Rozkład sił grawitacji nad szybem górniczym.

1. 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 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.

1. 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.

1. Definicja natężenia siły ciężkości w redukcji Bouger’a.

Poprawka Bouguer'a siły ciężkości

g_PB = −2πGρh = −0, 04193ρ • h [mGal]

Redukcja Bouguer’a

g_B = g_i + g_PB + g_W

$$g_{B} = g_{i} - 2\text{πGρ}h + \frac{2g_{0}}{R}h\ $$

g_B = g_i + (0,3086−0,04193•ρ)h

g₀′=g₀ + g_B

g₀ – średnie natężenie siły grawitacyjnej

Redukcja Bouguera uwzględnia wpływ wysokości punktu pomiarowego nad przyjęty poziom odniesienia nad tym poziomem

1. Zastosowanie metody grawimetrycznej

Metoda ta pomaga określić występowanie deformacji nieciągłych, takie jak pustki skalne. Z danych uzyskiwanych sporządza się mapę, na której uwidocznione są obszary z występowaniem skał o mniejszej gęstości niż otaczające (mogą to być pustki o gęstości ρ=0)

1. Poprawka wolnopowietrzna –

Redukcja wolnopowietrzna wynosi: Δgw = 0,30855 · H. gdzie Δgw jest

wyrażone w [mGal].

SEJSMIKA

1. Impedancja akustyczna.

Impedancja akustyczna – 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

1. Fala refrakcyjna – warunki powstawania.

Fala refrakcyjna – fala powstająca w pewnych określonych warunkach. Jeśli fala przechodzi z ośrodka o mniejszej prędkości do ośrodka o większej prędkości (V₁<V₂), to przy pewnej wartości kąta padania, kąt załamania osiągnie wartość 90º. Wówczas ślizga się po granicy sejsmicznej z predkością graniczną V_g=V₂.

1. 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 „-”

Zastosowanie profilowania akustycznego:

• ocena litologii

• wyznaczanie prędkości fali P w skałach

• wyznaczanie porowatości ogólnej

• wyznaczanie dynamicznych modułów sprężystości

1. Definicja współczynnika odbicia w sejsmice.

Wspólczynnik odbicia- określa część energi padającej na garnicę w głąb ośrodka. Przyjmuje wartości w przedziale 0-1

T_1,2 =$\text{\ \ }\frac{2(\gamma_{1})}{(\gamma_{2} + \gamma_{1})}$

1. W jaki sposób fala sprężysta traci energię.

fala sprężysta- traci swoją energię w miarę oddalania się od źródła, wskutek nieidealnej sprężystości ośrodka, występowania zgęstnień

1. Jakie badania są najlepsze do rozpoznania litologii, a jakie do korelacji wyznaczonych warstw.

Litologia: profilowanie PS, profilowania neutronowe, profilowania akustyczne

Korelacji:

1. Fala refrakcyjna – opis zależności powstawania.

Fala refrakcyjna powstaje jeśli fala przechodzi z ośrodka o mniejszej prędkości do ośrodka o większej prędkości (V1<V2) to przy pewnej wartości kąta padania kąt załamania osiągnie wartość 90 stopni. Wówczas fala załamania ślizga sie po granicy sejsmicznej z prędkością graniczną Vg=V2

1. Rozstawy w sejsmice.

Rodzaje rozstawów:

• skrajne - punkt strzałowy znajduje sie z lewej lub prawej strony rozstawu

• środkowy- punkt strzałowy umieszczony jest w środku rozstawu geofonów

• odsunięciem-punkt strzałowy odsunięty jest od pierwszego geofonu

1. Definicja hodografu w falach refleksyjnych.

Hodograf- krzywa opisująca zależność czasu (t) przyjścia fali od źródła (PS) do odbiornika (PO) w funkcji poziomej odległości źródła od odbiornika. Hodograf fali refleksyjnej- zawsze hiperbola.

1. Co to jest współczynnik odbicia.

Współczynnik odbicia określony jest jako stosunek amplitudy fali odbitej do amplitudy fali padającej. R=a11/a1

1. Od czego zależy tłumienie w sejsmice

Tłumienie spowodowane jest nieidealną sprężystością ośrodka skalnego (np. występowanie zgęstnień gruntu)

Ax=Ao*e^(-a*x)

a=c*f

a-współczynnik tłumienia

x-droga fali

Ax-ampituda fali po przejściu drogi x

Ao-początkowa amplituda fali

MAGNETOMETRIA

1. Źródła pola magnetycznego Ziemi.

• T_D – dipolowe pole magnetyczne (pole jednorodnie namagnesowanej kuli

• T_K – pole kontynentalne, zwane także polem anomalii kontynentalnych

• T_Z - pole zewnętrzne (pochodzenia pozaziemskiego)

• T_a – pole anomalne – pole anomalii magnetycznych

• δT – szybko zmieniające się pola magnetyczne pochodzenia pozaziemskiego i/lub antropogenicznego

1. Rozkład dT, H_a i Z_a na biegunie nad pionową warstwą cienką o J pionowym zależnie od rozciągłości.

1. 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)

1. Narysuj rozkład Z, H, T na równiku, nad cienką (jakoś tam namagnesowaną) warstwą, zalegającą…

1. Ferromagnetyki.

• Ferromagnetyki to ciała, zazwyczaj krystaliczne, charakteryzujące się silnymi własnościami magnetycznymi

• Własności magnetyczne ferromagnetyków zależą od temperatury, wielkości przyłożonego pola magnetycznego, kształtu ciał, ciśnienia

• Istnieją ferromagnetyki „sensu stricte”, do którego należą niektóre metale przejściowe, a konkretniej – Fe, Co, Mn. W literaturze istnieje też pojęcie ferromagnetyków „sensu lato” – używane do określenia ferromagnetyków, antyferromagnetyków i ferrimagnetyków razem wziętych

• Ferromagnetyki, które nigdy nie były poddawane działaniu pola magnetycznemu, nie wykazują własności magnetycznych, co jest spowodowane ich wewnętrzną strukturą.

• Po usunięciu pola magnetycznego, ferromagnetyki nie wytracają w pełni namagnesowania. To, co zostaje nazywane jest namagnesowaniem trwałym

1. Prawa Archiego – wzór i opis zastosowania.

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

1. Zmiany krótkookresowe.

• Zmiany krótkookresowe – zwane też chwilowymi, są funkcją czasu i miejsca obserwacji.

• Źródła krótkookresowych zmian pola magnetycznego znajdują się w przestrzeni okołoziemskiej

• 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)

1. Definicje potencjału magnetycznego i namagnesowania.

• Podatność magnetyczna – charakteryzuje zdolność ośrodka do magnesowana się pod wpływem zewnętrznego pola magnetycznego

• Namagnesowanie – wynik uporządkowania momentów magnetycznych pod wpływem zewnętrznego pola magnetycznego; określa zdolność ośrodka do tworzenia własnego pola magnetycznego; dzieli się na namagnesowanie indukcyjne J_i i namagnesowanie szczątkowe (resztkowe) J_n­

1. Pojęcie anomalii magnetycznej

Anomalia- lokalne różnice między ziemskim polem magnetycznym w danym miejscu a jego wartością teoretyczną, wylicznymi na postawie położenia biegunów magnetycznych Ziemi

1. Czym jest anomalia magnetyczna.

2. Graficzny opis wektora namagnesowania T.

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 zawarty między południkiem magnetycznym i geograficznym, którego kierunek jest zgodny z kierunkiem osi „x” prostokątnego układu współrzędnych wskazującym północ geograficzną (N_geogr.). Deklinacja jest dodatnia, gdy H jest odchylone w kierunku wschodnim od południka geograficznego (deklinacja wschodnia), a 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).

1. 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 dodatną 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

OTWORÓWKA

1. 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 „-”

Zastosowanie profilowania akustycznego:

• ocena litologii

• wyznaczanie prędkości fali P w skałach

• wyznaczanie porowatości ogólnej

1. Coś z gęstością objętościową 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

1. 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.

1. Wymień i scharakteryzuj profilowania do określania porowatości ogólnej –

• 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.)

1. 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)

1. 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]

1. Funkcje profilowania neutronowego

• rozpoznanie litologii,

• wyznaczanie porowatości ogólnej,

• ocena zasolenia wód,

• identyfikacja pierwiastków ciężkich

1. 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

1. Zastosowania profilowania akustycznego

• ocena litologii,

• wyznaczenie porowatości ogólnej,

• konstrukcja modelu prędkości dla sejsmiki,

• do wyznaczenia szczelin i stanu ścian otworu i parametrów sprężystych skały

1. 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)

• Rozpoznanie litologii

• Oceny porowatości skał