Курс «Теория методов ГИС»
КАЛЕНДАРНЫЙ ПЛАН занятий по курсу «Теория методов ГИС» на весенний семестр 2008/2009 уч. года
ОБЪКТ ИССЛЕДОВАНИЙ ГИС
ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ГЕОФИЗИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ СКВАЖИН:
У.Э.С. осадочных горных пород
ПРОСТРАНСТВЕННОЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ У.Э.С. ПЛАСТА-КОЛЛЕКТОРА
Общие сведения о распределении электрического поля в горных породах
Однородная и изотропная среда Для однородной среды (σ = 1/ρ = const) третье уравнение преобразуется в дифференциальное
Уравнения, устанавливающие непрерывность потенциала электрического поля
Функция U должна удовлетворять следующим граничным условиям: 1. Вблизи от источника тока А, с которым совмещается начало
Однородная и изотропная среда
Однородная и изотропная среда
Однородная и изотропная среда
Измерение кажущегося удельного сопротивления ρк
Измерение кажущегося удельного сопротивления обычными зондами. Зонды.
Измерение кажущегося удельного сопротивления обычными зондами. Измеряемая разность потенциалов.
Измерение кажущегося удельного сопротивления обычными зондами. Вычисление удельного сопротивления.
Диаграммы ρк против пластов ограниченной мощности
ВЫСОКООМНЫЙ ПЛАСТ ОГРАНИЧЕННОЙ МОЩНОСТИ. ПОДОШВЕННЫЙ ГРАДИЕНТ-ЗОНД
ВЫСОКООМНЫЙ ПЛАСТ ОГРАНИЧЕННОЙ МОЩНОСТИ. ПОДОШВЕННЫЙ ГРАДИЕНТ-ЗОНД
ПЛАСТ НИЗКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ОГРАНИЧЕННОЙ МОЩНОСТИ. ПОДОШВЕННЫЙ ГРАДИЕНТ-ЗОНД
ПАЧКА ТОНКИХ ПЛАСТОВ ВЫСОКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ. ГРАДИЕНТ-ЗОНД
ВЫСОКООМНЫЙ ПЛАСТ ОГРАНИЧЕННОЙ МОЩНОСТИ. ПОТЕНЦИАЛ ЗОНД.
.ВЫСОКООМНЫЙ ПЛАСТ ОГРАНИЧЕННОЙ МОЩНОСТИ. ПОТЕНЦИАЛ-ЗОНД
ПЛАСТ НИЗКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ОГРАНИЧЕННОЙ МОЩНОСТИ. ПОТЕНЦИАЛ ЗОНД.
ПАЧКА ТОНКИХ ПЛАСТОВ ВЫСОКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ. ПОТЕНЦИАЛ-ЗОНД
Кривые сопротивления двух тонких пластов высокого сопротивления. Подошвенный градиент-зонд.
Фактические кривые ρк для двух пластов высокого сопротивления и мощностью, большей и меньшей длины зонда. 1 – глина; 2 –
9.13M
Category: physicsphysics

Теория методов ГИС

1. Курс «Теория методов ГИС»

1

2. КАЛЕНДАРНЫЙ ПЛАН занятий по курсу «Теория методов ГИС» на весенний семестр 2008/2009 уч. года


п\п
1
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
Наименование темы занятий
2
Теоретические занятия
Характеристика объектов ГИС и решаемые задачи. Радиальная
характеристика сопротивления пласта-коллектора.
Распределение электрического поля в трехмерном пространстве.
Потенциал, напряженность и плотность тока в однородной среде.
Измерения кажущегося удельного сопротивления. Зонды КС.
Кривые КС против пластов ограниченной мощности.
Теория бокового каротажа. Понятие геометрического фактора.
Теория индукционного каротажа. Радиальная и вертикальная
характеристики зондов ИК. Комплексирование КС, БК и ИК.
Контрольная работа
Теория
двойных
электрических
слоев
и
потенциалов
самопроизвольной поляризации.
Диаграммы метода ПС.
Радиоактивность
горных
пород.
Теория
интегрального
и
спектрометрического гамма-каротажа.
Взаимодействие радиоактивного излучения с горными породами.
Теория гамма-гамма-каротажа. Особенности регистрации излучений.
Теория нейтронных методов. ИННК и ИНГК.
Модификации ИНГК.
Контрольная работа
Теоретические основы акустического метода.
Волновой акустический каротаж.
Теория ядерно-магнитного резонанса.
Ядерно-магнитный метод.
Задачи, решаемые ЯМК.
Теория теплового поля в скважине.
Теплофизические свойства горных пород.
Методы термометрии.
Теория геохимических методов. Газовый каротаж.
Контрольная работа
ИТОГО
Кол-во
часов
3
Неделя
2
20
2
21
2
2
2
2
21
22
23
23
2
2
24
25
2
2
25
26
2
2
4
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
27
27
28
29
29
30
31
31
32
33
33
34
35
35
36
52
4
2

3.

1
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
2
Лабораторные работы
Исследование характеристик постоянного электрического поля
в радиальном направлении.
Расчет коэффициентов многоэлектродных зондов.
Расчет и анализ пространственных факторов бокового
каротажа.
Расчет и исследование радиального пространственного фактора
индукционного зонда.
Определение минерализации пластовой воды
Расчет интенсивности естественного гамма-излучения в пластах
различной мощности.
Расчет кинетической энергии электронов, образованных
рассеянными гамма-квантами.
Определение времени жизни нейтронов в водородосодержащих
средах.
Расчет и анализ начальной амплитуды сигнала свободной
прецессии метода ЯМР.
Исследование собственных колебаний излучателя акустических
волн.
Разработка алгоритмов расчетов по данным акустического
метода.
Расчет геотермограмм.
Решение прямой и обратной задачи геотермии для осадочного
разреза глубокой скважины.
ИТОГО
3
4
2
2
2
2
21
22
4
23-24
2
4
25
26-27
2
28
2
29
2
30
2
31
2
32
2
6
33
34-36
34
3

4.

Преподаватель: профессор Исаев Валерий Иванович, докт. геол.-мин. наук
группа 2050, весна 2008/2009
К у р с «Теория методов ГИС»
(23 лекции, 3 контрольные работы, 17 занятий лабораторных работ, курсовой проект, ЭКЗАМЕН)
Условия допуска к экзамену:
1. Прием преподавателем курсового проекта
2. Выполнение всех лабораторных работ
3. Прием преподавателем отчетов по всем лабораторным работам
Условия получения «автомата»:
1. Выполнение курсового проекта, лабораторных работ, сдача отчетов и приемка отчетов преподавателем
в соответствии с календарным планом занятий (отчет по предыдущей лабораторной работе сдается
преподавателю к началу следующей лабораторной работы).
2. Положительные оценки всех контрольных работ.
3. Посещаемость лекций, лабораторных и контрольных работ не мене 75%.
Оценка «автомата» («3», «4», «5») определяется как среднее арифметическое из оценок за каждый
отчет по лабораторным работам, за каждую контрольную работу.
Наряду с правильностью выполнения заданий, правильностью ответов на поставленные вопросы, основания для
оценки на «5» курсового проекта, отчета по лабораторной , результатов контрольной работы, результатов
сдачи экзамена следующие:
1. Высокий уровень оформления.
2. Наличие анализа с привлечением сведений из учебных курсов смежных дисциплин.
3. Наличие самостоятельных выводов.
4.
Наряду с лекционным курсом и материалами методичек, привлечение дополнительных материалов
(пособия, монографии, сборники, журналы).
4

5. ОБЪКТ ИССЛЕДОВАНИЙ ГИС

5

6. ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ГЕОФИЗИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ СКВАЖИН:

1. ИЗУЧЕНИЕ ГЕОЛОГИЧЕСКИХ РАЗРЕЗОВ СКВАЖИН
2. ИЗУЧЕНИЕ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ СКВАЖИН
3. КОНТРОЛЬ ЗА РАЗРАБОТКОЙ МЕСТОРОЖДЕНИЙ НЕФТИ И
ГАЗА
4. ПРОВЕДЕНИЕ ПРОСТРЕЛОЧНЫХ, ВЗРЫВНЫХ И ДРУГИХ
РАБОТ В СКВАЖИНАХ (?)
6

7. У.Э.С. осадочных горных пород

• 1.
У.Э.С.
породообразующих
минералов
(минерального скелета)
• 2. % примеси рудных минералов и самородных
элементов (проводников)
• 3. Коэффициент пористости и структура
пористости
• 4. У.Э.С. пластовых флюидов (пластовая вода,
нефть, газ)
• 5. Пластовая температура
7

8. ПРОСТРАНСТВЕННОЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ У.Э.С. ПЛАСТА-КОЛЛЕКТОРА

8

9. Общие сведения о распределении электрического поля в горных породах

dU
E gradU
dn
j E èëèE j
div j = div σ (grad U) =
gradσ grad U — σ ΔU = 0
9

10. Однородная и изотропная среда Для однородной среды (σ = 1/ρ = const) третье уравнение преобразуется в дифференциальное

уравнение Лапласа
div σ (grad U) = ΔU = 0.
В прямоугольной системе координат уравнение
имеет вид
d2U/dx2 + d2U/dy2 + d2U/dz2=0,
10

11. Уравнения, устанавливающие непрерывность потенциала электрического поля

УРАВНЕНИЯ, УСТАНАВЛИВАЮЩИЕ НЕПРЕРЫВНОСТЬ
ПОТЕНЦИАЛА ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ
div j = div σ (grad U) =
gradσ grad U — σ ΔU = 0
div σ (grad U) = ΔU = 0
d2U/dx2 + d2U/dy2 + d2U/dz2=0
11

12. Функция U должна удовлетворять следующим граничным условиям: 1. Вблизи от источника тока А, с которым совмещается начало

координат, потенциальная функция U должна
стремиться к выражению потенциалов в однородной и
изотропной среде, т. е. при
R = sqr(x2+y2+z2) → 0
U → I. /4pR → ∞.
2. В бесконечно удаленных точках U → 0.
3. В точках, бесконечно близко расположенных к поверхности
S (см. рис.), ограничивающей любую область vi удельного
электрического сопротивления ρi от окружающего
пространства ve удельного сопротивления ρe , и раз деленных этой поверхностью, потенциальные функции
Ui (в области vi) и Uе (в области ve), согласно условию
непрерывности потенциала, должны быть равными друг
другу. То есть на поверхности S:
(Ui )s = (Ue )s
4. На этой же поверхности S должно соблюдаться
постоянство нормальной составляющей плотности тока
j , т. е.
(1/ i ).(dUi /dn) = (1/ e ).(dUe /dn). 12

13.

Распределение параметров электрического поля
точечного источника тока в трехмерном проводящем
пространстве получено в явном аналитическом виде
для следующих частных случаев:
1) однородного изотропного пространства;
2) однородного анизотропного пространства;
3) среды, состоящей из плоско-параллельных
слоев
различных мощностей и электрических
сопротивлений;
4) коаксиальных-бесконечно длинных
цилиндрических слоев при расположении
источника тока на их оси.
13

14.

14

15. Однородная и изотропная среда

Решение задачи о распределении электрического
поля в однородной изотропной и безграничной среде
(cм. рис.) может быть получено путем
интегрирования дифференциального уравнения
Лапласа
div σ (grad U) = ΔU = 0.
В однородной среде, вследствие сферической
симметрии, потенциал U любой точки М, удаленной
на расстоянии R oт начала координат, не зависит от
полярного угла θ и азимутального угла φ. Уравнение
Лапласа примет более простой следующий вид
15

16. Однородная и изотропная среда

Интегрируя уравнение
дважды по R, после первого
интегрирования получим
(9)
После второго интегрирования будем иметь
(10)
Постоянную D находят из условия равенства потенциала U нулю в бесконечно удаленных точках. Полагая в формуле R = ∞ и U = 0, получаем
D = 0.
16

17. Однородная и изотропная среда

const
ds 4pR
2
I
E
2
4pR
Решая равенство [3.] относительно R и полагая U = const, получаем уравнение,
определяющее вид эквипотенциальных поверхностей:
I
R
4pU
17

18. Измерение кажущегося удельного сопротивления ρк

18

19. Измерение кажущегося удельного сопротивления обычными зондами. Зонды.

19

20. Измерение кажущегося удельного сопротивления обычными зондами. Измеряемая разность потенциалов.

I
UM
4pRM
I
UM
4pAM ,
I
UN
.
4pAN
I 1
1 I AN AM
U U M U N
,
4p AM AN 4p AM AN
I MN
U
.
4p AM AN
20

21. Измерение кажущегося удельного сопротивления обычными зондами. Вычисление удельного сопротивления.

U 4pAM AN
.
I
MN
4pAM AN
K,
MN
U
U
K
K
,,((20
20))
II
Разность потенциалов ▲U выражается в тысячных долях вольта –
милливольтах (мВ), сила тока
I
в тысячных долях ампера –
миллиамперах (мА), расстояние будет выражено в метрах (м), а
удельное сопротивление ρ в ом-метрах (Ом×м).
21

22. Диаграммы ρк против пластов ограниченной мощности

22

23. ВЫСОКООМНЫЙ ПЛАСТ ОГРАНИЧЕННОЙ МОЩНОСТИ. ПОДОШВЕННЫЙ ГРАДИЕНТ-ЗОНД

23

24. ВЫСОКООМНЫЙ ПЛАСТ ОГРАНИЧЕННОЙ МОЩНОСТИ. ПОДОШВЕННЫЙ ГРАДИЕНТ-ЗОНД

24

25. ПЛАСТ НИЗКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ОГРАНИЧЕННОЙ МОЩНОСТИ. ПОДОШВЕННЫЙ ГРАДИЕНТ-ЗОНД

25

26. ПАЧКА ТОНКИХ ПЛАСТОВ ВЫСОКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ. ГРАДИЕНТ-ЗОНД

26

27. ВЫСОКООМНЫЙ ПЛАСТ ОГРАНИЧЕННОЙ МОЩНОСТИ. ПОТЕНЦИАЛ ЗОНД.

27

28. .ВЫСОКООМНЫЙ ПЛАСТ ОГРАНИЧЕННОЙ МОЩНОСТИ. ПОТЕНЦИАЛ-ЗОНД

28

29. ПЛАСТ НИЗКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ОГРАНИЧЕННОЙ МОЩНОСТИ. ПОТЕНЦИАЛ ЗОНД.

29

30. ПАЧКА ТОНКИХ ПЛАСТОВ ВЫСОКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ. ПОТЕНЦИАЛ-ЗОНД

30

31. Кривые сопротивления двух тонких пластов высокого сопротивления. Подошвенный градиент-зонд.

31

32. Фактические кривые ρк для двух пластов высокого сопротивления и мощностью, большей и меньшей длины зонда. 1 – глина; 2 –

песчаник
32
English     Русский Rules