Значение геофизических и гидродинамических исследований скважин

Геофизические методы разведки весьма разнообразны, наиболее распространенные из них сейсморазведка и электроразведка.

Сейсмическая разведка основана на использовании закономерностей распространения упругих волн в земной коре, искусственно создаваемых в ней путем взрывов в неглубоких скважинах. Сейсмические волны (поперечные, продольные и поверхностные) распространяются по поверхности земли и в ее недрах. Часть энергии этих волн, дойдя до поверхности плотных пород, отражается от нее и возвращается на поверхность земли. Отраженные волны регистрируются специальными приборами - сейсмографами. По времени прихода отраженной волны к сейсмографу и расстоянию от места взрыва судят об условиях залегания пород.

Электрическая разведка основана на электропроводности горных пород. Некоторые горные породы (граниты, известняки, песчаники, насыщенные соленой минерализованной водой) хорошо проводят электрический ток, другие (глины, песчаники, насыщенные нефтью) - практически не обладают электропроводностью. Породы, имеющие плохую электропроводность, обладают высоким сопротивлением. По характеру распределения электрического поля при известном сопротивлении горных пород можно определить последовательность и условия их залегания.

При электроразведке через металлические стержни, выполняющие функции электродов, в землю вводится электрический ток. При помощи других электродов, расположенных между стержнями-электродами, исследуется искусственно созданное электрическое поле (рис. 15). По результатам исследования определяются сопротивление пород и условия их залегания.

Электрические методы изучения недр Земли применяются в исследовании разрезов в пробуренных скважинах при электрометрии скважин: в скважину на специальном кабеле спускают три электрода, четвертый заземляют на поверхности у устья; с помощью специальных приборов измеряется разность потенциалов по всему стволу скважины, записывая диаграмму кажущегося сопротивления пород и кривую потенциалов. Против таких пород, как известняки и насыщенные нефтью песчаники, регистрируется большее кажущееся сопротивление, против глин и водоносных песчаников - значительно меньшее. Жидкость в скважине не изолирована от пластовой, и вследствие перепада давления она из скважины может перемещаться в пласт и наоборот. В результате движения соленой, минерализованной воды через пористые породы происходит поляризация и возникает естественная электродвижущая сила. В более проницаемых породах жидкость перемещается быстрее и в них возникает большая разность естественных потенциалов. При прохождении жидкости через хорошо проницаемые пески возникает значительно большая естественная разность потенциалов, чем при движении жидкости через плохо проницаемые глины и плотные известняки.

Таким образом, в процессе электрометрии скважин проводится, измерение и автоматическая запись кажущихся сопротивлений и естественных разностей потенциалов. Путем сравнения показаний устанавливаются глубина залегания и мощность песчаника, насыщенного нефтью, характеризующегося большими значениями кажущегося сопротивления и естественной разности потенциалов.

Среди полевых геофизических методов известны также гравиразведка и магниторазведка, а среди методов исследования скважин радиометрия и др. Применение геофизических методов позволяет выявить структуры, благоприятные для образования ловушек нефти и газа. Однако содержать нефть и газ могут далеко не все выявленные структуры. Выделить из общего числа обнаруженных структур наиболее перспективные без бурения скважин помогают геохимические методы исследования недр, основанные на проведении газовой и бактериологической съемок.

Газовая съемка основана на диффузии углеводородов, из которых состоит нефть. Нефтяная и газовая залежь выделяет поток углеводородов, проникающих (диффундирующих) через любые породы. Средствами геохимии (эманационная съемка) определяется содержание углеводородов в воздухе на исследуемой площади. Над залежью нефти и газа в атмосфере обычно повышенное содержание углеводородов. Результаты газовой съемки упрощают выбор участка для детальной разведки бурением.

Бактериологическая съемка основана на поиске бактерий, содержащихся в углеводородах. Анализ почв изучаемых площадей позволяет обнаружить места скопления этих бактерий, следовательно, и углеводородов. В результате бактериологического анализа почв составляется карта расположения предполагаемых залежей.

Результаты газовой и бактериологической съемок взаимно дополняя друг друга, обеспечивают реальность планирования буровых работ на исследуемой площади.

Таким образом, поиски и разведка месторождений нефти и газа основаны на комплексном исследовании недр геолого-структурным картированием, а также геофизическими и геохимическими методами.