Mélyfúrási geofizika

Tartalom

Tartalom 3
Bevezetés 11
Történeti fejlődés 11
A mélyfúrási geofizika jelentősége 12
1. Kőzetfizika 15
1.1 Folyadék és gáztároló kőzetek 15
Szénhidrogén tároló kőzetek 15
Kvarcos üledékek 15
Szürkeagyagos üledékek (grauwacke) l6
Arkózás üledékek 16
Karbonátos tároló kőzetek l8
Porozitás típusok l8
Pala tárolók 19
Evaporitok 19
Tűzi eredetű és metamorf tárolók 19
Konglomerátumok 19
Víztároló kőzetek 19
Laza üledékes kőzetek 20
Szemcsés üledékek 20
Kötött üledékek 20
Szilárd üledékes kőzetek 20
Karsztosodé kőzetek 20
Egyéb kőzetek 20
1.2 A kőzetösszetétel 20
A mátrix 21
Az agyag (shale) 21
Az iszap (silt) 21
Az aleurit 21
Az aleurolit 21
Az agyag (clay) 21
A pórustartalom 22
1.3 Az üledékes kőzetek porozxtása 23
Pórustér, kettős réteg, kettős-víz modell, ioncserélő kapacitás 23
1.4 A kőzetek permeabilitása 28
Permeabilitás, abszolút, effektív, relatív permeabilitás 28
Tortuozitás, Darcy-törvény 28
Szivárgási tényező, permeabilitás képletek 30
1.5 A kőzetek szövete (textúra) és szerkezete (struktúra) 32
A textúra és a struktúra meghatározása 32
1.6 A kőzetek elektromos vezetőképessége 32
1.6.1 A kőzetek fajlagos ellenállása és textúrája közötti összefüggés 32
1.6.2 A porozitás és a fajlagos ellenállás kapcsolata. A formációtényező 38
Agyagos kőzetek; Fh, Fa 42
1.6.3 Az agyagásványok hatása a kőzetek fajlagos ellenállására 42
1.6.4 A vezetőképesség frekvencia függése. Az indukált polarizáció 48
Elektród-polarizáció; Faraday és nem Faraday-vezetés; Warburg impedancia
Membrán-polarizáció 54
A frekvencia hatása a formációtényezőre 58
1.6.5 Rendellenes dielektromos állandó, változó vezetőképesség 59
1.6.6 A kőzetek polarizálhatósága, szemcseátmérője és filtrációs együtthatója
közötti kapcsolat 62
1.6.7 Síkhullámok csillapodása polarizálható közegben 64
1.6.8 "Érctartalom-tényező" számítása 66
1.6.9 Frekvencia-tartomány és időtartomány (domain) 68
A fúrólyukszelvényezés technikája 73
2.1 A fúrólyuk és környezete 73
2.2 A fúrólyukátmérő 76
2.3 A fúróiszap 76
2.4 A szondák vonatkoztatási pontja és a vizsgált térfogat 77
2.5 A szelvények rétegfelbontása 78
A szelvényező berendezések 81
3.1 A szelvényező berendezés fő egységei 81
3.2 A foto-regisztrálás 82
3.3 A számítógép-vezérelt berendezések 82
Természetes potenciál-szelvényezés (SP) 89
A rétegvíz Rw fajlagos ellenállásának meghatározása 89
Diffúziós vagy koncentrációs-elem potenciál 90
Márga-membrán - vagy Nernst-potenciál 91
Az elektrokémiai potenciál (SP) 93
Áramlási (filtrációs) vagy elektrokinetikus potenciál 94
A réteghatárok és az effektív termelőréteg
vastagságának meghatározása 97
A formációk geológiai azonosítása (korreláció) 97
A szelvényezés elve 105
4.1 A szelektív SP-szelvényezés 107
4.2 Az SP-gradiens mérőkör 107
4.3 A különbségi SP-mérés 109
4.4 Az elektród-, vagy kontakt-potenciál szelvényezés 109
4.5 A gerjesztett potenciál szelvényezés 109
4.6 Az SP-görbe értelmezése 109
4.7 A formációvíz R^ fajlagos ellenállásának meghatározása SP-szelvényből 114
4.8 Az R^ meghatározás kémiai analízissel 116
5. Fajlagos ellenállás szelvényezés 118
5.1 Az iszapelárasztás 118
5.2 Víztelítettség 119
5.3 Potenciál- és gradiens szondák 121
5.4 A fajlagos ellenállás alapegyenlete 122
5.5 A potenciál- és a gradiens szonda képlete 124
5.6 Behatolási távolság és geometriai tényező 128
5.7 Mikro-szondák 129
5.8 A fajlagos ellenállás szelvényezés elméleti alapjai 131
5.9 A fajlagos ellenállás analitikai meghatározása 143
5.10 Az irányított vagy fókuszált áramterű fajlagos ellenállásmérés 150
5.11 Védőelektródás szonda (LL-3) 150
5.12 Hételektródos laterolog (LL-7) 152
5.13 Pszeudolaterolog (LL-9) 160
5.1 Dual laterolog (DLL) 160
5.15 A szférikusán fókuszáló szonda (SFL) 162
5.16 A DLL+ MSFL+kaliber szonda (kettős laterolog+mikro-szférikusan fókuszáló +
kaliber szonda) 163
5.17 A mikrolaterolog (MLL) 165
5.18 A mikro-proximity log (PL) 173
5.19 A mikro-szferikusan fókuszáló szonda (MFSL) 173
5.20 A vezetőképesség szelvényezés (IL) 174
5.20.1 Több tekercses szondák, behatolás 177
5.20.2 Az indukciós szondák elmélete 181
5.20.3 A Phasor kettős indukciós szonda (Phasor) 187
5.21 A formációk valódi fajlagos ellenállásának (R ) meghatározása 188
6. A nukleáris szelvényezési módszerek 192
6.1 A nukleáris szelvényezési módszerek atomfizikai alapjai 192
6.2 Radiometria I93
6.2.1 Egységek 193
6.2.2 Statisztikus ingadozás. Hibaszámítás 194
6.2.3 A regisztrátum statisztikus hibája 197
6.2.4 Időállandó, szondasebesség, holtidő 201
6.2.5 Korrekciók 202
6.3 Természetes gamma radioaktivitás 207
6.3.1 A kőzetek természetes radioaktivitása 209
6.3.2 A természetes radioaktív bomlás törvényei 212
6.3.3 A természetes radioaktív sugárzások tulajdonságai 215
6.3.4 A gamma-sugárzás és az anyag kölcsönhatása 217
6.3.5 Radioaktív elemeket tartalmazó kőzetek és ásványok 221
6.3.6 A kőzetek radioaktivitásának meghatározása 223
6.3.7 A természetes gamma intenzitás felhasználása 226
6.4 Természetes gamma-spektrometria 227
6.4.1 A gamma spektrum 227
6.4.2 Az izotóp koncentráció kiszámítása 229
6.4.3 A spektrometria alkalmazásai 232
6.4.3.1 A litológiai összetétel meghatározása 234
6.4.3.2 Rétegkorreláció, diszkordanciák, repedezett zónák kimutatása 240
6.4.3.3 Tűzi eredetű kőzetek azonosítása 241
6.4.3.4 Szedimentológiai és diagenezis vizsgálatok 241
6.5 Formáció-sűrűség szelvényezés 242
6.5.1 A sűrűség szelvényezés elmélete 243
6.5.2 A formáció sűrűség meghatározása 248
6.5.3 A mérési eredményt befolyásoló tényezők 250
6.5.4 Az értelmezés 250
6.5.5 A felhasználás lehetőségei 251
6.6 Az ekvivalens rendszám meghatározása (Litho-density tool) 251
6.6.1 A P fotoelektromos abszorpciós index. 252
6.6.2 Az U térfogati fotoelektromos abszorpciós index 254
6.6.3 Az értelmezés 256
6.6.4 Alkalmazás 259
6.7 A neutron módszerek 259
6.7.1 A neutronok osztályozása 260
6.7.2 A neutron-porozitás szelvényezés 261
6.7.3 Alkalmazások 265
6.8 Neutron-aktivációs módszerek 265
6.8.1 Klórszelvényezés 266
6.8.2 Indukált n-gamma spektorszkópia 266
6.8.3 Értelmezés 269
6.9 Neutron élettartam (relaxációs idő) mérések. 269
6.9.1 A neutron-sűrűség mérése 272
6.9.2 Az alapegyenletek 2-73
6.9.3 Termelési profil ellenőrzés 275
7. Fúrólyuk szeizmika 276
7.1 A szeizmikus hullámok típusai 276
7.2 A kőzetek rugalmas tulajdonságai 278
7.3 Szeizmikus hullámok porózus közegekben 282
7.4 Szónikus szelvényezés 285
7.5 A porozitás meghatározása 286
7.5.1 A Raymer-tapasztalati képletek 289
7.6 Környezeti és egyéb hatások 292
7.7 A futási idők integrálása 294
7.8 Alkalmazások 294
7.8.1 A rugalmassági állandók meghatározása. 296
7.9 A teljes szónikus hullámkép 299
7.10 A cementkötés szelvényezés 299
7.11 Permeabilitás becslés 301
8. Elektromágneses hullám futási idő és csillapítás módszer 304
8.1 A módszer elmélete 304
8.2 A szelvényezés technikája 307
8.3 Az értelmezés 309
8.4 A módszer alkalmazása 311
9. Nukleáris mágneses szelvényezés 313
9.1 A mérési módszer 316
9.2 Az értelmezés 316
10. Mágneses szuszceptibilitás szelvényezés 318
10.1 A mágnesezettség és az anyagszerkezet 318
10.2 A mágneses permeabilitás és szuszceptibilitás 320
10.3 A kőzetek mágnesezettsége 321
10.4 A kőzetek termoremanens mágnesezettsége 322
10.5 A szelvényezés 324
10.6 Alkalmazás 326
11. Hőmérséklet-szelvényezés 328
11.1 A földi hőeloszlás 328
11.2 Hőmérséklet mérés 331
11.3 Alkalmazás 334
11.4 Geotermikus energia kutatás 338
12. Különleges szelvényezési eljárások 340
Gázkarotázs, Redox-potenciái szelvényezés. Lyukgravimetria, Fúrás közbeni szelvényezés, Log-TestLog, Lyuk-televízió, Nyomásgradiens mérés, Fúrási sebesség regisztrálás, Echometer, Folyadékáramlás mérés 340
13. A fúrólyukak állapotának vizsgálata 345
13.1 Korróziós szakaszok kimutatása 345
13.2 Lyukferdeség mérés 345
13.3 Lyukátmérő mérés 351
13.4 Hasadék kereső 353
13.5 Kőzet- és folyadékmintavétel 353
14. Rétegnyitás 355
14.1 Karmantyú lokátor 355
14.2 Golyós perforátor 355
14.3 Jet perforátor 357
15. A karotázs mérések előkészítése 360
16. Kiértékelés és értelmezés (folyadék és gázkutatás) 361
16.1 A folyadék és gáztárolók tulajdonságai 361
16.2 A kiértékelési módszerek áttekintése 363
16.2.1 Agyagos kifejlődésű kőzetek 370
16.2.2 Szelvénykombinációk 375
16.3 Karbonátos tárolók 380
16.4 Görbesereges kiértékelés 385
17. A karotázs mérések feldolgozásának és értelmezésének automatizálása 387
17.1 A digitalizálás 387
17.2 A Cyber Service Unit (CSU) szelvényező rendszer 388
17.3 A Computerized Logging Service (CLS) szelvényező rendszer 395
17.4 A Direct Digital Logging (DDL) szelvényező rendszer 406
17.5 Automatikus kiértékelő programok 406
17. 6 A szelvényanalízis statisztikus módszerei 410
OPTIMA, GLOBAL
18. Vízkutató fúrások szelvényezése 412
18.1 A permeábilis rétegek azonosítása 413
18.2 A vízminőség meghatározása 419
18.3 A mértékadó szemcseátmérő meghatározása 420
18.4 A legjobb vízadó zónák kijelölése 422
18.5 Az áteresztőképesség és a szivárgási tényező számítása 422
19. Kiértékelés és értelmezés (szilárd anyagok) 423
19.1 A szénfúrások szelvényezése 423
19.2 A bauxitfúrások szelvényezése 436
19.3 A mangán-fúrások szelvényezése 443
19.4 A vasérc-fúrások szelvényezése 445
19.5 Rézérc-fúrások szelvényezése 446
19. 6 Nehézfémek kutatása 449
19.7 Hasadó anyagok fúrásainak szelvényezése 450
19.8 Nem fémes kémiai üledékek kutatása 451
19.9 Kéntelep kutatás (üledékes) 452
19.10 Agyagásványok kutatása 453
19.11 Építőipari ásványi nyersanyagok kutatása 453
19.12 Talajmechanikai fúrások szelvényezése 454
20. A folyamatos rétegdőlés szelvényezés 455
20.1 A meghatározható földtani információk 455
20.2 A rétegdőlés-mérés elve és módszere 456
20.3 Az adatfeldolgozás négy szakasza 460
20.4 A hazai adaptálás 462
20.5 Az eredmények megjelenítése 464
20.6 Az eredmények értelmezése 472
20.7 A repedezettség kimutatása 473
21. Az üledékképződés környezetének meghatározása fúrólyuk szelvények alapján. Faciológia 474
21.1 A fáciesek négy fő paramétere 474
21.2 A rétegdőlés-mérés értelmezésének fő szabályai 475
21.3 Az üledékképződési környezet megállapítása 476
21.4 Az elektrofácies 476
21.5 Az automatikus fácies-azonosítás: FACILOG 476
21.6 Az elektrofácies lefordítása földtani fáciesre 483
22. Utószó 486

Témakörök