горной породе. Упругие свойства и структурные особенности изучаемых сред в различной степени влияют на кинематические
идинамические характеристики регистрируемых колебаний.
3.Возможностью определения в процессе измерения независимых кинематических (времени вступления, скорости) и динамических параметров (амплитуды, затухания, частоты) упругих волн для решения конкретных геологических задач.
4.Слабым влиянием на результат измерений скважины и горных пород, вмещающих исследуемый пласт.
5.Возможностью исследования обсаженных и необсаженных скважин на различной частоте излучателя упругих колебаний. В качестве первичного материала для оценки кинематических характеристик используются измерения в двух точках, выражающие зависимость времени вступления (или фазы) регистрируемой волны от координат точек наблюдения. Динамические характеристики упругих волн определяют изменение интенсивности распространяющейся волны и тесно связаны с энергетическими параметрами волнового поля.
Контрольные вопросы и задания
1.Вид волнового уравнения для жидкости. Продольная волна.
2.Плоская, цилиндрическая и сферическая объёмные волны. Коэффициенты расхождения волн.
3.Решения волнового уравнения для твёрдого тела. Объёмные волны. Поляризация поперечной волны.
4.Волна Лэмба. Физика её распространения. Скорость волны.
5.Упругие волны в околоскважинном пространстве. Условия преломления. Фронты объёмных волн.
6.Выделение типов волн на фазокорреляционных диаграм-
мах.
26
7.Монопольные и дипольные зонды акустического метода. Теоретические модели преобразователей.
8.Определение общей пористости мономинеральных пород. Уравнения среднего времени и Раймера–Ханта–Гарднера.
9.Определение общей пористости глинистых пород.
10.Определение литологического состава и общей пористости сложнопостроенных коллекторов.
11.Количественные и качественные признаки поровых, трещинных и смешанных порово-трещинно-каверновых коллекторов.
12.Волна Стоунли и выделение проницаемых пород.
13.Принципиальные основы акустической цементометрии для оценки контактов цементного камня с обсадной колонной и стенкой скважины.
14.Комплексирование стандартной акустической и гамма- гамма-цементометрии и АК-сканирования. Решаемые задачи.
27
ЯДЕРНАЯ ГЕОФИЗИКА И РАДИОМЕТРИЯ СКВАЖИН
С этим направлением связаны темы многих исследований на кафедре ГИС под руководством В.Н. Дахнова, О.А. Барсукова, В.В. Ларионова, Д.А. Кожевникова и др. [1, 10, 16].
Втеории электрических, электромагнитных, акустических и термических методов ГИС успешно используются классические методы математической физики. Для ядерно-физических методов это оказывается невозможным в принципе, так как уравнению переноса удовлетворяет функция распределения, зависящая от семи переменных. Поэтому для построения теории этих методов Д.А. Кожевников предложил свой оригинальный феноменологический метод [1]. В нем постулируется некоторая совокупность положений, включающих и точные результаты теории переноса,
инадежно установленные эмпирические факты. При этом основными объектами, с помощью которых наиболее адекватно в теории и интерпретации данных ЯГИС описываются физические закономерности, являются интегральные геометрические факторы зон в системе скважина-пласт.
Вэтом разделе курса необходимо уделить особое внимание
следующим основным понятиям.
Система «скважина-пласт» (определение) и ее свойства. Кривая и уравнение радиального насыщения показаний геофизического зонда в системе скважина-пласт.
Понятие геометрического фактора. Радиальные и осевые геометрические факторы. Дифференциальные и интегральные геометрические факторы.
Понятие радиальной чувствительности скважинного прибора (канала).
Гамма-метод. Интерпретационная модель и ее проверка по данным физического и математического моделирования. Метро-
28
логические характеристики скважинного прибора и их использование для аналитического учета изменения условий измерений. Алгоритм интерпретации. Петрофизическая модель. Количественное определение пористости и глинистости.
Гамма-спектрометрия. Метрологические характеристики спектрометра. Геометрические факторы зон в системе скважинапласт. Алгоритм определения содержаний ЕРЭ и его программная реализация.
Гамма-гамма-метод (плотностная модификация). Физическое обоснование. Интерпретационная модель и алгоритм интерпретации. Метрологические характеристики аппаратуры. Диаграмма «хребет ребра».
Стационарные нейтронные методы. Радиальные геометрические факторы скважины и пласта и их свойства. Закономерности пространственно-энергетического распределения нейтронов в однородной среде и в системе «скважина-пласт». Объяснение механизма автоматической помехоустойчивости интерпретационного параметра двухзондовой модификации ННМ.
Импульсные нейтронные методы. Кривая временного спада тепловых нейтронов от импульсного источника быстрых в однородной среде и в системе «скважина-пласт». Геометрические факторы зоны скважины, зоны проникновения и неизмененной части пласта.
Контрольные вопросы и задания
1.В чем физическая сущность устойчивого радиоактивного равновесия и как она выражается аналитически? Какое практическое значение в ядерной геологии имеет наличие или отсутствие радиоактивного равновесия в горных породах?
2.Как распределены в семействе урана гамма-излучатели и какое практическое значение имеет такое распределение?
29
3.Какие наиболее интенсивные линии имеются в спектрах гамма-излучения рядов урана и тория. Какую энергию имеют гамма-кванты, испускаемые изотопом калий-40?
4.Специфические особенности взаимодействия с веществом альфа, бета и гамма-излучений.
5.В каких случаях взаимодействие гамма-излучения с веществом протекает по пути фотоэлектрического поглощения, комптоновского рассеяния и образования электрон-позитронных пар?
6.Какие параметры характеризуют взаимодействия излучений
свеществом?
7.Каков физический смысл и размерности микро- и макросечений взаимодействий?
8.Как ядерные свойства породообразующих элементов связаны с закономерностями их геохимической распространённости?
9.Какие факторы влияют на концентрационную чувствительность канала ГМ (ГМ-С) для конкретного излучателя?
10.Как формулируются решения прямой и обратной задач для ГМ-С?
11.Приведите петрофизическую модель ГМ.
12.Какие параметры могут служить мерами суммарного массового содержания ЕРЭ в горной породе?
13.Какие метрологические характеристики учитывают влияние на показания ГМ промежуточной зоны? Каков их физический смысл?
14.Какие физические и петрофизические закономерности определяют информативность гамма-спектрометрии при изучении коллекторов нефти и газа?
15.Какие закономерности отражает диаграмма «хребет-реб-
ра»?
16.Как исключается влияние естественной радиоактивности
30