Скважинная электротомография



Скачать 52.88 Kb.
Дата26.10.2016
Размер52.88 Kb.
Скважинная электротомография

Бобачев А.А.

Геологический ф-т МГУ
Введение

Метод электротомографии (ERT – electrical resistivity tomography) в настоящее время считается одним из наиболее эффективных в области электроразведки на постоянном токе. Однако, как и для всех наземных геофизических методов, разрешающая способность электротомографии уменьшается с увеличением глубины исследования. Это ограничение может быть частично компенсировано использованием скважинных методик измерения.

На данный момент, большинство исследований по электротомографии с применением скважинных измерений проведены в области межскважинной электротомографии. За рубежом такая методика работ чаще всего обозначается как Cross-borehole Tomography или Borehole Resistivity Tomography (BRT). Работы методом BRT проводят различные коммерческие, учебные и государственные компании в разных странах мира: Ливерморская национальная лаборатория (LLNL), компания Multi-Phase Technologies, компания Advanced Geosciences (Advanced Geosciences, Inc., 2003), Центр Шлюмберже Doll Research в Кембридже (США), Лундский технологический институт (Швеция) и др. Были опубликованы несколько схем инверсии для данных межскважинной томографии (Daily W, 1991), (Morelli G, 1996). Успешное практическое применение методики межскважинной электротомографии было описано в литературе для различных областей инженерной геологии: гидрогеология и мониторинг окружающей среды (Daily W., 2000), (Slater L., 2000), (Goes B., 2004), а также при решении рудных задач (Бобачев А.А., 2008), (Куликов В.А., 2013).

Рис. . Измерения по методике скважинной томографии с аппаратурой Syscal-Pro.

Основная проблема межскважинной томографии необходимость работы с близко расположенными скважинами. Глубина исследуемых скважин должна быть больше чем расстояние между скважинами. Такое условия редко выполняется при инженерных изысканиях. Это приводит к тому что, такие работы требуют дополнительного бурения, что существенно удорожает сами работы. Кроме того, наличие рядом расположенных скважин резко снижает потребность геологов в геофизических исследованиях. Отметим также, что изменение расстояния-глубины между скважинами приводит к необходимости использования соответствующих масштабу работу кос, что в свою очередь удорожает комплект аппаратуры.

Таким образом, актуальным является выполнение геофизических исследований на одиночных скважинах, в качестве дополнения к стандартным геофизическим исследованиям. В данной работе показаны возможности таких работ и показана их эффективность в сравнении со стандартным каротажем скважин методом КС.


Методика полевых работ

Методика многоэлектродных зондирований в скважине похожа на обычные поверхностные электротомографические исследования. В скважину опускается электроразведочная коса с 20-50 электродами. Контакт электродов с грунтов происходит через находящиеся в скважине грунтовые воды и промывочную жидкость. В сухой скважине работу провести практически невозможно. В отличие от поверхностных измерений в скважинных работах используется частый шаг между электродами (обычно 0.5 м). Использование более редкого шага приводит к потере разрешающей способности установки, к неточному определению границ и пропуску тонких пластов. Таким образом, получается, что рабочая часть косы имеет длину всего 10-20 метров. Для работы на реальных скважинах в косе используется удлинитель длиной 40-70 метров, являющейся частью косы (рис. 1). Это позволяет, изменяя глубину рабочего участка косы проводить непрерывные исследования глубоких скважин. Таким же образом в наземной электротомографии отрабатываются длинные профили. Для измерений можно и нужно использовать различные электроразведочные установки. Эффективным комплексом является использование комбинированной трехэлектродной установки Шлюмберже и дипольной осевой установки. Отметим, что коэффициент установки для расчета кажущегося сопротивления при скважинных измерениях в два раза больше, чем при поверхностных. А при малых глубинах установки для корректного расчета кажущегося сопротивления необходимо еще учитывать глубину электродов. Измерения кажущегося сопротивления целесообразно дополнять измерением вызванной поляризации (ВП). Так как измерения ВП существенно замедляют измерения, то имеет смысл только часть измерений проводить с ВП (например, только с дипольной осевой установкой). В результате измерений получаются псевдоразрезы кажущегося сопротивления и поляризуемости (Рис. 2.).



Сравнение с каротажем КС

Многоэлектродные зондирования в скважине Рис. . Полевые разрезы кажущегося сопротивления для трех установок и поляризуемость для дипольной осевой установки.

являются аналогом стандартного электрического каротажа (точнее боковое каротажное зондирование с различными установками), который выполняется с неподвижной косой. Отметим основные отличия двух подходов.

  1. Измерения проводят в широком диапазоне разносов. Это позволяет оценить диаметр зоны проникновения и определить удельное сопротивление неизменённых пород. БКЗ редко используется в инженерных изысканиях из-за трудоемкости.

  2. Используется неподвижная коса. Это позволяет одновременно использовать несколько типов установок.

  3. С неподвижной косой проще проводить измерения методом ВП, которые требуют относительно большого времени измерения.

  4. По результатам измерений можно провести не только качественную, но и количественную интерпретацию для определения удельного сопротивления пластов.

  5. Использование больших разносов и комбинирование различных установок позволяет выявлять наличие контрастных неоднородностей рядом со стволом скважины.


Особенности измерений в необсаженных скважинах

При работе в необсаженной скважине всегда необходимо учитывать риск обвала ствола скважины и заклинивание каротажного зонда. Даже использование бронированного каротажного кабеля и мощной лебедки не гарантирует извлечение зонда. Отдельной проблемой является опускание зонда в необсаженную заплывающую рыхлыми породами скважину.



Рис. . Заталкивание косы в скважину.

Для решения этих проблем предлагается использование плетеных кос из стали-медного геофизического провода. Такие косы обладают хорошими механическими свойствами, позволяют заталкивать косу в скважину с помощью буровых штанг (рис. 3). Кроме того, такие косы достаточно дешевые. С другой сторону, можно оставлять косу в скважине для проведения повторных наблюдений (геофизический мониторинг).
Интерпретация данных

Рис. . Результат 2D инверсии.

Для интерпретации данных в рамках одномерных моделей с зоной проникновения можно использовать аппарат 2D инверсии поверхностных данных. В этом случае, конечно, нельзя точно определить параметры зоны проникновения, которая представляет из себя цилиндрическую, а не двумерную неоднородность. Но удельные сопротивления пластов определяются достаточно устойчиво. Опыт показывает, что ойшибка определения удельного сопротивления для толстых слоев не превышает 20%. Для двумерной инверсии удобной в использование оказалась программа ZondRes2d (А. Каминский). Это программа позволяет использовать модель начального приближения, что позволяет получить геологически осмысленный результат (рис. 4).
Заключение

Представленная методика наблюдений дополняет существующий комплекс геофизических исследований скважин и позволяет уточнять положение пластов и их удельное сопротивление даже в неблагоприятных для каротажа методом КС условиях.


Литература

В. Куликов, А. Бобачев, И. Груздева, А. Яковлев Межскважинная электротомография при изучении глубоко залегающего рудного тела в Норильском районе / // Геофизика. 2013. № 1. С. 27–34.

Advanced Geosciences, Inc. Cross Borehole Electrical Resistivity Tomography (ERT) Measurements . - Austin , 2003 г.

Daily W Owen E Cross-borehole resistivity tomography // Geophysics. - 1991 г. - стр. 28–35.

Daily W Ramirez L Electrical imaging of engineered hydraulic barriers // Geophysics. - 2000 г. - стр. 83–94.

Goes B. Meekes J. An effective electrode configuration for the detection of DNAPLs with electrical resistivity tomography // J. Environ. Eng. Geophys. - 2004 г. - стр. 127–41.



Morelli G LaBrecque D Advances in ERT inverse modeling // Eur. J. Environ. Eng. Geophys. - 1996 г. - стр. 171–86.

Slater L. Binley A. , Daily W., Johnson R. Cross-hole electrical imaging of a controlled saline tracer injection // J. Appl.Geophys. - 2000 г. - стр. 85–102.
Каталог: media -> publications -> article
article -> Рогожникова Варвара Николаевна
article -> В. М. Капицын д полит н., профессор, иппк мгу имени М. В. Ломоносова проф кафедры социологии и политологии Исследование
article -> Развитие российского фармацевтического рынка как фактор социально-экономической стабильности
article -> Программа преддипломной практики Направление подготовки №040200 «Социология» Профиль подготовки Общий профиль
article -> Моментные характеристики сложного пуассона
article -> Алексеев В. В. Кпсс в последние годы своего существования
article -> Подольский Андрей Ильич
article -> Объяснение энергетики и цикличности
article -> Школьная политика российской империи на национальных окраинах в XIX начале XX вв


Поделитесь с Вашими друзьями:


База данных защищена авторским правом ©grazit.ru 2019
обратиться к администрации

войти | регистрация
    Главная страница


загрузить материал