Геофізичні дослідження - статті
Перші геофізичні дослідження (термометрія) виконані Д. В. Голубятникова в 1908 на нафтових промислах Баку. У 1926 братами Шлюмберже (Франція) був запропонований електричний каротаж. Висока ефективність електричного каротажу забезпечила його швидке впровадження і розвиток інших методів геофізичних досліджень. В СРСР в розробку теорії і техніки геофізичних досліджень великий внесок внесли Л. М. Альпін, В. Н. Дахнов, С. Г. Комаров та ін. Важливі дослідження в цій області виконані в США Г. Арчі, Г. Гюйо, Дж. дол і ін.
Геофізичні дослідження, що проводяться для вивчення геологічного розрізу свердловин, називають каротажем. який здійснюється електричними, електромагнітними, магнітними, акустичними, радіоактивними (ядерно-геофізичними) і іншими методами. При каротажі за допомогою приладів, що спускаються в свердловину на каротажної кабелі, вимірюються геофізичні характеристики, що залежать від одного або сукупності фізичних властивостей гірських порід і їх розташування в розрізі свердловини. У свердловинні прилади входять каротажні зонди (пристрої, що містять джерела і приймачі спостережуваного поля), сигнали яких по кабелю безперервно або дискретно передаються на поверхню і реєструються наземною апаратурою у вигляді кривих (рис.) Або масивів цифрових даних.
Розробляються способи каротажу, які можна проводити в процесі буріння приладами, опускають в свердловину на бурильних трубах.
При електричному каротажі вивчають питомий електричний опір, дифузійно-адсорбційну і штучно викликану електрохімічну активність порід і т.п. Для визначення питомої опору застосовують бокове каротажне зондування (вимірювання трёхелектроднимі градієнт-зондами різної довжини), бічний каротаж (виміру зондами з фокусуванням струму), мікрокаротаж і бічний мікрокаротаж. Різниця в дифузійно-адсорбційної активності порід використовується в каротажі мимовільної поляризації, а здатність порід поляризуватися під дією електричного струму - в каротажі викликаної поляризації, заснованому на різниці потенціалів, що виникають на поверхні контактів руд (наприклад, сульфідних), вугілля з іншими гірськими породами. При електромагнітному каротажі вивчаються питома електрична провідність (індукційний каротаж), магнітна сприйнятливість (каротаж магнітної сприйнятливості, КМВ) і діелектрична проникність (діелектричний каротаж, ДК) гірських порід індукційними зондами на різних частотах 1 кГц (КМВ), 100 кГц і 40 МГц (ДК ). При магнітному каротажі вимірюються магнітна сприйнятливість порід і характеристики магнітного поля. Акустичний каротаж ґрунтується на реєстрації інтервальних часів (швидкості), амплітуд і інших параметрів пружних хвиль ультразвукового і звукового діапазону.
При радіоактивному каротажі (ядерно-геофізичної) в свердловинах вимірюють характеристики іонізуючого випромінювання. Широко використовується вивчення характеристик нейтронного і гамма-випромінювання, що виникають в породах при опроміненні їх стаціонарним джерелом нейтронів (нейтрон-нейтронний каротаж і нейтронний гамма-каротаж) або джерелами гамма-випромінювань (гамма-гамма-каротаж). Модифікації радіоактивного каротажу застосовуються з імпульсними джерелами нейтронів (імпульсний нейтрон-нейтронний каротаж, імпульсний нейтронний гамма-каротаж) і гамма-випромінювання (імпульсний гамма-гамма-каротаж). Природне гамма-випромінювання порід досліджується в гамма-каротажу. У активаційному радіоактивному каротажі вивчаються характеристики випромінювання штучних радіоактивних ізотопів, що виникають в породах при опроміненні їх джерелом іонізуючого випромінювання здійснюватиме. Ядерно-магнітний каротаж полягає в спостереженні за зміною електрорушійної сили, що виникає в котушці зонда в результаті вільної прецесії протонів в імпульсному магнітному полі.
Газовий каротаж забезпечує вивчення фізичними методами змісту і складу вуглеводневих газів і бітумів в буровому розчині, а також параметрів, що характеризують режим буріння. Маємо приклади застосування дослідження, засновані на визначенні механічних властивостей в процесі буріння (механічний каротаж).
Околоскважінном і межскважинной дослідження засновані на вивченні в масивах гірських порід особливостей природних або штучно створених геофізичних полів: магнітного (скважинная магніторозвідка), гравітаційного (скважинная гравірозвідка), поширення радіохвиль (радіохвильовий метод, РВМ), пружних хвиль (акустичне просвічування), постійного або низькочастотного електричного (метод зарядженого тіла), нестаціонарного електромагнітного (метод перехідних процесів); п'єзоелектричного ефекту, що виникає в гірських породах під впливом пружних коливань (п'єзоелектричний метод); потенціалів викликаної поляризації, що виникають на контакті рудного тіла в результаті впливу джерела струму в свердловині або на поверхні Землі (контактний метод поляризаційних кривих) і ін.
У радіохвильових методах розвідки джерело електромагнітних коливань (частота 0,16-37 МГц) розміщується в свердловині; реєстрація здійснюється за допомогою приймачів (антен) в цій же свердловині (околоскважінном дослідження) або в сусідній (межскважинной дослідження). У деяких випадках поле спостерігається на поверхні Землі. При розвідці акустичним просвічуванням порушення і спостереження хвиль здійснюється так само, як в РВМ. У методі зарядженого тіла струмовий електрод розміщують в свердловині проти рудного тіла; спостереження виробляють в свердловині або на поверхні. Методи околоскважінном і межскважинной досліджень дозволяють виявити і оконтурити рудні тіла та інші геологічні утворення, пересічені свердловиною або знаходяться в стороні від неї.
Підвищення ефективності геофізичних досліджень пов'язаний з розробкою і впровадженням нових методів, а також з удосконаленням методики і техніки досліджень; впровадженням машинних методів обробки та інтерпретації даних, створення цифрових каротажних лабораторій, керованих бортовий ЕОМ, комплексних геолого-геохімічні-геофізичних інформаційно-вимірювальних і обробних комплексів, високоточних і термобаростойкіх комплексних свердловинних приладів і ін.