Техника безопасности при спуско-подъемных операциях

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 15 Января 2012 в 19:07, курсовая работа

Описание работы

По виду первичного радиоактивного излучения все радиоактивные методы подразделяются на две большие группы: гамма-методы и нейтронные методы. В первую группу входят методы естественного гамма-поля и искусственного стационарного или переменного гамма-поля (ИГГМ). Нейтронные методы изучают искусственные нейтронные поля и по частоте возмущающего поля и методы переменного нейтронного поля.
Целесообразность применения каждого метода и его модификации вытекает из конкретных решаемых геологических задач и геологических особенностей месторождения.

Файлы: 1 файл

гмис КУРСАЧ.doc

— 458.50 Кб (Скачать файл)

       Величина  диффузионного потенциала в случае свободного контакта фильтрата ПЖ с ПВ будут соответствовать значению ее для растворов NaCl. 

       Свободный диффузионный потенциал (в мВ) непосредственного  контакта растворов Na Cl

       εд = -11,61lg

       Можно считать , что концентрации С1 и С2 растворов Na Cl обратно пропорциональны их удельным сопротивлениям           

       Тогда

       εд=-11,61lg ,                                                                             

                  -удельные сопротивления фильтрата ПЖ и ПВ.

       Таким образом, для растворов одной  и той же соли свободный диффузионный потенциал Ес тем больше, чем больше разница концентраций (удельных сопротивлений) этих растворов.

       Диффузионно- адсорбционный потенциал самопроизвольной поляризации.

       Контакт фильтрата ПЖ и ПВ не является свободным, а происходит через перегородку, состоящую из горной породы.

       В случае контакта двух растворов разной минерализации, разделенных перегородкой из горнойпороды, возникает потенциал, называемый диффузионно-адсорбционным потенциалом самопроизвольной поляризации Еда.

       Для растворов одной и той же соли диффузионно-адсорбционный потенциал, так же как и свободный потенциал  Ес непосредственного  контакта этих растворов, пропорционален логарифму отношения их концентраций (или их удельных сопротивлений)

       εда= Кдаlg = Кдаlg = (Кдда)lg ,                                                (1.5)

       К -коэффициент диффузионно-адсорбционного потенциала контакта растворов через перегородку.

       На  коэффициент диффузионно-адсорбционного потециала   существенное влияние  оказывают литология горных пород, из которых состоит перегородка.

       Пески, песчаники и карбонатные породы, не содержащие глинистого материала (такие породы называют чистыми), не влияют на образование диффузионного потенциала Ед в скважине, который при наличии перегородки из этих пород практически равен диффузионному потенциалу Ес свободного контакта растворов. Для растворов NaCl в этих условиях величины          близки к нулю.

       Перегородка из глинистой породы (глины, аргиллиты), разделяющая контактирующие растворы, резко изменяетвеличину и знак диффузионного  потенциала. Причиной этого является изменение механизма диффузии ионов, заключающийся в следующем:

       Между твердыми частицами, слагающими горную породу и раствором, заполняющим  поровое пространство, существует разность потенциалов, под действием которой  на поверхности частиц адсорбируются анионы соли, растворенные в ПВ. Избыточные катионы находятся в слое раствора, примыкающем к поверхности частиц, причем концентрация их быстро падает по мере удаления от поверхности частицы.

         Анионы, адсорбированные поверхностью  частицы и окружающий ее слой раствора, насыщенный избыточными катионами, образуют так называемый двойной электрический слой.

         Адсорбированные анионы двойного  слоя практически неподвижны, в  то время как подвижность катионов  меняется мало.

         Таким образом, если при свободном  контакте растворов NaCl анионы Cl подвижнее катионов Na ,то при наличии в разделяющей их породе двойных слоев будет иметь место обратное соотношение: скорость адсорбированных анионов Cl  будет в среднем ниже, чем скорость катионов Na. Это является причиной изменения знака и величины диффузионно- адсорбционного потенциала Еда по сравнению со знаком и величиной свободного потенциала Ес.

       На  практике Кда   для глинистых пород=35-50 мВ. По уменьшению диффузионно-адсорбционного потенциала горные породы располагаются в следующем порядке: глинистые сланцы, известняки, песчаники, мергели, доломиты, пески.

       Для возникновения  диффузионного потенциала самопроизвольной поляризации в  скажине нужны определенные условия. Опыт изучения практических кривых ГИС  и теоретических исследований показывают, что необходимыми предпосылками образования Епс являются

  1. разница в минерализации (концентрации или химический состав) ПВ и ПЖ.
  2. наличие в геологическом разрезе контакта горных пород, отличающихся по глинистости.

       Рассмотрим механизм образования диффузионного потенциала Ед на контакте песчаных и глинистых пластов, пересеченных скважиной. Предположим, что ПЖ, заполняющая скважину и ПВ песчаного пласта являются растворами NaCl  разной концентрации и ,следовательно, разного удельного сопротивлений. Возьмем наиболее типичный для практики случай, когда сопротивление пластовой воды,что

       Сначала рассмотрим поверхность раздела  песчаные породы и ПЖ по стенке скважины. Как уже говорилось, чистые песчаные породы не оказывают влияния на процесс диффузии ионов, поэтому эту границу раздела можно считать свободным контактом двух растворов. Ионы Cl перемещаются из пласта в скажину, в результате чего последняя заряжается отрицательно, а пласт-положительно. На поверхности раздела песчаные породы-ПЖ возникает диффузионный потенциал свободного контакта Ес.

       Две другие поверхности раздела (горизонтальную поверхность между песчаными  и глинистыми пластами  и поверхность  между ПЖ и глиной по стенке скважины) заменим контактом ПВ с фильтратом ПЖ через перегородку, состоящую из глин. На этом контакте возникает диффузионно-адсорбционный потенциал Еда, причем знак его противоположен знаку диффузионного потенциала свободного контакта: скважина заряжается положительно , а пласт отрицательно.

       Таким образом, в контуре токовой линии поля ПС, замыкающемся около места пересечения скважиной контакта глинистых и песчаных пластов действуют две ЭДС (Ес и Еда), которые образуют вместе общий диффузионный потенциал  ПС в скважине и около нее.

       Образование фильтрационных потенциалов

       В случае течения жидкости через горные породы при определенных условиях возникают  потенциалы фильтрации. Механизм возникновения фильтрационных потенциалов (или

       течения) в горных породах можно представить  следующим образом.

        Рисунок 1. 

       На  поверхности раздела капилляра, моделирующего единичную пору породы, с раствором электролита формируется двойной электрический слой. Внешняя часть его образована диффузным слоем ионов, толщина которого тем больше, чем меньше концентрация раствора. Если между концами капилляра создать разность давлений р, то при течении через капилляр жидкость увлекает часть ионов диффузного слоя, в результате чего сам капилляр заряжается положительно, а на его конце с высоким давлением возникает отрицательный потенциал.

       При течении жидкости из скважины в пласт возникает отрицательная разность потенциалов фильтрации, которая, накладываясь на отрицательную разность потенциалов диффузионно-адсорбционного происхождения (при рф>рв), приводит к увеличению отрицательной аномалии Uсп против песчаного пласта.

       Образование окислительно-восстановительных потенциалов

       Окислительно-восстановительные  потенциалы возникают в скважинах  в результате химических реакций, происходящих между телами с электронной проводимостью  и электролитами промывочной  жидкости и пластовых вод. Окислительно-восстановительные э. д. с. могут возникнуть в сульфидах, каменных углях, графите и других горных породах. При окислении вещества происходит потеря электронов, и оно заряжается положительнотак образуются окислительно-восстановительные потенциалы. Примером окислительной реакции является взаимодействие пирита с пластовыми водами или промывочной жидкостью и растворенным в них кислородом:

       2FtS2+7O2+2H2O=2FeSO4+2H2SO4. 

       При этом пирит заряжается положительно благодаря адсорбции ионов железа Fe2+, а окисляющие его водыотрицательно ионами SO42-. На кривой потенциалов СП рудное тело выделится среди вмещающих пород, например песчано-глинистых, четкой положительной аномалией Uсп.

       В результате окисления угля в водной среде поверхность его заряжается отрицательно, а контактирующий раствор положительно. В случае восстановительной реакции картина обратная: твердая поверхность приобретает положительный заряд, а водный растворотрицательный.  

       Физические  основы каротажа сопротивлений 

       Каротаж сопротивлений  это методы, в которых исследуется удельное электрическое сопротивление горных пород.

       Электрическое сопротивление горных пород измеряют при помощи опускаемого в скважину зонда, представляющего собой систему  электродов, установленных на каротажном кабеле. Размеры электродов обычных каротажных зондов достаточно малы по сравнению с расстояниями между ними и с диаметром скважины, поэтому их можно считать точечными.

       Зонд  это совокупность  четырех электродов , один из которых (электрод В) заземляется на поверхности. Через электрод А пропускают ток I от источника тока на поверхности. Этот ток создает между электродами M и N зонда разность потенциалов ΔU, которая передается по жилам каротажного кабеля на поверхность, где измеряется и записывается регистратором, установленным в специальной автомашине каротажной станции.

       Чтобы установить связь удельного электрического сопротивления изучаемой среды  с измеряемой характеристикой электрического поля     (U,U и Е), силой тока и геометрическими размерами зонда, необходимо определить значение потенциала в однородной изотропной среде, где расположен точечный источник тока.

       Удельное  сопротивление среды, окружающей зонд, определяется по формуле

       ρ ,(1.)

       где Ккоэффициент зонда, зависящий от взаимного расположения электродов зонда и расстояния между ними.

       Коэффициент зонда вычисляется из равенства 

                           К=4π ,(2)

       где AM, AN и MNрасстояния между соответствующими электродами зонда в м.

       Разность потенциалов ΔU  сила тока I измеряются соответственно в милливольтах и миллиамперметрах; при этих условиях величина удельного сопротивления будет получена в Ом-метрах. Разности потенциалов изменяются непрерывно в процессе перемещения зонда по стволу скважины.

       Сила  тока в электроде А при изменении  поддерживается постоянной, при этом измеряемые разности потенциалов отражают характер окружающей среды. Величину тока подбирают такой, чтобы в определенном масштабе кривая КС была четко дифференцирована.

       Кажущееся удельное сопротивление

       Среда, в которой проводят измерения, неоднородна. Зонд находится в скважине, заполненной  буровым раствором, удельное сопротивление  которого отличается от удельного сопротивления  пласта ρп, подлежащего определению. В результате образования зоны проникновения удельное сопротивление прилегающей к скважине части пласта может отличаться от удельного сопротивления его неизменной части. Выше и ниже пласта находятся породы с другим удельным сопротивлением. Однако и в этом случае пользуются формулой (1), полученной для однородной среды, и, измерив I и ΔU, определяют

       ρк ,(1)

       Полученное  таким образом значение ρк называют кажущимся удельным сопротивлением или сокращенно КС. Обычно ΔU  измеряется в милливольтах, сила тока I в миллиамперметрах; К берут в метрах, а кажущееся удельное сопротивление получается в ом-метрах. Кажущимся удельным сопротивлением (КС) называют величину, подсчитанную по результатам измерений многоэлектродным зондом по формуле, полученной для однородной среды. В однородной среде кажущееся удельное сопротивление равно удельному. Фактически, поскольку среда неоднородна, кажущееся удельное сопротивление отличается от удельного тем больше, чем больше неоднородность среды.

Информация о работе Техника безопасности при спуско-подъемных операциях