Объекты исследований: горная порода (пласт) и нефтегазовая залежь (месторождение). Система скважина-пласт и свойства прискважинной зоны пласта. Информационные модели ГИС. Теоретические проблемы методов ГИС на различных этапах изучения и эксплуатации месторождений нефти и газа.
Информационно-измерительные системы ГИС. Погрешности измерений и погрешности интерпретации. Виды и источники погрешностей.
2. Уравнения физических полей. Феноменологические уравнения физических полей. Уравнения электрического и электромагнитного полей. Уравнение теплопроводности. Уравнения геоакустики (механика сплошной среды). Уравнения гидродинамики. Уравнение переноса излучения. Уравнение диффузии.
3. Закономерности физических полей в системе скважина-пласт. Физические и петрофизические законы в геофизике. Прямые и обратные задачи в геофизике. Классические и неклассические методы решения прямых и обратных задач.
Понятия пространственных геометрических факторов в теории методов электрометрии скважин. Понятие радиального геометрического фактора в теории методов радиометрии скважин.
Способы построения интерпретационных моделей методов ГИС. Принципы алгоритмической интерпретации данных ГИС.
4. Теория методов ГИС. Метод кажущегося сопротивления. Электрическое поле в однородной и плоско-стратифицированной средах. Типы зондов и свойства диаграмм.
Боковое электрическое зондирование. Основы теории. Асимптотические свойства интерпретационных зависимостей. Принцип эквивалентности.
Теория методов сопротивления заземлений и зондов с фокусировкой тока. Интерпретационная модель. Геометрические факторы зон в системе скважина-пласт.
5. Электромагнитные методы. Индукционный метод. Интерпретационная модель. Геометрические факторы: дифференциальные и интегральные, радиальные и осевые, их свойства.
Высокочастное индукционное каротажное изопараметрическое зондирование (ВИКИЗ). Электромагнитные фокусирующие системы. Разность фаз и ее связь с удельным электрическим сопротивлением среды. Ограничения электромагнитных методов.
6. Метод собственных потенциалов. Диаграммы ПС в пластах ограниченной мощности. Геофизическая и петрофизическая интерпретация.
7. Методы радиометрии скважин. Меры взаимодействий излучений с веществом. Способы решения прямых задач теории ядерно-физических методов ГИС.
Метод естественной радиоактивности - интегральная модификация.
Интерпретационная модель; метрологические характеристики аппаратуры. Концентрационные чувствительности скважинного прибора; урановые и калиевые эквиваленты. Радиальная чувствительность скважинного прибора. Проверка интерпретационной модели по данным физического и математического моделирования. Использование метрологических характеристик скважинного прибора для аналитического учета изменения условий измерений. Алгоритм интерпретации. Петрофизическая модель. Оценка пористости и глинистости.
8. Метод естественной радиоактивности - спектрометрическая моди-фикация. Геохимические основы метода. Интерпретационная модель. Диаграмма ГМ для пласта конечной мощности. Метрологические характеристики спектрометра. Геометрические факторы зон в системе скважина-пласт. Алгоритм определения содержаний ЕРЭ и его программная реализация. Геологическая информативность ГМ-С и его значение в комплекса ГИС.
9. Гамма-гамма метод (плотностная модификация). Физическое обоснование. Интерпретационная модель. Метрологические характеристики аппаратуры. Диаграмма «хребет - ребра». Алгоритм определения плотности породы и толщины промежуточной зоны. Приближенные алгоритмы определения плотности пород и их метрологическая настройка. Учет влияния естественной радиоактив-ности на показания ГГМ. Влияние свойств промежуточной зоны на погрешность определения плотности пород.
Количественная интерпретация данных гамма-цементометрии скважин. Интерпретационная модель. Метрологические характеристики аппаратуры и их определение. Алгоритм интерпретации данных ГГМ-Ц и его программная реализация.
10. Нейтронные методы. Классификация нейтронных методов и их распределение по процессам взаимодействия нейтронов с веществом. Стационарные нейтронные методы. Нейтронные характеристики горных пород. Закономерности пространственно-энергетического распределения нейтронов в однородной среде и в системе «скважина-пласт». Инверсия показаний по водородосодержанию.
Интерпретационные модели однозондовых и многозондовых модификаций стационарных методов. Интерпретационные параметры и их точностные характеристики. Метрологическое обеспечение методов определения пористости горных пород (теория имитаторов пористых пластов). Алгоритмы определения пористости по данным ННМ.
11. Нейтронный гамма-метод. Зависимость показаний от пористости (водородосодержания) коллектора и хлоросодержания пластовой воды. Инверсия показаний по хлоросодержанию. Модификации нейтронной гамма-спектрометрии.
12. Импульсные нейтронные методы. Кривая временного спада тепловых нейтронов от импульсного источника быстрых в однородной среде и в системе «скважина-пласт». Теоретическое обоснование петрофизической информативности импульсных методов. Интерпретационные модели импульсных методов и их метрологическое обеспечение.
Радиоиндикаторные методы. Технология измерений. Теория метода, интерпретационная и петрофизическая модели. Определение проницаемости и эффективной (динамической) пористости коллекторов.
13. Акустический метод исследования скважин. Геоакустические характеристики горных пород. Теоретические основы ультразвукового метода. Кинематика волнового поля в скважине. Принцип измерений. Определение параметров упругих колебаний. Динамика волнового поля в скважине и частотный анализ акустического сигнала. Диаграммы амплитуд и коэффициента затухания против одиночного пласта. Влияние литологии и насыщения коллекторов на скорость и затухание упругих колебаний. Фазокорреляционная диаграмма.
Применение УЗМ для контроля технического состояния скважин.
14. Термические методы исследования скважин. Геотермия и термометрия. Механизмы переноса тепла и термические характеристики горных пород. Методы решения теоретических задач геотермии и термометрии скважин. Метод естественного теплового поля и уравнение геотермы. Функция Грина уравнения теплопроводности. Основные закономерности образования и расформирования искусственного теплового поля.
Рекомендуемая литература:
а) основная литература:
Ю.Н.Антонов. Изопараметрическое каротажное зондирование. (обоснование ВИКИЗ). Геология и геофизика, 1980, №6, 81-91.
Ю.И.Горбачев. Геофизические исследования скважин: Учеб. для ВУЗов. Под ред. Е.В.Каруса. - 1990. - 398 с.
В.Н.Дахнов. Электрические и магнитные методы исследования скважин: Учеб. для ВУЗов. - 2-е изд., перераб. - М.: Недра, 1981. - 344 с.
В.М.Добрынин, Б.Ю.Вендельштейн, Д.А.Кожевников. Петрофизика. Учеб. для ВУЗов. - М.: Недра, 1991 - 368 с.
Д.А.Кожевников. Методические рекомендации к проведению лабораторных работ по спецкурсу «Геофизические исследования скважин».-М., МИНГ им.И.М.Губкина, 1988. - 56 с.
Д.А.Кожевников. Гамма-метод изучения естественной радиоактивности горных пород в нефтегазовых скважинах. Конспект лекций по спецкурсу ГИС. М., МИНГ им. И.М.Губкина, 1989. - 56 с.
б) дополнительная литература
Д.А.Кожевников. Нейтронные характеристики горных пород и их использование в нефтегазопромысловой геологии. Изд. 2-е, перераб. и доп. - М.: Недра, 1982. - 186 с.
Д.А.Кожевников . Акустические методы исследования скважин. Конспект лекций: ч.1, М., 1977; -26 с.; ч.2, 1978, - 28 с. Изд. МИНХиГП им. И.М.Губкина.
3.6. АППАРАТУРА ГИС
1. Введение. Исторический обзор развития геофизического приборостроения. Современное состояние и формы совершенствования геофизических средств измерений: создание аппаратуры для новых геофизических методов, автоматизация, комплексирование, унификация, повышение точности, надежности и ремонтопригодности аппаратуры.
2. Принципы построения скважинных геофизических информационно-измерительных систем (СГИИС). Информационная модель геофизических исследований скважин (ГИС). Измерение и информация при ГИС. Специфика использования единиц измерения геофизических величин. Метрологические особенности информационной модели.
Структурная и информационная схемы СГИИС, особенности преобразования информации в различных ее частях. Структура СГИИС как совокупность измерительных преобразователей, устройств обработки, передачи, хранения и отображения количественной информации. Согласование элементов СГИИС по мощности, чувствительности. Классификация СГИИС.
Характеристики СГИИС. Объект исследования и спектральные характеристики геофизических сигналов. Метрологические характеристики. Динамические характеристики. Помехоустойчивость. Информационные критерии. Технико-эксплуатационные характеристики.
Условия эксплуатации, эксплуатационные нагрузки и их действие на аппаратуру. Элементы теории надежности и ремонтопригодности. Способы и методики испытаний аппаратуры.
Принципы проектирования СГИИС. Методические основы стандартизации. Выбор и обоснование параметрических рядов аппаратуры. Унификация узлов и деталей. Общие вопросы конструирования геофизических приборов. Агрегатированная система геофизических приборов (АСГП).
3. Основы метрологии геофизических исследований скважин. Метрология. Измерение. Единство измерений. Единообразие средств измерений в процессе эксплуатации. Специфика геофизических измерений. Специфика единиц измерения геофизических величин. Метрологическое обеспечение ГИС.