ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ РФ
УХТИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
УТВЕРЖДЕНО
Советом геологоразведочного факультета
______________________ Н.П. Демченко
« 19 » сентября 2005 г. (протокол № 1)
П Р О Г Р А М М А
вступительных экзаменов в аспирантуру по специальности 25.00.16 «Горнопромышленная и нефтегазопромысловая геология, геофизика, маркшейдерское дело и геометрия недр»
Одобрено на заседании
Кафедры ГМИС
(протокол № 1 от 12.09.05 г.)
У Х Т А 2005
Составители программы:
Кандидат геолого-минералогических наук,
доцент, заведующий кафедрой
Геофизических методов, геоинформационных
технологий и систем В.А. Зыков
Доктор физико-математических наук,
профессор кафедры
Геофизических методов, геоинформационных
технологий и систем А.И. Кобрунов
Кандидат геолого-минералогических наук,
доцент кафедры
Геофизических методов, геоинформационных
технологий и систем Л.П. Шилов
1. О Б Щ И Й Р А З Д Е Л
1.1. П Е Т Р О Ф З И К А
1.Введение. Петрофизика – основа геологической интерпретации результатов прикладной геофизики - способов добычи полезных ископаемых и обоснования строительства фундаментов под крупные сооружения. Роль российской науки, российских и зарубежных ученых в создании петрофизики, история развития и главные результаты петрофизических исследований в России и за рубежом. Основное содержание курса в ряду естественных наук.
2. Неоднородность, дисперсность, межфазная поверхность пород. Их характеристики.
Вещественная, структурная и фазовая неоднородность пород, причины возникновения. Уровни и характеристики неоднородности.
3. Глинистость. Состав и распределение глинистого материала в осадочных породах. Количественные характеристики глинистости.
Удельные поверхность: полная (адсорбционная), гранулометрическая, каналов фильтрации (фильтрационная).
Обменная емкость как параметр, характеризующий дисперсность пород. Определение емкости катионного обмена и удельной поверхности.
4. Моделирование естественных условий залегания горных пород
Геостатические, гидростатические и эффективные давления (напряжения). Упругие и необратимые деформации, связь деформации с упругими характеристиками горных пород.
5. Пористость, структура порового пространства. Понятие пористости. Происхождение, форма, размеры и взаимосвязь пор, трещин и каверн. Пористость глин и глинистых пород. Связь глинистости и пористости. Эффективная, динамическая и общая (абсолютная) пористости. Структура порового пространства, способы ее количественного описания, методы изучения. Изменения пористости в результате постседиментационных процессов. Вторичная пористость. Связь пористости с другими петрофизическими характеристиками. Влияние термобарических условий на характер и значения пористости осадочных пород. Пористость минералов, магматических, метаморфических пород и руд.
6. Влажность, влагоёмкость, двойной слой. Влажность и влагоёмкость, полная влагоёмкость, межфазное взаимодействие. Адсорбция и катионный обмен. Понятие "связанной" (адсорбционной) , "остаточной" и "свободной" воды, методы их изучения. Роль аномальных слоёв в формировании физических свойств пород. Двойной электрический слой, его образование, структура и свойства. Гидрофильные и гидрофобные поверхности. Влагоемкость капиллярная, гигроскопическая, "подвешенная", полная.
Вода химически связанная, кристаллизационная и конституционная. Вода гидроксильных групп. Ее содержание у различных минералов, составляющих породу. Влияние химически связанной воды на физические свойства пород.
Способы определения содержания различных форм воды (свободной, физически и химически связанной). Нефте- и газонасыщенность пород
Распределение нефти, воды и газа в поровом пространстве пород. Коэффициенты нефте-, водо- и газонасыщения. Гидрофильные и гидрофобные коллекторы. Лабораторные способы определения нефтегазонасыщенности.
7. Плотность горных пород. Определение и практическое значение плотности. Связь плотности пород с плотностью их фаз, коэффициентами пористости и влажности. Плотность пород в сухом и влажном состояниях. Зависимость плотности от температуры, давления, времени и условий залегания пород. Экспериментальные связи плотности с другими свойствами пород. Классификация пород по плотности.
8. Проницаемость горных пород. Проницаемость абсолютная, фазовая и относительная. Зависимость коэффициента проницаемости от коэффициента пористости, удельной поверхности, среднего диаметра зерен и пор, коэффициента водонасыщения и других по теоретическим и экспериментальным данным. Уравнение Козени-Кармана.
Пределы изменения, характер распределения и классификация коэффициентов проницаемости для различных пород. Коллекторы, их классификация по гранулометрическому составу, коэффициентам динамической пористости и проницаемости (основные сведения).
Лабораторные способы определения коэффициентов проницаемости при обычных и высоких давлениях и температурах.
9. Электрические свойства горных пород. Теоретические основы физических и физико-химических явлений, определяющих электропроводность, диэлектрические свойства, окислительно-восстановительную, диффузионно-адсорбционную и фильтрационную активности пород.
Электропроводность (удельное сопротивление) минералов и жидкой фазы пород. Электропроводность сухих, максимально- и частично насыщенных водой пород. Параметры пористости, насыщения, влажности.
Электропроводность глинистых пород. Поверхностная проводимость. Корреляционные связи электропроводности с другими свойствами согласно аналитическим, модельным и экспериментальным исследованиям. Влияние температуры и давления на электропроводность осадочных пород.
10. Диэлектрические свойства пород и минералов. Диэлектрическая проницаемость составляющих породу фаз. Диэлектрическая проницаемость и диэлектрические потери пород, их связь с частотой поля, влажностью, пористостью и минеральным составом породы. Пределы изменения диэлектрических параметров и способы их измерения.
11. Вызванные потенциалы и вызванная электрохимическая активность минералов и пород с электронной и электронно-ионной проводимостью. Связь вызванных потенциалов с составом твёрдой и жидкой фазы, удельной поверхностью, проницаемостью и другими параметрами пород по теоретическим и экспериментальным данным. Величина вызванной активности, способы ее определения. Электрические характеристики руд и пород с рудными включениями.
12. Диффузионно-адсорбционная активность горных пород: факторы, ее определяющие, пределы изменения, способы определения. Связи с коллекторскими и другими свойствами пород. Зависимость диффузионно-адсорбционной активности от температуры и давления по теоретическим и экспериментальным данным. Фильтрационные потенциалы и фильтрационная активность пород. Условия их формирования, пределы изменения. Связи фильтрационной активности с другими свойствами пород. Пределы изменения и способы определения.
13. Магнитные свойства горных пород. Процессы намагничивания и магнитные характеристики диа-, пара-, ферромагнитных минералов. Классификация пород по магнитной восприимчивости. Особенности магнитной восприимчивости основных типов и групп пород. Остаточная намагниченность, коэрцитивная сила и точка Кюри. Зависимость магнитной восприимчивости от содержания в породе ферромагнетиков. Связи магнитной восприимчивости с другими петрофизическими величинами.
14. Тепловые свойства горных пород. Процессы и законы распределения тепла в породах. Коэффициенты теплопроводности, теплоемкости и коэффициент температуропроводности газовой, жидкой фазы, минералов и многофазных пород. Тепловые характеристики типов и групп пород. Связи тепловых и других петрофизических свойств. Тепловые свойства при разных термобарических условиях. Дифференциация пород по их тепловым характеристикам.
15. Естественная радиоактивность горных пород. Радиоактивные элементы и радиоактивность природных вод и минералов. Классификация минералов по величине и гамма активности. Энергетический спектр гамма излучения пород и его использование для определения радиоактивных элементов, присутствующих в породе. Радиоактивные минералы и радиоактивность магматических, метаморфических и осадочных пород. Связь гамма активности с другими петрофизическими характеристиками. Определение радиоактивности горных пород.
16. Нейтронные свойства горных пород. Нейтронные эффективные сечения, зависимость их от энергии нейтронов, химического состава (в частности, от водородо- и хлоросодержания) плотности и других свойств пород. Комплексные параметры, характеризующие интенсивность взаимодействия нейтронов с породами (замедляющая способность, длины замедления и диффузии, время жизни тепловых нейтронов и нейтронная поглощающая активность).Зависимость этих параметров от характеристик сред.
17. Упругие свойства пород. Скорость распространения упругих волн в идеально упругих сплошных средах. Коэффициенты упругости минералов, скорости распространения в них упругих волн. Особенности распростронения упругих волн в горных породах.Коэффициенты упругости пород и скорость распространения в них упругих волн по теоретическим и экспериментальным данным; зависимость скорости от коэффициентов упругости, соотношения фаз, от плотности, пористости, глинистости, температуры, давления, возраста и литологического состава пород. Поглощение упругих волн в горных породах. Коэффициенты поглощения упругих волн и их зависимости от вещественного, фазового состава, структуры пород, температуры, частоты колебания.