Геофизические исследования в скважинах
Проектом предусмотрено проведение геофизических исследований, которые направлены на получение дополнительной информации о геолого-гидрогеологических условиях участка, который находится в с. ИрбаКежемского района Красноярского края. Виды исследований определяются в соответствии с СП 11-105-97 ч. VI и РСН-75-90.
Проектом предусматривается проведение геофизических работ скважине №4 с целью выполнения следующих задач:
- литологическое расчленение разреза в скважине;
- уточнения гидрогеологических параметров;
- Определение профиля притока воды в скважине, коэффициента фильтрации и водопроводимости пластов;
- Оценка технического состояния конструкции скважины.
Комплекс ГИС включает в себя следующие методы:
5. КС – метод кажущихся электрических сопротивлений стенок скважины. Выполняется для определения ослабленных или трещиноватых зон разреза.
6. Гамма-каротаж – измерение естественной радиоактивности пород. Проводится для уточнения литологического разреза.
7. Расходометрия – определение положения статического уровня, мощности водоносного горизонта и водопроницаемости пород.
8. КМ – кавернометрия – определение истинного диаметра скважины.
Каротаж сопротивлений (КС)
Каротаж сопротивления (КС), основан на измерении кажущегося удельного сопротивления горных пород, для их расчленения по разрезу. Под кажущимся удельным сопротивлением понимают показание зонда в однородной изотропной проводящей среде с ρ = ρк, которое соответствует показанию в данной неоднородной среде. Правильно подобранный для изучаемого района зонд обеспечивает наилучшие показания по кривым КС слоев с разным удельным электрическим сопротивлением. Его вид и размеры зависят от поставленных задач и выбираются опытным путем. Различают установку МАВ, которую называют зондом взаимного питания (или двухполюсным зондом) и установку AMN — зондом прямого питания (или однополюсным зондом). В зависимости от соотношения расстояний между скважинными электродами различают градиент-зонд и потенциал-зонд. Установку, у которой AM >> MN (MA>>АВ для двухполюсного зонда), называют градиент-зондом (рис. 6.3.).
|
|
|
Рис. 6.3. Схема измерения кажущегося удельного сопротивления пород в скважине:
а — однополюсный зонд; б — двухполюсный зонд; Г — генератор тока;R— реостат; РП — прибор для измерения разности потенциалов; мА — миллиамперметр
В случае AM<<MN (MA<<АВдля двухполюсного зонда) установку называют потенциал-зондом, т. е. кажущееся сопротивление определяется потенциалом электрода М. В обоих случаях расчет КС ведется по формуле метода сопротивления:
|
|
|
гдеk - коэффициент, зависящий от расстояния между электродами в зонде; ΔU- разность потенциалов между приемными электродами М и N; I- сила тока в питающей цепи. В общем случае форма фактической кривой ркусложняется, и ее вид зависит не только от типа зонда, но и от значений диаметра скважины (dc), диаметра зоны проникновения фильтра бурового раствора (D), мощности пласта (h), удельных сопротивлений бурового раствора (ρс), зоны проникновения (ρзп), вмещающих пласт пород (ρвм) и неизменной части пласта (ρп).
Метод КС применяется в необсаженной части скважины на всю глубину после бурения. Общий объем – 55 п. м
Гамма-каротаж
Физической основой метода является различие горных пород по степени естественной радиоактивности (по γ - излучению). Данные гамма-каротажа позволяют произвести расчленение геологического разреза скважины и получить данные о глинистости пород. Сущность метода заключается в регистрации естественного γ - излучения горных пород вдоль ствола скважины. Существующая связь между радиоактивностью пород и их литологией, между интенсивностью гамма-излучения и степенью заглинизированности пород позволяет по кривым ГК выделить в разрезе скважины глинистые интервалы, количественно оценивать содержание в породе глинистого материала, а в комплексе с другими методами каротажа литологически расчленять разрез.
|
|
|
Интенсивность радиоактивного излучения пород в скважине измеряют при помощи индикатора гамма-излучения, расположенного в глубинном приборе. Глубинный прибор состоит из индикатора гамма-излучения, генератора высокого напряжения и усилителя. Прибор опускается в скважину, индикатор фиксирует излучение, сигнал проходит через усилитель и поступает на измерительный прибор.
Рис. 6.4. Схема устройства глубинного прибора для гамма-каротажа
1 - источник гамма-лучей; 2 - условные пути движений гамма-лучей; 3 - экран; 4 - счетчик; 5 - блок питания; 6 - предварительный усилитель; 7 - кабель; 8 - усилитель; 9 - регистратор
По результатам испытаний строится график распределения гамма-излучения с глубиной и расчленяется разрез.
Гамма-каротаж выполняется в скважине на всю глубину (55 м) во время бурения. Общий объем работ составляет 55п.м.
Расходометрия
Расходометрический каротаж скважин имеет многоцелевое назначение. Основной его задачей является выявление в обводненной части разреза наиболее проницаемых и относительно водоупорных интервалов хотя бы на качественном уровне. С помощью расходометрии можно уточнить конструкцию скважины (например, интервал установки фильтра), а также решить и более сложные задачи количественной оценки водопроводимости отдельных участков водоносного пласта. Расходометрический каротаж может проводиться при трех режимах: естественном уровне воды в скважине (если достаточно сильно проявляются перетоки воды вдоль ствола выработки), при откачке и наливе воды.
|
|
|
Расходометрический каротаж предполагает поинтервальное измерение расхода воды вдоль оси скважины. По этим данным строиться график изменения расхода по глубине (расходограмма), по характеру которого (наличие вертикальных и наклонных участков, резкие переломы кривой) судят об изменениях проницаемости, интервалах установки фильтра и т.д.
Для проведения опыта используются серийно выпускаемые приборы- расходометры разных конструкций. Расходомер состоит из двух основных частей: скважинного датчика и измерительного устройства с блоком питания.
Основная деталь датчика - крыльчатка, приводимая во вращение осевым потоком воды в скважине. При каждом обороте крыльчатки происходит замыкание электрических контактов с пластиной. Это замыкание регистрируется измерительным устройством, а число оборотов крыльчатки автоматически фиксируется специальным счетчиком оборотов. При необходимости выполнения количественных оценок, датчик тарируется по заранее заданным расходам воды.
Рис. 6.5. Скважинный датчик расходомера РЭТС-2
Кроме расходометра для проведения опыта необходим двужильный электрокабель с надежной гидроизоляцией, гибкий трос, размеченный через 0,5-1,0 м для спуска датчика в скважину.
Обработка результатов опыта сводится к построению расходограммы скважины и к ее качественному анализу. Для этого вычисляют относительные осевые расходы воды в каждой точке измерения и строят расходограмму скважину в координатах z-Q. Она позволяет выделить в разрезе и определить мощность водоносного горизонта, найти положение статического уровня, составить вертикальные профили водопроницаемости по разрезу скважины и оценить средний расход водоносного горизонта.
Расходометрия проводится после бурения в необсаженной части скважины. Расходометрия будет выполнена прибором РЭТС-2. Объём работ 39,5п.м.
Кавернометрия
При бурении скважины ее диаметр, может значительно отличаться от окружности и диаметра долота. Метод ГИС, предназначенный для измерения фактического (усредненного) диаметра скважины (dc), называют кавернометрией, соответствующий прибор — каверномером, а диаграмму изменения диаметра — кавернограммой.
Применяются каверномеры циркульного, ромбического, рессорного типов. Принцип действия всех существующих типов каверномеров одинаков и состоит в преобразовании механических перемещений мерных рычагов в электрические сигналы, которые передаются по кабелю на поверхность, а затем в регистрирующий прибор. Различаются каверномеры по электрическим схемам, конструкциям и способам раскрытия мерных рычагов. Изменение диаметра скважины с глубиной, зависит от литолого-петрографических свойств горных пород и технологии бурения. Номинальный диаметр (dc = dH) сохраняется в плотных непроницаемых породах. Уменьшение диаметра (dc<dH)обычно наблюдается напротив проницаемых пластов.Увеличение диаметра (dc>dH), сопровождающееся, как правило, образованием каверн, имеет место напротив глин, аргиллитов, каменной соли, трещиноватых и кавернозных известняков. Несоответствие профиля не обсаженной скважины окружности может свидетельствовать о наличии желобов, под которыми понимают существенное отклонение профиля скважины от окружности. Желоба образуются в процессе бурения, при спускоподъемных операциях бурового инструмента в результате воздействия его замковых соединений на искривленный ствол скважины.
Существуют каверномеры с механическими и акустическими измерительными системами.
Механический каверномер состоит из трех или четырех рычагов 1, расположенных вокруг корпуса прибора через одинаковые углы (90° или 120°) и прижимаемых пружинами 2 к стенкам скважины, и реостата 4, ползунок которого через толкатели 3 связан с рычагами (рис. 6.5). Перемещение механических рычагов вызывает изменение сопротивления реостата 4,амплитуда которого пропорциональна диаметру скважины, т. е. диаметру окружности, описывающей наиболее удаленные от оси прибора точки измерительных рычагов. Диаметр скважины определяют по формуле:
dc= do + С (ΔU/I),
где do - начальный диаметр при закрытых рычагах каверномера, С – постоянная каверномера. Для градуировки обычно используется крестовина с отверстиями, расположенными на одинаковом расстоянии от ее центра, в которые вставляются мерные рычаги, или набор градуировочных колец.
Рис. 6.5. Схема конструкции механического каверномера
Кавернометрию используют для решения следующих задач: расчета объема цемента, требующегося для заполнения затрубного пространства при цементировании скважины; контроля состояния ствола скважины в процессе бурения; выявления коллекторов по наличию глинистой корки. В проектируемых работах будет использоваться механический кавернометр КМ-43. Поскольку цель работ заключается в геофизическом контроле качества буровых работ, кавернометрия будет выполняться в необсаженной скважине по всей длине после бурения скважин. Общий объем кавернометрии – 55 п. м.
Объемы проектируемых работ представлены в сводной табл. 6.6.
Таблица 6.6
Сводная таблица объемов и методов геофизических работ
| Методы геофизических работ | Объем работ, п.м |
| Каротаж сопротивлений | 55 |
| Гамма- каротаж | 55 |
| Расходометрия | 39,5 |
| Кавернометрия | 55 |
Все виды геофизических работ проводятся после бурения и промывки скважины до обсадки и цементации.
Заключение
В результате проведенных работ и выполненных расчетов гидродинамическим методом по оценке запасов подземных вод нижнепермского водоносного комплекса по категории С2, был сделан вывод, что с. ИрбаКежемского района будет обеспечена водой при заявленной водопотребности 240 м3/сут на эксплуатационный срок – 25 лет. Качество воды удовлетворяет всем требованиям СанПин 2.1.4. 1074-01 для хозяйственно-питьевого водоснабжения. На участке выделено 3 пояса ЗСО. Iпояс – 50 м, II – 88 м,III – 440 м.
В целях защиты подземных вод от загрязнения необходимо выполнение мероприятий по санитарной охране водозабора в пределах зоны санитарной охраны, в соответствии с разработанным проектом.
Список литературы
Опубликованная
1. Антонов В. В, Устюгов Д. Л Поиски и разведка подземных вод. Мето-дические указания к курсовому проектированию // СПб, 2009, 28 с
2. Кириченко В. Т. и др. Объяснительная записка к государственной геологической карте. Масштаб 1:1 000 000, Лист О – 47 - Братск / Кириченко В. Т., Зуев В. К.// Изд : ВСЕГЕИ, 2012, с.86-89, 213- 217.
3. Зайцев И.К. Гидрогеология СССР / М.: Недра, 1967, Т XVIII, с. 125-137.
4. Башкатов Д.Н. Справочник по бурению скважин на воду. М.: Недра, 1979, с. 134-137, 216 – 218
5. Временные методические рекомендации по гидрогеохимическому опробованию и химико-аналитическим исследованиям подземных вод (применительно к СанПиН 2.1.4.1074-01). М., «ГИДЭК», 2002 г., 63 с.
Нормативная
6. [СанПиН 2.1.4. 1074-01]. Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. М., Информац.-издательский центр Госкомсанэпиднадзора, 2001, с.28.
7. [СанПиН 2.1.4.1110-02]. Зоны санитарной охраны источников водоснабжения и водопроводов питьевого назначения. М.: Информац.-издательский центр Госкомсанэпиднадзора, 2001, с. 11.
8. Временное положение о порядке проведения геологоразведочныхра-бот по этапам и стадиям (подземные воды) // ГИДЭК, М, 1998
Фондовая
Дата добавления: 2018-06-27; просмотров: 721; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!