Способ определения залегания геологических характеристик пластов в скважинах

 

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЗАЛЕГАНИЯ ГЕОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ПЛАСТОВ В СКВАЖИНАХ, включающий отбор керна из скважины, выявление в керне плоскости - геологического индикатора, определение направления ее падения, выпиливание кубика из . керна и ориентирование его по палеомагнитной составляющей, а именно по отношению к палеомагнитному меридиану эпохи накопления слоев, отличающийся тем, что, с целью повьшения достоверности залегания пластов, в керне в качестве плоскости-геологического индикатора выявляют плоскости слойчатости или сланцеватости, или трещиноватости , после чего на верхнюю грань керна наносят ось в направлении падения плоскости-геологического индикатора , при этом верхнкио грань кубика выпиливают совпадающей с верхней гранью керна, а две боковые его грани - параллельно его оси и перпендикулярно плоскости-геологического индикатора, а после ориентиел рования кубика по палеомагнитной составляющей определяют азимут линии падения зафиксированной плоскости-геологического индикатора, по которому судят о залегании геологических характеристик пластов. 4: сл сл

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3477818/22-03 (22) 26.07.82 (46) 15.03.85. Бюл. № 10 (72) И.А.Зоткович и В.В.Коротун (71) Сибирский научно-исследовательский институт геологии, геофизики и минерального сырья (53) 622.2.42 (088.8) (56) !. Авторское свидетельство СССР № 606151, кл. 5 01 3/08, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР

¹ 577449, кл. С 01 V 9/00, 1977 (прототип). (54)(57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЗАЛЕГАНИЯ ГЕОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК

ПЛАСТОВ B СКВАЖИНАХ, включающий отбор керна из скважины, выявление в керне плоскости — геологического индикатора, определение направления ее падения, выпиливание кубика из керна и ориентирование его по палеомагнитной составляющей, а именно

„„SU„„ I 145125 A

4(511 E 21 В 47/022 ° (; 01 Ч 9/00 по отношению к палеомагнитному меридиану эпохи накопления слоев, отличающийся тем, что, с целью повьппения достоверности залегания пластов, в керне в качестве плоскости-геологического индикатора выявляют плоскости слойчатости или сланцеватости, или трещиноватости, после чего на верхнюю грань керна наносят ось в направлении падения плоскости-геологического индикатора, при этом верхнюю грань кубика выпиливают совпадающей с верхней гранью керна, а две боковые его грани — параллельно его оси и перпендикулярно плоскости-геологического индикатора, а после ориентирования кубика по палеомагнитной составляющей определяют азимут линии падения зафиксированной плоскости-геологического индикатора, по которому судят о залегании геологических характеристик пластов.

1145125

Изобретение относится к прикладной геологии и может быть использовано при поисках и разведке полезных ископаемых и при решении вопросов структурной геологии. 5

Известен палеомагнитный способ ориентирования керна, скважин в пространстве, заключающийся в том, что из керна выпиливают кубик, произвольно ориентированный относительно 10 оси скважины, который подвергают лабораторным исследованиям в три цикла терморазмагничивания вектора естественной остаточной намагничен— ности 3„, в результате чего в куI бике выявляют направление вязкой намагниченности 3 . Направпение 3 совмещают с направлением современного геомагнитного поля, которое известно. Таким образом определяют 20 положение кубика в современной географической системе координат (11.

Зтот способ реконструкции первоначальной ориентировки керна применяется в палеомагнитологии для целей расчленения и корреляции осадочных толщин. Применение этого способа для пространственной реконструкции плоскостей геологических индикаторов в скважинах не предусмотрено. 30

Наиболее блйзким к предлагаемому является способ определения залегания геологических характеристик пластов в скважинах, включающий отбор керна из скважины, выявление в керне З плоскости — геологического индикатора, определение направления ее падения, выпиливание кубика из керна и ориентирование его по палеомагнитной составляющей, а именно по атно- 0 шению к палеомагнитному меридиану эпохи накопления слоев (2j.

Известный способ обладает невысокой достоверностью из-за того, что в качестве плоскости — геологическо- 45 го индикатора используют плоскость напластования, точное определение пространственного положения которой затруднительно, а в ряде случаев вообще невозможно. Визуальное.опреде-50 ление плоскости напластования после каждого откола может .варьировать в пределах десятков градусов. Кроме того, пластовая отдельность в образце не представляет пласт в особеннос-55 ти для пород, претерпевших танген= циальные подвижки в тектонически активных зонах, Недостатком способа является также большая трудоемкость камнерезных операций при выпиливании из керна испытуемого образца в форму кубика, верхняя маркирующая плоскость которого должна совпадать с плоскостью напластования.

Цель изобретения — повышение достоверности залегания пластов.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения залегания геологических характеристик пластов в скважинах, включающему отбор керна из скважины, выявление в керне плоскости — геологического индикатора, определение на— правления ее падения, выпиливание кубика из керна и ориентирование его по палеомагнитной составляющей, а именно по отношению к палеомагнитному меридиану эпохи накопления слоев, в керне в качестве плоскости — геологического индикатора выявляют плоскости слойчатости или сланцеватости, или трещиноватости, после чего на верхнюю грань керна наносят ось в направлении падения плоскости — геологического индикато,ра, при этом верхнюю грань кубика выпиливают совпадающей с верхней гранью керна, а две боковые его грани — параллельно его оси и перпендикулярно плоскости — геологического индикатора, а после ориентирования кубика по палеомагнитной составляющей определяют азимут линии падения зафиксированной пласт кости — геологического индикатора, по которому судят о залегании геологических характеристик пластав.

На фиг. 1 показана схема выпиливания кубика, ориентированного относительно плоскости — геологического индикатора; на фиг. 2 — схема зондирования цилиндрического образца— керна с помощью ультразвуковых колебаний (УЗК), на фиг. 3 — график за,висимости скорости ультразвуковых

:продольных волн (Y ) от угла поворота датчиков УЗК отйосительно выбранного условного исходного направления Х; на фиг. 4 — схематическая структурная карта Останинской и За— ладно-Останииской площадей (стрелками показано направление водного потока (вектор) формировавшего пласт, реконструированное палеомагнитным способом; цифры при основании стрелки — номер скважины, при вершине стрелки — номер образцов). з 11451

Способ осуществляется следующим образом.

Отобранный из скважины керн обтачивают абразивным резцом на токарном станке таким образом, что5 бы ось керна осталась параллельнои образующей керна-цилиндра 1. Верхнюю и нижнюю торцовые поверхности срезают »а камнерезном станке перле»pèêóëÿðío оси цилиндра. Если плоскость — геологический индикатор (слойчатость, трещиноватость) можно определить визуально, то относительно сечения плоскости — геологического индикатора 2 на верх!

5 нем торце керна — цилиндра 1 проводят линию пацения плоскости (ось Л )

Выпиливают кубик 3 с размером грани 2,4 см (или другого размера, применительно к магнитоизмерительной

20 аппаратуре), ориентированный сле— дующим образом: ос» Х, Y располагаются на верхней грани кубика, ось Z — внутрь керна 1 параллельно оси цилиндра. Кубик подвергают

25 комплексу лабораторных исследований, принятому в палеомагнитологии, в целях пространственной реконструкции его в современной географической системе координат.

Если визуально определить в керне положение плоскости — геологического индикатора не удается, то керн-цилиндр 1 подвергают зондированию с помощью УЗК. При .этом исходное направление Х проводят произвольно 35 и относительно него осуществляют сканирование с перемещением кернацилиндра 1 относитель»о датчиков

УЗК 4 на угол сканирования D k. Расстояние между ярусами сканирования 40 должно быть равным сечению датчиков, Строят кривую зависимости скорости

УЗК от угла сканирования V = f(oLj по которой определяют максимум, который соответствует направлению линии 45 падения плоскости — геологического индикатора для данного яруса; Среднее значение угла Ы представляет направление линии падения плоскос1ти — геологического индикатора для 50 образца. Оно является исходным для выпиливания кубика, который в дальнейшем реконструируют в пространстве палеомагнитным способом.

Уточнение положения плоскости — 55 геологического индикатора, определенного в керне визуально либо зондированием с помощью УЗК, осуществля25 4

; ют после микроскопического изучения трех взаимоперпендикуляр»ых петрографических шлифов, изготовленных после выпилива»ия кубика 3 из обрезков керна.

Пример. Берут образцы 19, 20 скважины Останинской и 26, 53 скважины Западно-Останинской (Обь-Иртышское междуречье, Западная Сибирь).

Отобранные из скважины образцы керна обтачивают на токарном станке, визуально на кернах-цилиндрах 1 определяют положение плоскости слоистости (плоскость — геологический инди(катор) 2, относительно которой ори ентирована ось X кубиков 3, выпиленных на камнереэном станке.

Палеомагнитным способом (Зоткевич И.А., Коротун В.В. Исследование остаточной намагниченности оса,дочных пород тюменской свиты в целях ориентирования палеомагнитным способом керна глубоких скважин

Западно-Сиоирской плиты. Труды

СНИИГГиМСа, вып. 193, с. 25-29) на кубиках выявлено склонение с э вектора древней, первичной намагниченности 3 . Затем по известным коор11 динатам участка работ (широта

58 с.ш., долгота о = 79 в.д.) и палеомагнитного полюса для средней юры (широта ф = 60 с.ш., долгота

Л= 130 в.д.) вычислены элементы земного магнетизма эпохи седиментации изученных пород — склонение

D = 64, наклонение 3„ 76 . Вычислен азимут линии падения плоскости — геологического индикатора по формуле А = Рд

Ъ

Дополнительно вычислены параметры водного потока, формировавшего песчано-алевритовые осадки тюменской свиты „ на территории Останинской и Западно-Останинской площадейглубина потока H и средняя скорость потока V.

Полученные данные представлены в таблице.

На фиг. 4 изображена схематическая структурная карта района работ с нанесенными направлениями водного потока, реконструированных предлагаемым спо"обом. Полученные вектора палеопотоков согласуются с конфигурацией тектонических структур

Останинской площадей, прослеженных сейсморазведкой.

1145125

Таким образом, предлагаемый способ позволяет восстановить в совре.менной географической системе координат пространственное положение векторных характеристик горных по-! род, относимых непосредственно к плоскостям — геологическим индикаторам (слойчатости, сланцеватости, трещиноватости). Использование керна скважин позволяет получить объемное представление .о распредеОбразец,У

Номер скважины

Параметры водного палеопотока

Площади скважины

V, и/с

Н, м

Останинская

425 250 175 10,7

193 231 15,6

440 37 27 34,2

0,2

0,2

0,2

62 22,8

0,2

Фиг. 2

Западно-Останинская ленин векторных характеристик для геологического тела, т.е. воссоздать объемную модель для геологического тела распределения геологических параметров, например вектора водного потока, формировавшего пласт осадочной породы, !

Экономическая эффективность по сравнению с прототипом и базовым объектом повышается в 1,5 раза.

1145 125 фиг ф

Составитель И.Карбачинская

Техред Ж.Кастелевич Корректор Л.Пилипенко

Редактор М.Дылын

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 1137/25, Тираж 540 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5