petrophysics2004
.pdf-поглощения (затухания) 310, 320
-проницаемости 94, 341
-Пуассона 289, 304
-сжимаемости 107, 279
-смачиваемости 74
-трещинноватости 101, 138, 150
-температурапроводности 209·
-теплопроводности 208,211
-упругой связи фаз 301
-фильтрационной электрохимической
активности 179
Кросс-плот 329, 338
Магнетизм 184
Магнитная восприимчивость 185, 186,
195,203
Магнитострикция 191
МетодыГИС
-акустические 299, 317, 320, 332
-гамма-метод
-- интегральный 236, 342
-- спектрометрический 239
-нейтронные 259, 317, 331
--импульсные 259, 279, 264, 335, 340
-- интегральные 260
-- наведенной активности 263
-- спектроскопические 260
--стационарные 259, 277, 264, 337
-ПJIОТНОСТНОЙrамма-rаммаметод240, 331
-потенциалов собственной поляризации 333
Минералы
-глинистые 240, 283
-породообразующие 187, 207, 216, 278, 305
Модель
-вертикальная rеоакустическая 350
-компонентная 244, 339
-пористой дисперсной системы 163
-физико--геологическая 352
Модуль
-объемного (всестороннего) сжатия
289,305
-поперечного сжатия (Юнга) 289, 304
-сдвига 289, 304
Монтмориллонит 12, 16, 245
Намагниченность 185
-идеальная 190
-нормальная 189
-остаточная 186, 188, 201
--изотермическая 189
Напряжение
-всестороннее 290
-нормальное 40, 289
-эффективное 40, 108, 295
Нерастворимый остаток 15, 178
Неоднородность 9
-компонентная 10
-текетуркая 10
-фазовая9
Нефтенасыщенность 76, 263
-остаточная 113
Парамагнетики 185
Параметр
-буримости 177
-влажности 145
-подсчетный 335
-пористости 129
-насыщения 142
Период полураспада 228
Плотность 79
-минералогическая 81
-нейтронов 269
-объемная 79
-твердой фазы 79
-электронная 230
Поверхность
-адсорбционная 19, 131
-удельная 19, 24
-фильтрации 28, 99
Поляризация 120
-атомная 120
360
-вызванная 160
-диффузиоиио-адсорбциоинаи 121
-ионная 120
-окислитепьио-восстаиовительиаи121
-ориеитациоииаи 120
-самопроизвольиаи45,121
-смещении 120
-структурнаи121, 154
-фияьтрациоииаи121
-ЭJiектроинаи 120
Пористость 29, 38, 51, 279
-вторичная 29
·-динамическая 32
-межзерновая 29, 139
-общая 30, 53
-открытая 32
-первичиаи 29, 38, 52
-эффективная 32, 39, 175, 239
Порометрин 26
-ртутная 34
Породы
-битуминозные 78
-вулкаиоrенио-осадочиые 13, 53, 345
-маrматические 52, 88, 108, 159, 169,
193,223,247,307,345
-метаморфические 52, 91,108,159,169, 200,223,250,307,345
-осадочные 38, 81, 128, 151, 157, 168,
174,200,219,227,252,266,283,310,345
-трещииоватые.101, 13 8, 241, 299
ПорыЗО
-капиллярные 30
-субкапиллириые 31
-сверхкапиллириыеЗО
Потенциал
-ЭJiектрокииетический 60
Проводимость 119
-ионная 12.0, 163
-поверхностная 132
-удельная ЭJiектрическаи119
-ЭJiектрониаи 120, 161, 182
Провицаемость 94, 181
-абсОJJЮтиаи 95
-диЭJiектрическаи119, 152
-маrвитиаи 185
-относительная фазовая (ОФП) 96, 109,
146
-фазовая 95
Пропитка капИJIJiириаи 33, 74
~росветиость 96
Радиоактивность 226,234,247
Радиус
-пор26,172
-rидравлический 97
Раскрытость трещин 102
Рассеяние
-упруrое 262
-комптоиовское 229
-иеупруrое 262
Связи
-корреляционные париые 324
--rеофизика-rеофизика 325
--rеофизика-rидродииамика 325
--rеофизика-кери 324
--кери-керн 324
Сечение
-взаимодействии 229, 266
-макроскопическое 229, 269
-микроскопическое 229, 264
-поrлощеиии (захвата) 264
-рассеянии 266
-фотопоrлощеиии 230
Сжимаемость
-адиабатическая 306
Сжатие всестороннее 178
Скорость
-поперечных воли 304
-продольных воли 304
-фильтрации 96
Смачиваемость 72
Сопротивлеиие119
361
-теп.повое 212
-удеяьное эяектрическое 119, 336 Спектр
-rамма-изяучеВИR 232, 239, 263
-инфракрасных яучей 207
-нейтронов 269, 274
Температуропроводность 212, 224
Теiтоемкость 209,214,321
Тепяопроводность 211, 213, 224, 321
Термоrравитоrрамма 55
Термомассометрии 66
Термонамаrниченность 190
Точка Кюри 194, 202
Трещинноватость 31
-субвертикаяьнаи 31
-субrоризонтаяьнаи 31
УПJIОТНение 85
-необратимое 43, 82
Упруrость 288
Уравнение
-Геяьмrояьца 179
-Дарси 94
-Дахнова-Арчи 130
-диффузии 275
-иитерваяьноrо времени 311
-Козени-Кармана 27, 96, 341
-Лапяаса 33
-Одеяевскоrо 153
-среднеrо времени 312
-. тепяопроводности 208
Ферримаrнетики 185, 188
Ферромаrиетики 188
Фияьтрации
-заков94
-трехфазная 113, 117
Фотоэффект 229
Характер насыщения 146, 334
ХяЬрит 12, 245
ЦеОJiИты 13, 23 ц«uтРифуrирование 65, 75
Эквиваяент
-катl:евый 237
-урановый 237
- - естественноrо радионукяида 237 -- суммарноrо содержания ЕРЭ 237
-ториевый 237
Эяементы
-аномаяьвые поrяотитеяи 268
-естес:твеиио-радиоактивиые 228, 244
-пороi!:ообразующие 262, 264, 284
Эффек'а'
-Кяинкенберrа (проскаяьзывания rаза) 95
-комптоновский 229, 230
-концевой 115
- образования эяектров-позитронных пар229
Идерно-маrинтиый резонанс 68, 74
362
ОГЛАВЛЕНИЕ |
|
1. Введение ............................................................................................................................................................... |
3 |
2. Неоднородность, дисперсность, межфазная поверхность пород .................... |
9 |
2.1. Типы неоднородностей ................................................................................................................ |
9 |
2.2. глинистость ........................................................................................................................................ |
11 |
2.3. Удельная поверхность. |
|
емкость катионного обмена.................................................................................................... |
19 |
2.3.1. Оценка удельной поверхности |
|
по данным гранулометрическоrо анализа .......................................................... |
24 |
2.3.2. Расчет удельной поверхности породы |
|
по результатам порометрии ............................................................................................ |
26 |
2.3.3. Удельная поверхность фильтрации .............................................................. |
,..... 27 |
3. Пористость ...................................................................................................................................................... |
29 |
3.1. Виды пористости............................................................................................................................ |
29 |
3.2. Структура емкостноrо пространства........................................................................... |
33 |
3.3. Пористость минералов .............................................................................................................. |
39 |
3.4. Пористость осадочных пород.............................................................................................. |
39 |
3.4.1. Необратимые изменения пористости с глубиной .................................... |
40 |
3.4.2. Упруrие (обратимые) изменения пористости |
|
при выносе кернов на поверхность ........................................................................... |
50 |
3.5. Пористость метаморфических и магматических пород ............................. |
51 |
4. Водо-, нефте- и газовасыщенность пород ......................................................................... |
54 |
4.1. Влажность, влагоемкость. Свободная и связанная вода. |
|
Двойной электрический слой .............................................................................................. |
54 |
4.2. Остаточная вода горных пород .......................................................................................... |
62 |
4.2.1. Прямой метод определения коэффициента |
|
остаточноrо воданасыщения ........................................................................................... |
62 |
4.2.2. Косвенные методы определения коэффициента |
|
остаточноrо воданасыщения ........................................................................................... |
63 |
4.2.3. Петрафизические модели остаточной водонасыщенности, |
|
эффективной и динамической пористости ........................................................ |
68 |
4.3. Смачиваемость поверхности твердой фазы. |
|
Гидрофильные и rидрофобные поверхности ........................................................ |
72 |
4.4. Нефте- и газанасыщенность пород ............................................................................... |
76 |
S.Плотность......................................................................................................................................................... |
79 |
5.1. Определение, основные зависимости .......................................................................... |
79 |
5.2. Плотность газов, жидкостей и минералов ............................................................... |
80 |
5.2.1. Плотность газов ...................................................................................................................... |
80 |
5.2.2. Плотность жидкостей ....................................................................................................... |
80 |
363
5.2.3. II.потность минералов |
.....•................................................................................................. |
|
|
81 |
5.3. Плотность осадочныхпород·--- |
·····-·········--··-··················-··························-··········-····· 81 |
|||
5.3.1. Минералогическая плотность ................................................................................. |
|
|
81 |
|
5.3.2. Уплотнение осадочных пород с глубиной ....................................................... |
|
|
85 |
|
5.3.3. II.потность махсима.Jiьно влажных пород ........................................................ |
|
|
88 |
|
5.4. II.потность маrм:атичесхих и эффузивных пород .............. |
•............................. |
|
88 |
|
5.5. II.потность метаморфических пород.............................................................. |
|
•............. |
91 |
|
6. Проницаемость................................................................................................................................. |
|
|
|
94 |
6.1. Определение. Уравнение Дарси ...................................................................................... |
|
|
94 |
|
6.2.Абсолютнан проницаемость·················································-······················-··-················· 96
6.2.1.Проницаемость пород с межзерновой пористостью
(уравнение Козени-Кармана) |
........................................................................... |
|
|
|
96 |
|
6 2.2. Проницаемость трещиноватых ----- --пород ·········-·-··-·········· |
············· ··· 101 |
|||||
6.2.3. Зависимость проницаемости пород |
|
|
|
|
||
от глубины залегании ...................................................... |
................................................. |
|
|
• |
|
103 |
6.2.4. Изменение проницаемости |
|
|
|
|
|
|
при выносе хернов на поверхность ............................................. ......................... |
|
• |
|
105 |
||
6.2.5. Rлассифихацих осадочных пород ................по проницаемости |
|
•.•. 108 |
||||
6.3. Относительные фазовые проницаемости .......................................... ................. |
|
|
• |
109 |
||
6.3.1. Совместное течение несмешивающихсх пластовых |
|
|
||||
флюидов в пористой среде ····-···· -- -- ------···· ··-·· |
········· |
····································· 109 |
||||
6.3.2. Методы определении относительных фазовых |
|
|
||||
проницаемостей (ОФП) ..... |
•.................. .............. .............................. ..................... ... |
• |
• |
• |
|
~ 113 |
7. Электрические свойства .................. |
•.............................................................. ..... .............. |
|
|
•..•..• • |
119 |
|
7.1. Теоретичесхие основы ЭJiехтричесхих ХВJiений |
|
|
||||
в горных породах ......................................................................................................................... |
|
|
|
|
|
119 |
7.2. Элехтропроводность (удельное сопротивление) |
|
|
||||
и ДИЭJiехтричесхах проницаемость минералов |
|
|
||||
и пластовых флюидов ............................................................................................................. |
|
|
|
|
|
121 |
7.2.1. МинераJIЫ .•...................................................... |
.................................................................... |
• |
|
|
|
121 |
7.2.2. Жидхан фаза..................................................................................... |
................................. |
|
|
• |
|
122 |
7.2.3. Газы ........................................................................ |
.......................... ........................................ |
• |
|
• |
|
125 |
7.2.4. Зависимость проводимости и диЭJiехтричесхой |
|
|
||||
вещества от частоты ПOJIX ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••• 125 |
||||||
7.3. Удельное сопротивление осадочных ................ ......... .... ...................пород |
• • |
•• |
128 |
|||
7.3.1. Удельное сопротивление пОJIНостью водонасыщенной |
|
|||||
породы ............................................................................................................................ |
|
|
|
|
|
128 |
7.3.2. УдеJIЬное сопрОТИВJiение частично водонасыщенной |
|
|
||||
породы··············-··········-······-·... |
··········-····--···········-····-···················-····-············-············ 142 |
|||||
7.3.3. Влихние температуры и давлении |
|
|
|
|
||
на удельное сопротивление породы ...····-···-·················-······-··-·····-···--··· |
·····•· 147 |
|||||
7.3.4. Удельное сопротивление микрослоистой ................................породы |
|
150 |
||||
7.3.5. Пределы изменених удельного сопротивлених |
|
|
||||
различных литотипов осадочных .............................................. ...........пород |
|
• |
151 |
|||
7.4. Диэлектрическая проницаемость ...................................осадочных пород |
|
152 |
||||
364
7.4.1. Диэлектрическая проницаемость полностью
воданасыщенных пород.................................................................................................... |
|
|
152 |
7.4.2. Диэлектрическая проницаемость |
|
|
|
частично воданасыщенных пород |
........................................................................... |
|
155 |
7.4.3. Анизотропия диэлектрической проницаемости.................................... |
|
156 |
|
7.4.4. Влияние термабарических условий |
|
|
|
на диэлектрическую проницаемость ................................................................... |
|
157 |
|
7.4.5. Пределы изменения диэлектрической проницаемости |
.................. 157 |
||
7.5. Удельное сопротивление и диэлектрическая |
|
|
|
проницаемость магматических и метаморфических пород |
.................. 158 |
||
7.6. Вызванная электрохимическая активность....................................................... |
|
160 |
|
7.6.1. Породы с электронной проводимостью ......................................................... |
|
161 |
|
7.6.2. Породы с ионной проводимостью ........................................................................ |
|
163 |
|
7.6.3. Вызванная электрохимическая активность |
|
|
|
осадочных, магматических и метаморфических пород....................... |
168 |
||
7.7. Естественная электрохимическая активность ................................................ |
|
169 |
|
7.7.1. Диффузионно-адсорбционная активность ................................................. |
|
169 |
|
7.7.2. Фильтрационная активность ................................................................................. |
|
|
179 |
7.7.3. Окислительно-восстановительная |
|
|
|
электрохимическая активность ................................................................................ |
|
|
182 |
8. Магнитные свойства .......................................................................................................................... |
|
|
184 |
8.1. Процессы намагничивания и магнитные свойства |
|
|
|
минералов, жидкостей и газов ........................................................................................ |
|
|
184 |
8.2. Магнитные свойства основных типов пород .................................................. |
|
:.. 193 |
|
8.2.1. Магматические породы .............................................................................................. |
|
|
193 |
8.2.2. Метаморфические породы ...................................................................................... |
|
|
200 |
8.2.3. Осадочные породы .......................................................................................................... |
|
|
200 |
8.3. Магнитные свойства при различных термабарических |
|
||
условиях.................................................................. |
;........................................................................... |
|
202 |
8.4. Связь магнитной восприимчивости с другими |
|
|
|
петрафизическими характеристиками ............................... |
;.................................. |
203 |
|
9. Теплопроводность, теплоемкость, температуропроводвость .................... |
205 |
||
9.1. Процессы и законы теплопроводности |
|
|
|
и распределкия тепла в породах ................................................................................... |
|
|
205 |
9.1.1. Механизмы теплопередачи .................................................................................... |
|
|
205 |
9.1.2. Уравнение теплопроводности............................................................................... |
|
|
208 |
9.1.3. Коэффициенты теплоемкости, теплопроводности |
|
||
и температурапроводности ........................................................................................... |
|
|
209 |
9.1.4. Коэффициент Джоуля-Томсона ........................................................................ |
|
213 |
|
9.2. Теплофизические характеристики газовой, |
|
|
|
Жидкой и твердой фаз ............................................................................................................ |
|
|
213 |
9.2.1. Газовая фаза ........................................................................................................................ |
|
|
213 |
9.2.2. Жидкая фаза........................................................................................................................ |
|
|
214 |
9.2.3. Твердая фаза ....................................................................................................................... |
|
|
215 |
365
9.2.4. Породообразующие минералы ............................................................................ |
|
216 |
9.3. Теплофизические характеристики горных пород ........................................ |
|
219 |
9.3.1. Теплопроводность ........................................................................................................... |
|
219 |
9.3.2. Теплоемкость ........................................................................................................................ |
|
223 |
9.3.3. Температурапроводность ......................................................................................... |
|
224 |
9.4. Тепловые свойства при различных термабарических |
|
|
условиях.............................................................................................................................................. |
|
224 |
9.5. Связи тепловых и других характеристик ............................................................ |
|
225 |
10. Естественная радиоактивность ............................................................................................. |
|
226 |
10.1. Закон радиоактивного распада |
|
|
и радиоактивное равновесие............................................................................................. |
|
227 |
10.2. Типы взаимодействий гамма-квантов с веществом |
|
|
и их петрафизическая информативность ............................................................. |
|
229 |
10.3. Единицы измерения радиоактивности |
|
|
и концентрации радиоактивных элементов ........................................................ |
|
234 |
10.4. Энергетический спектр гамма-излучения |
|
|
и его использование для определения содержаний ЕРЭ......................... |
239 |
|
10.5. Естественно-радиоактивные элементы, их распределение |
|
|
и миграция в литосфере. Важнейшие минералы ........................................... |
|
244 |
10.6. Радиоактивность магматических |
|
|
и метаморфических пород .................................................................................................. |
|
247 |
10.7. Радиоактивность осадочных пород и пластовых флюидов .............. |
252 |
|
10.7.1. Обломочные породы.................................................................................................... |
|
252 |
10.7.2. Органогенные и хемогенные породы ............................................................ |
|
255 |
10.7.3. Пластовые флюиды..................................................................................................... |
|
258 |
11. НейтрОIIНЫе свойства .................................................................................................................... |
|
259 |
11.1. Типы взаимодействия нейтронов с веществом |
|
|
и их петрафизическая информативность ............................................................. |
|
260 |
11.2. Нейтронные эффективные сечения и их зависимости |
|
|
от энергии нейтронов и состава вещества.............................. |
:.............................. |
264 |
11.3. Замедление быстрых нейтронов в горных породах .................................. |
|
269 |
11.4. Диффузия тепловых нейтронов в горных породах ................................... |
|
274 |
11.5. Нейтронные свойства горных пород ..................................................................... |
|
278 |
11.5.1. Характеристики замедления нейтронов.................................................. |
|
278 |
11.5.2. Диффузионные характеристики твердой фазы |
|
|
и пластовых флюидов ........................................................................................................ |
|
279 |
11.5.3. Диффузионные характеристики водоносных, |
|
|
нефтеносных и газоносных пород ........................................................................... |
|
285 |
12. Упругость.................................................................................................................................................... |
|
288 |
12.1. Определение ................................................................................................................................ |
|
288 |
12.2. Объемные деформации горных пород ................................................................. |
|
292 |
12.2.1. Понятие о дифференциально-упругих средах .................................. |
|
292 |
12.2.2. Однофазные и низкопористые породы ...................................................... |
|
294 |
12.2.3. Деформация при статических нагружениях ....................................... |
|
294 |
366
12.2.4. Деформации при КОJiебатепьных динамических
наrрузках OhooмohOOhOOOooooooOOooONOOooOOOOhOOOhhOOhOOoohooOOOOOoohOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOhOOhOhOOOOOhOOOOOOOOooOOooOOOOOhhhhOOO 299 12.3. Скорости упруrих воли в минера.пах, низкопористых
маrматических, метаморфических и осадочных породах ...................... |
302 |
|
||||
12.3.1. Скорость BOJIИ в идеально упруrих средах............................................. |
|
303 |
|
|||
12.3.2. Минералы, жидкости и rазы ............................................................................... |
|
|
|
305 |
|
|
12.3.3. Маrматические и метаморфические породы .............. |
- ...................... |
307 |
|
|||
12.4. Скорость упруrих волн в пористых осадочных породах .................... |
310 |
|
||||
12.4.1. Теоретические исследования в миоrофазных средах .................. |
310 |
|
||||
12.4.2. Модели миоrофазных сред дл.я определения |
|
|
|
|||
скорости упруrих волн ...................................................................................................... |
|
|
|
311 |
|
|
12.5. Поrлощение упруrих волн.............................................................................................. |
|
|
|
320 |
|
|
13. Использование петрофизических свазей |
|
|
|
|
|
|
дл.я rеолоrической интерпретации результатов· |
|
|
|
|||
rеофизических исс.ледоваиий скважин ......................................................................... |
|
|
|
323 |
|
|
13.1. Общие положения.................................................................................................................. |
|
|
|
|
323 |
|
13.2. Решение задач rеолоrической интерпретации ГИС |
|
|
|
|||
на основе петрафизических связей ........................ |
|
моо•-•мооооооомооооооооооооооооооооооооошоооо 329 |
|
|||
13.2.1. Литолоrическое расчленение разреза........................................................ |
|
|
329 |
|
||
13.2.2. Выделение коллекторов .......................................................................................... |
|
|
|
332 |
|
|
13.2.3.. Определение подсчетных параметров ......... |
м............ |
h ........................ |
- ... 335 |
|
||
14. Петрофизическое районирование и роль петрофизики |
|
|
|
|||
при комПJJексвой интепретации данных |
|
|
|
|
|
|
rеофизических методов ............... |
_,м....................... |
- ......................... |
,..._.""....................... |
_, 343 |
|
|
14.1. Петрафизическое районирование'"'"''"'"""":........... |
- .......~..... |
- ......- ............... |
343 |
· |
||
14.1.1. Реrионапьва.я петрофизическаа характеристика |
343 |
|
||||
земной коры ................................................................................................................................ |
|
|
|
|
|
|
14.1.2. Петрафизическое районирование коллекторов |
|
|
|
|||
нефти и rаза ................. |
,.............................................................................................................. 348 |
|
||||
14.1.4. Петрафизические разрезы .................................................................................. |
|
|
|
348 |
|
|
14.2.· Построение вертикальвой rеоакустической |
|
|
|
|||
модели среды .................................................................................................................................. |
|
|
|
|
350 |
|
14.3. Использование петрафизических исследований |
|
|
|
|||
при комплексвой интепретации данных ГИС ..,................................................ 352 |
|
|||||
Список основвой JJИтературы.......................................................................................................... |
|
|
|
355 |
|
|
Список дополнитеnьвой литературы....................................................................................... |
|
|
|
356 |
|
|
Предметный указатель............ |
'"........................................................ |
|
- ................................................ |
|
358 |
|
367
Учебное издание
ДОБРЫНИН Валерий Макарович
ВЕНДЕЛЪШТЕЙН Борис Юрьевич
КОЖЕВНИКОВ Д!\tитрий Александрович
ПЕТРОФИЗИКА (Физика горных пород)
Книга издается в авторс?<:ой реда?Щии Комnьютерная верстка Ю.С. Я?<:овлев
Подnисано в nечать 04.06.2004. Формат 60х90/16.
Бумага офсетная•. Печать офсетная. Гарнитура «Журнальная»,
'Уел. n.л. 23,0. Тираж 1000 экз. Заказ N2 144.
Федеральное государственное унитарное nредnриятие Издательство «Нефть и газ»
РГ'У неф1·и и газа им. И. М. Губкина
Изд. лиц. ИД N206329 от 26.11.2001. 119991, Москва, Ленинский npocn., 65 Тел.: 135-84-06, 930-97-11. Факс: 135-74-16
Налоговая льготаобщероссийский классификатор nродукции
ОК-005-93, том 2: 953000