Способ определения залегания геологических характеристик пластов в скважинах Советский патент 1985 года по МПК E21B47/22 G01V9/00 

1 Изобретение относится к прикладной геологии и может быть использовано при поисках и разведке полезны ископаемых и при решении вопросов структурной геологии. Известен палеомагнитньй способ ориентирования керна, скважин в пространстве, заключакнцийся в том, что из керна выпиливают кубик, прои вольно ориентированный относительно оси скважины, который подвергают лабораторным исследованиям в три цикла терморазмагничивания вектора естественной остаточной намагниченности 3 , в результате чего в кубике выявляют направление вязкой намагниченности 2. Направление совмещают с направлением современно го геомагнитного поля, которое известно. Таким образом определяют положение кубика в современной географической системе координат 1. Этот способ реконструкции первон чальной ориентировки керна применяется в палеомагнитологии для Целей расчленения и корреляции осадочных толщин. Применение этого способа для пространственной реконструкции плоскостей геологических индикаторо в скважинах не предусмотрено. Наиболее близким к предлагаемому является способ определения залегания геологических характеристик пла тов в скважинах, включающий отбор керна из скважины, выявление в керн плоскости - геологического индикатора, определение направления ее па дения, вьшиливание кубика из керна и ориентирование его по палеомагнит ной составляющей, а именно по отношению к палеомагнитному меридиану эпохи накопления слоев . Известный способ обладает невысо кой достоверностью из-за того, что в качестве плоскости - геологическо го индикатора используют плоскость напластования, точное определение пространственного положения которой затруднительно, а в ряде случаев вообще невозможно. Визуальное опред ление плоскости напластования после каждого откола может .варьировать в пределах десятков градусов. Кроме того, пластовая отдельность в образ це не представляет пласт в особенно ти для пород, претерпевших танген- циальные подвижки в тектонически активных зонах. Недостатком способа 252 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 направления ее падения, выпиливание кубика из керна и ориентирование его по палеомагнитной составляюа;ей, 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 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. На фиг. 1 показана схема выпиливания кубика, ориентированного относительно плоскости - геологического индикатора; на фиг.. 2 - схема зондирования цилиндрического образца керна с помощью ультразвуковых коле- . баний (УЗК);, на фиг. 3 - график зависимости скорости ультразвуковых продольных волн (Ур) от угла поворота датчиков УЗК относительно выбранного условного исходного направления Х-, на фиг. 4 - схематическая структурная карта Останинской и Западно-Останинской площадей (стрелками показано направление водного потока (вектор), формировавшего пласт, реконструированное палеомагнитным способом; цифры при основании стрелки - номер скважины, при вершине стрелки - номер образцов). 3 Способ осуществляется следующим образом. Отобранный из скважины керн обтачивают абразивным резцом на токарном станке таким образом, чтобы ось керна осталась параллельной образующей керна-цилиндра 1. Верхнюю и нижнюю торцовые поверхности срезают на камнерезном станке перпендикулярно оси цилиндра. Если плоскость - геологический индикатор (слойчатость, трещиноватость) можно определить визуально, то относительно сечения плоскости - геологического индикатора 2 на верхнем торце керна-цилиндра 1 проводят линию падения плоскости (ось X ) Выпиливают кубик 3 с размером грани 2,4 см (или другого размера, при менительно к магнитоизмерительной аппаратуре), ориентированный следующим образом: осп X,Y располагаются на верхней грани кубика, ось Z - внутрь керна 1 параллельно оси цилиндра. Кубик подвергают комплексу лабораторных исследований принятому в палеомагнитологии, в целях пространственной реконструкци его в современной географической системе координат. Если визуально определить в керн положение плоскости - геологическог индикатора не удается, то керн-цилинпр 1 подвергают зондирование с помощью УЗК. При этом исходное напрарление х проводят произвольно и относительно него осуществляют сканирование с перемещением кернацилиндра 1 относительно датчиков УЗК 4 на угол сканирования Доб. Рас стояние между ярусами сканирования должно быть равным сечению датчиков Строят кривую зависимости скорости УЗК от угла сканирования Vp f((i)| по которой определяют максимум .кото рый соответствует направлению линии падения плоскости - геологического индикатора для данного яруса-. Среднее значение угла ci представляет направление линии падения плоскости - геологического индикатора для образца. Оно является исходным для выпиливания кубика, который в дальнейшем реконструируют в пространстве палеомагнитным способом. Уточнение положения плоскости геологического индикатора, определенного в керне визуально либо зондированием с помощью УЗК, осуществл 54 ,ют после микроскопического изучения трех взаимоперпендикулярных петрографических шлифов, изготовленных после выпиливания кубика 3 из обрезков керна. Пример. Берут образцы 19, 20 скважины Останинской и 26, 53 скважины Западно-Останинской (Обь-Иртьшское 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 ори1ентирована ось X кубиков 3, выпиленных на камнерезном станке. Палеомагнитньгм способом (Зоткевич И.А., Коротун В.В. Исследование остаточной намагниченности осадочных пород тюменской свиты 17.t в целях ориентирования палеомагнитным способом керна глубоких скважин Западно-Сийирской плиты. Труды СНИИГГиМСа, вып. 193, с. 25-29) на кубиках выявлено склонение « вектора дг евней, первичной намагниченности J° . Затем по известным координатам участка работ (широта Ч 58с.щ., долгота 9 в.д.) и палеомагнитного полюса для средней юры (щирота Ф бО С.Ш., долгота А 130° в.д.) вычислены элементы земного магнетизма эпохи седиментации изученных пород - склонение Вдр 64°, наклонение др 76. Вычислен азимут линии падения плоскости - геологического индикатора по формуле Л Рдра, . Дополнительно вычислены параметры водного потока, формировавшего песчано-алевритовые осадки тюменской свиты 3.2 на территории Останинской и Западно-Останинской площадей глубина потока Н 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 способом. Полученные вёктора палеопотоков согласуются с конфигурацией тектонических структур Останинской площадей, прослеженных сейсморазведкой.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет восстановить в современной 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 распределении векторных характеристик для геологического тела, т.е. воссоздать объемную модель для геологического тела распределения геоло1ических параметров, например вектора водного потока, формировавшего пласт осадочной породы. I

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

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

44

Г

.2500 Западно -Останине.

J ,.

фиг. 4