КР_Основы геофизики


Методические указания к выполнению контрольной работы
Основы геофизики
Содержание контрольной работы:
Учебным планом специальности, предусматривается написание контрольной работы по дисциплине «Основы геофизики». Согласно утвержденной рабочей программе по дисциплине студент должен выполнить контрольную работу в полном объеме.
Контрольная работа – самостоятельный труд студента, который способствует углублённому изучению пройденного материала.
Контрольная работа позволяют оценить степень усвоения студентом учебного материала в результате самостоятельной работы с учебной литературой и его способности к решению задач.
Цель выполняемой работы: получить специальные знания по выбранным темам.
Работа представляется в печатном виде на одной стороне листа стандартной белой бумаги (формата А4). Текст печатается через 1,5 интервала, красная строка – 1 см. Шрифт: Times New Roman, размер шрифта – 14 пт.
Поля должны составлять по четырем сторонам листа:
левое – 30 мм,
правое – не менее 10 мм,
верхнее – не менее 20 мм,
нижнее – не менее 20 мм.
Поля слева оставляют для переплета, справа – для того, чтобы в строках не было неправильных переносов.
В тексте работы заголовки разделов выполняются строчными буквами, кроме первой прописной, жирным шрифтом и должны быть выровнены по центру страницы.
Страницы работы следует нумеровать арабскими цифрами, соблюдая сквозную нумерацию по всему документу. Номер проставляется внизу посередине листа шрифтом – 12 пт.
Титульный лист включается в общую нумерацию, но номер страницы на нем не проставляется, обязательно указать номер варианта.
Иллюстрации, таблицы, графики, расположенные на отдельных листах, включаются в общую нумерацию страниц.
В тексте контрольной работы не допускается произвольное сокращение слов (кроме общепринятых). По всем возникшим вопросам студенту следует обращаться за консультацией преподавателю.
Задание№6 (Задача) только для тех, кто отсутствовал на практике!!!
Содержание
Классификация методов разведочной геофизики. Физические поля, на которых основаны методы разведочной геофизики.
Основные методы в полевой геофизике при поиске и разведки залежей нефти и газа. Их краткая суть. Решаемые задачи.
Заполнить таблицы 1 и 2.
Таблица 1
Классификация геофизических методов по природе используемых полей
Название метода
Используемые поля
ГравиразведкаМагниторазведка Электроразведка Сейсморазведка ТерморазведкаЯдерная геофизика Таблица 2
Основные характеристики некоторых геофизических полей и их источников
Геофизическое поле
Характеристики поля Единицы измерения Петрофизическая характеристика Единицы
измерения
Гравитационное поле
Магнитное поле
Электро-
магнитное
поле Поле упругих
колебаний
Тепловое поле
Радиационное поле
Индивидуальное задание (№п - вариант): 1-4 столбец – № в списке группы):
В этом разделе подробно рассмотреть физические основы метода, регистрируемые параметры, используемую аппаратуру, виды кривых, масштабы записи, решаемые задачи.
№п - вариант
Физические основы геофизического метода, регистрируемые параметры, техника и технология проведения исследований.
1 13 25 37 Физические основы гравиразведочных работ. Сила тяжести и её составляющие. Зависимость силы тяжести от широты. Геологические основы гравиразведочных работ. Плотность горных пород: определяющие факторы и закономерности. Геологические задачи, решаемые гравиразведкой. Области применения гравиразведки: Применение гравиразведки для изучения земной коры, региональных съемок, при поисках и разведке нефтегазоносных структур и месторождений других полезных ископаемых.
2 14 26 38 Определение и сущность магниторазведки. Геологические основы магниторазведки (Намагниченность горных пород, магнитная восприимчивость. Природные минералы: диамагнетики, парамагнетики, ферромагнетики их характеристики. Остаточная намагниченность горных пород).Применение магниторазведки для решения геологических задач. Отражение месторождений нефти и газа в магнитном поле.
3 15 27 39 Определение и сущность электроразведки. Физические основы электроразведки. (Электромагнитные поля, используемые в электроразведке. Естественные электромагнитные поля. Искусственные электромагнитные поля.) Общая характеристика методов электромагнитного зондирования. Интерпретация ВЭЗ: количественная и качественная. Типы кривых ВЭЗ над различными моделями двухслойных и трехслойных геоэлектрических разрезов.
Геологические основы электроразведки. Электрическая модель горных пород. Электромагнитные свойства горных пород.
Геологические задачи, решаемые электроразведкой.
4 16 28 40 Определение и сущность электроразведки. Физические основы электроразведки. (Электромагнитные поля, используемые в электроразведке. Естественные электромагнитные поля. Искусственные электромагнитные поля.) Общая характеристика методов электромагнитного профилирования. Качественная и количественная интерпретация данных электропрофилирования. Начертить схемы и определить задачи, решаемые методами и способами электромагнитного профилирования.
Геологические основы электроразведки. Электрическая модель горных пород. Электромагнитные свойства горных пород.
Геологические задачи, решаемые электроразведкой.
5 17 29 41 Определение и сущность сейсморазведки. Классификация методов сейсморазведки.
Физические основы сейсморазведки. (Основы теории упругости. Основы геометрической сейсмики.). Методика и системы наблюдений. Система наблюдений в методе общей глубинной точки (МОГТ). Профильные (2D) и регулярные площадные (3D) системы наблюдений.
Современные направления динамической (параметрической) интерпретации. Динамические характеристики отраженных волн. Наиболее широко используемые динамические параметры (амплитуда колебаний, фазовые параметры, частота отражений).
Объекты сейсмических исследований в нефтегазовой разведке. (Сейсмические границы. Дизъюнктивные нарушения. Выявление антиклинальных поднятий в осадочном чехле.).6 18 30 42 Определение и сущность электроразведки. Физические основы электроразведки. (Электромагнитные поля, используемые в электроразведке. Естественные электромагнитные поля. Искусственные электромагнитные поля.) Магнитотеллурические методы. Магнитотеллурическое зондирование (МТЗ) и профилирование (МТП). Метод теллурических токов (МТТ).
Геологические основы электроразведки. Электрическая модель горных пород. Электромагнитные свойства горных пород.
Геологические задачи, решаемые электроразведкой.
7 19 31 43 Принципы комплексироваиия геофизических методов.
Задачи комплексирования в разных прикладных направлениях геофизики, на разных этапах и стадиях геологоразведочных работ.
Геофизические исследования при изучении строения Земли, земной коры, фундамента и осадочного чехла как на суше, так и в океанах.
8 20 32 44 Тепловое поле Земли. Термическая зональность земных недр. Тепловой баланс Земли. Тепловой поток. Параметры теплопроводности.
Тепловое состояние Земли и закономерности его изменения.
Охарактеризовать тепловое поле Земли и его циклические изменения.
Теплофизические свойства минералов и горных пород.
Расчет теплофизических свойств осадочного, гранитного и базальтового слоев земной коры.
9 21 33 45 Метод естественного электрического поля: физико-химическая природа естественных токов в земле, потенциал естественного поля.
Перечислите основные факторы, которые определяют удельное сопротивление горных пород в их естественном залегании.
Геологические задачи, решаемые электроразведкой.
10 22 34 46 Поле ядерных излучений: радиоактивность, радиоактивные вещества, виды радиоактивного излучения, радиоактивный распад, закон радиоактивного распада.
Методы ядерной геохронологии.
Естественная радиоактивность. Основные типы взаимодействия γ-квантов с веществом.
11 23 35 47 Типы сейсмических волн, продольные, поперечные волны. Отражение, преломление, дифракция, рефракция упругих волн. Сейсмические среды, границы и скорости упругих волн. Принципы устройства сейсморазведочной аппаратуры. Организация полевых работ по сейсморазведке. Годографы волн. Временные разрезы.
Метод отраженных волн (МОВ) и метод общей глубинной точки (МОГТ).
12 24 36 48 Основные принципы геометрической сейсмики. Поле времен.
Отражение, преломление и дифракция
Законы отражения и преломления. Монотипные и обменные волны. Головные, рефрагированные и дифрагированные волны. Поверхностные волны.
Модели сейсмических сред. Сплошная, несплошная, упругая, неупругая, анизотропная, изотропная, однородная, неоднородная среды. Модель горизонтально-слоистой среды.
Тест
1. Разведочная геофизика –
А) Раздел прикладной геофизики, занимающийся исследованиями строения земной коры геофизическими методами с целью поиска и разведки месторождений полезных ископаемых.
Б) Раздел прикладной геофизики, занимающийся исследованиями строения земной коры геофизическими методами.
2. Физическое поле -
А) Пространство, каждая точка которого может быть охарактеризована некоторой величиной постоянного или меняющегося значения.
Б) Пространство, каждая точка которого может быть охарактеризована некоторой величиной меняющегося значения.
3. Геофизическое поле -
А) Поле, особенности которого зависят от геологического строения земной коры, называют.
Б) Множество значений физических величин, количественно характеризующих физическое поле в пределах определенной области или территории Земли.
4. Необходимое условие возникновения аномалий геофизического поля -
А) Разная глубина залегания горных пород.
Б) Различие горных пород по физическим свойствам.
В) Разный угол наклона пластов.
5. Геологоразведочные работы –
А) Часть работ по геологическому изучению недр, направленных на поиск и разведку месторождений полезных ископаемых.
Б) Часть работ по геологическому изучению недр, направленных на поиск, разведку и оценку месторождений полезных ископаемых.
В) Часть работ по геологическому изучению недр, направленных на разведку и оценку месторождений полезных ископаемых.
6. Геологоразведочные работы в зависимости от стоящих перед ними задач, состояния изученности нефтегазоносности недр подразделяются на –
А) Региональный этап.
Б) Поисково-оценочный этап.
В) Поисковый этап.
Г) Оценочный этап.
Д) Разведочный этап.
Е) Этап выявления объектов поискового бурения.
7. Сила притяжения:
А) у экватора больше, чем у полюса
Б) у полюса больше, чем у экватора
8. Сейсмическая аппаратура включает в себя:
А) сейсмокоса, источник упругих волн и «вибросейс»
Б) сейсмостанцию, источник упругих волн и сейсмоприемник
В) сейсмостанцию, преобразователь и сейсмоприемник
9. Какие параметры задают при решении прямых задач гравиразведки? А) размеры и формы объектов.
Б) глубину залегания объектов.
В) физические свойства объектов.
Г) всё перечисленное верно.
10. Намагниченность, которая существовала в момент образования породы и сложным образом менялась до настоящего времени:
а) начальная; б) остаточная
11. Единицы измерений магнитного поля Земли:
а) ампер на метр (А/м)
б) нанотесла (нТл)
12. Основным параметром геомагнитного поля является?
А) ускорение свободного падения; Б) полный вектор напряженности
13. Наиболее достоверная гипотеза, объясняющая магнетизм Земли?
А) гипотеза намагниченности ядра; Б) гипотеза вихревых токов в ядре
17. В системе СИ магнитная восприимчивость измеряется?
А) безразмерная величина; Б) Кл
18. К ферромагнетикам относится?
А) нефть; Б) магнетит
19. ВЭЗ чаще используют:
А) в малоглубинной геоэлектрекеБ) в большеглубинной геоэлектрике20. Электропроводность горных пород зависит, главным образом, от:
А) содержания флюидов в поровом и трещинном пространстве породы и степени их минерализации,
Б) содержания флюидов в поровом и трещинном пространстве.
22. К Естественным постоянным электрическим полям относятся:
А) Поля электрохимической природы Б) Поля электрокинетической природы
В) Магнитотеллурические поля Г) Поля атмосферной природы
23. Верно ли утверждение: УЭС влажных песков меньше УЭС водонасыщенных?
А) да; Б) нет
24. Сеть наблюдений - …..
А) Расстояние между профилями (маршрутами) съемки или площади.
Б) Расстояние между соседними точками наблюдения на профиле.
25. Раздел разведочной геофизики, в котором изучаются поля упругих деформаций происходящих в геологических средах вследствие механических воздействий:
А) Магниторазведка Б) Сейсморазведка
В) Электроразведка Г) ГравиразведкаЗадача
Продольный годограф однократно отраженной волны
от наклонной плоской границы раздела двух сред без ввода и с вводом статической поправки
Упругость – свойство веществ сопротивляться воздействию механических напряжений.
Если не превышен предел упругости – деформации обратимы, т.е. восстанавливается форма.
Твердые тела – изменяется объем и форма. Жидкости и газы – изменяется объем.
Изменяется объем – объемная деформация, изменяется форма – деформация сдвига.

Скорость распространения волн в упругих средах
Под влиянием деформации в твердых упругих бесконечных средах возникают волны продольные (P) и поперечные (S). Продольные волны являются следствием деформации расширения – сжатия, а поперечные – деформации сдвига. Под влиянием деформаций частота колебаний частиц среды может быть самой различной в зависимости от частоты генератора, возбуждающего колебания и частоты собственных колебаний тела.
Продольные волны – волны расширения-сжатия, распространяются в любой среде – газах, жидкостях, твердых телах. Именно продольные волны вызывают звуковые явления.
Поперечные волны – волны, обусловленные распространением поперечных деформаций сдвига в среде; возникают только в твердых телах, так как в жидкостях и газах сопротивление сдвигу отсутствует.
Волны Р и S распространяются по всему объему и называются объемными. На поверхности в твердых телах возникают поверхностные волны в силу изменения сопротивления перемещению частиц в сторону свободной поверхности.
Сейсмические волны – волны низкой частоты, которые вызываются ударом, взрывом, землетрясением. Эти волны быстро затухают.
Поверхностные волны:
Рэлея – частицы колеблются по траектории в вертикальной плоскости.
Лява - частицы колеблются по траектории в горизонтальной плоскости.
Характер распространения упругих колебаний в горных породах определяется их акустическими параметрами, важнейшим из которых является скорость распространения упругих волн.
Распространение упругих волн в массивах наблюдается вдоль сейсмических профилей. При известной длине S профиля и времени прихода упругой волны t в точку наблюдения имеем:

Vк – кажущаяся скорость, так как реальный путь волна проходит не по прямой профиля, а с отклонениями.
Волна, приходящая к изучаемой точке непосредственно от пункта возбуждения, называется прямой. Годограф такой волны – прямая линия, выходящая из начала координат (рис. 65).
16002002159000
Рис. 1. Годограф прямой волны
Скорость упругих волн в массиве по годографу прямых волн определяется по формуле

Годограф отраженных волн - гипербола, где в пункте возбуждения при x = 0 время прихода отражённой волны t = t0 > 0 за счет отражения от границы раздела двух сред (рис.2).
182880010668000
Рис. 2. Годограф отражённой волны
ЗАДАНИЕ
Прямая волна Р, достигнув границы слоя R1, создает монотипные и обменные отраженные волны. В случае линейных наблюдений известно уравнение продольного годографа отраженной волны:

где ϕx – угол между линией наблюдения на дневной поверхности и
проекцией этой линии на наклонную отражающую границу R1 (см. рис.).

Источник колебаний расположен на поверхности, в точке с координатой x = 0. Точки наблюдения (сейсмоприемники) расположены на оси x вдоль профиля.


Рис. 5. Модель среды и система наблюдений
В сейсморазведке реализуется система поправок, вносимых в наблюденный годограф, которые исключают (уменьшают) влияние изменяющихся особенностей верхней части геологического разреза (ЗМС), глубины источника hв и высоты установки сейсмоприемника hc. Ниже
приведены временные поправки за:
а) ЗМС Δtз=hз/Vз – hз/V0; (2)
б) рельеф Δtр=hc/V0; (3)
в) точку взрыва Δtв=hв/V0; (4)
Исходные данные: Заданы исходные параметры как источника колебаний, так и среды:
hз =50 – толщина ЗМС, в м;
V0= V1=2500– скорость в первом слое среды, в м/с;
h=1500 – эхо-глубина до плоскости раздела R1, в м;
ϕx= 10(1),11(2), 12(3), 13(4), 14(5), 15(6), 16(7), 175(8), 18(9), 19(10), 20(11), 21(12), 22(13), 23(14), 24(15), 25(16), 26(17), 27(18), 28(19), 29(20), 30(21), 31(22), в град.; в скобках даны варианты.Последовательно перемещая фронты волны в точки наблюдения x = -1000, -750, -500, -250, -100, 0, 100, 250, 350, 500, 750, 1000м, определите времена вступления волн, приходящих на поверхность.
Vз = 950, 900, 850, 800, 750, 700, 650, 600, 550, 500, 450, 400 – скорость в ЗМС , в м/с;
Содержание работы:
1. Вычислить значения продольного годографа по формуле (1).
2. Построить график t =f(x).
3. Рассчитать статическую поправку за ЗМС по формуле (2) и ввести ее в значения годографа t.
4. Построить новый график годографа с учтенной поправкой.
5.Сделать заключение о характере поведения левой и правой ветвей годографа, если пункт взрыва (источник сейсмических волн) находится в точке x =0.
Твердая фаза
Большинство породообразующих минералов анизотропны, поэтому Vp и Vs в различных кристаллических направлениях могут существенно различаться. Как правило, пользуются средними значениями Vpcp и Vscp.
В минералах Vp изменяется от 2 до 18 км/с, а Vs от 1 до
10 км/с. При этом можно выделить 2 группы минералов, для каждой из которых характерна тесная связь скорости V с плотностью :
Минералы с низкими V – самородные металлы (золото, платина).
Минералы с высокими V - аллюминикатные и окисные разности (топаз, корунд, алмаз).
Упругие свойства элементов и минералов определяются характеристиками их внутреннего строения (плотностью упаковки атомов и атомной массой). Скорость увеличивается с ростом упаковки атомов (ионов) и уменьшается с ростом средней атомной массы.
Общая тенденция изменения скоростных характеристик твёрдой фазы следующая (рис. 72):
6896103810000
Рис. 6. Тенденция изменения скорости распространения упругих волн
у минералов различных по химическому составу групп
Жидкая фаза
В жидкостях распространяются только продольные волны Vр. В идеальных жидкостях Vр справедливо выражение
где а – коэффициент сжимаемости (адиабатическая сжимаемость).
Показатель Vр дистиллированной воды – 1,45 км/с или 1450 м/с. Vр нефти – 1,3 км/с или 1300 м/с. Vр воды растет с увеличением давления и с увеличением минерализации и завис
Список рекомендуемой литературы
Павлов А. Н. Геофизика. Общий курс о природе Земли. Учебник. – СПб: изд. РГГМУ, 2006. – 454с.
Геофизические методы исследования / ред. В.К.Хмелевского. М.: Недра, 1988.
Добрынин В. М. Петрофизика (Физика горных пород). / В. М. Добрынин, Б. Ю. Вендельштейн,
Геофизика: учебник / Под ред. В. К. Хмелевского. – М. : КДУ, 2007. – 320 с
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ
ФГБОУ ВО «УДМУРТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Институт нефти и газа им. М.С. Гуцериева
Кафедра разработки и эксплуатации нефтяных и газовых скважин
Контрольная работа
Основы геофизики
Направление подготовки 21.03.01 Нефтегазовое дело
профиль «Эксплуатация и обслуживание объектов добычи нефти»
Студента группы ______________________ФИО
Проверил Истомина НГ ________________
Ижевск
2017 г.

Приложенные файлы

  • docx 8865595
    Размер файла: 118 kB Загрузок: 1

Добавить комментарий