A fakitermelés ( francia carottage , a carotte - carrotsból , ami a fakitermelési szonda hasonlóságát jelenti ) a legelterjedtebb kútfakitermelés .
A naplózási folyamat egy speciális eszköz kútjába való leereszkedés, majd annak felemelkedése. Az eszközt geofizikai szondának nevezik [1] . A fakitermelés célja a kútszakasz szerkezetének részletes tanulmányozása . A mélységi hiba kiküszöbölése érdekében a fő méréseket a készülékről annak felemelkedése során veszik, de bizonyos paramétereket már a süllyedés során mérnek.
A módszer kis mérési sugárral rendelkezik a kút körül (néhány centimétertől több méterig), de nagy részletességgel rendelkezik, amely lehetővé teszi nemcsak a tározó mélységének centiméteres pontosságú meghatározását , hanem még a tározó jellegét is. változás magában a tartályban a teljes kis vastagságában. A fakitermelésnek sok fajtája létezik, ami a földi geofizika sokféle módszerének köszönhető , amelyek mindegyikéhez hasonló "földalatti" változatot fejlesztettek ki. Ezenkívül vannak olyan speciális fakitermelési típusok, amelyeknek nincs analógja a földgeofizikában. Ezért a naplózási módszereket az általuk vizsgált fizikai mezők jellege különbözteti meg: elektromos, nukleáris és mások.
Valójában az ásványlelőhelyek felkutatásának és feltárásának geofizikai módszereit azzal a céllal hozták létre, hogy ne drága kútfúrásokat végezzenek, hanem csak a talajvizsgálatokra korlátozódjanak. Ennek ellenére a vizsgált területen gyakran nem nélkülözhető kutak fúrása, mivel a kút a fúrószerszámmal felszínre hozott mag -kőzetminták forrása. Ugyanakkor a mag elvétele és eredeti formájában való megőrzése a laboratóriumba szállításkor önmagában is költséges folyamat. Emiatt szükség volt a kutak mag nélküli vizsgálatára [2] . Ehhez további ösztönzést jelentett, hogy sok kutat törékeny és laza kőzetbe fúrnak, ahol a mag nem hozható felszínre. Végső soron azoknál a kutaknál alkalmazzák a fakitermelést, amelyek már maggal vannak ellátva, így még több információhoz juthat a kútról, igazolva az építésére fordított erőfeszítéseket.
A felszíni geofizika minden típusához kidolgozták annak változatát, amely alkalmas szűk kútkörülmények között végzett hasonló vizsgálatra. Mindenekelőtt az elektromos feltárás módszereit alkalmazták . Egy-egy kioldási műveletnél egyszerre több különböző módszerrel folyik a kutatás, melynek eredményeit együttesen értelmezzük. Ennek oka maga a kút hatása a műszer leolvasására, valamint sok más tényező.
A „fakitermelés” kifejezés az orosz nyelvre a franciából jött, ahol a fúrók szakzsargonjában a la carotte („sárgarépa”) szót törzsmintának nevezték. Az alapszakembereket tréfásan "répaszedőknek" nevezték. Ugyanennek a szónak franciául van egy második jelentése is - kicsinyes csalás. Az első fakitermelési módszerek nem voltak pontosak, és gyakran nem igazolták magukat, ezért a fakitermelési szakembereket nem csak viccből nevezték csalóknak. Ennek köszönhetően a „fakitermelés” kifejezés először a franciában honosodott meg, majd terjedt el a többire is. Idővel a németben a kifejezést a bohrlochmessung váltotta fel, az angolban - a well logging, és magában a franciában is a des diagraphies kifejezést használják, de a régi kifejezés Oroszországban marad.
Sőt, maga a kútkitermelés is erősen kapcsolódik ehhez a fogalomhoz, bár általánosságban ide tartoznak a kútműveletek és a kútgeofizika is.
A kifejezést és magát a technikát először a testvérek, Conrad és Marcel Schlumberger vezették be.(a híres Schlumberger olajmező-szolgáltató cég alapítói ). Módosításukban elektromos fakitermelést alkalmaztak, a fő terület pedig a széntelepek felkutatása volt. Idővel a fakitermelési módszereket az érctelepeken kezdték alkalmazni, de aztán az olaj- és gázmezőkön találták meg fő alkalmazásukat. Manapság ebben az iparágban a fakitermelés költsége nem haladja meg a fúrás költségeinek 4%-át, miközben a megszerzett információk többségét biztosítja.
Az első geofizikai vizsgálatok Oroszországban a kutak geotermikus vizsgálatai voltak, amelyeket 1906-ban végzett D. V. Golubjatnyikov [3].
A fakitermelési műveletek elvégzéséhez minden szükséges felszerelést tartalmazó geofizikai szondát engednek a kútba. A kapott információ egy része azonnal a felszínre kerül egy geofizikai kábelen keresztül, amely egyben adatátviteli csatorna és elektromos vezető is az áramforrásból, és megtartja a műszer súlyát. Ugyanakkor az információ egy része továbbra is rögzíthető magának a szonda memóriájában, és a szonda felszínre kerülése után is megkapható. Technikai okokból az esetleges kútnaplózást alulról felfelé hajtják végre, először leengedve a szondát a kívánt mélységig, majd csak ezután, lassan emelve rögzítik a jeleket.
Így jobban tartható a szonda állandó fordulatszáma, miközben leereszkedés közben a szonda elakadhat a kútban (tack). Ez azonban nem akadályozza meg, hogy a szonda leereszkedése során időnként kisebb méréseket (sűrűségmérő, hőmérő) végezzenek. Ha a szonda mozgásának sebessége a kút mentén túl nagy, előfordulhat, hogy a berendezésnek egyszerűen nincs ideje még nagy anomáliák mérésére is. Ugyanakkor a szonda túl alacsony emelkedési sebessége megnöveli a naplózási műveletek idejét, és ezáltal a munka egészének költségét.
Tekintettel arra, hogy a valódi kút az ideális kúttól eltérően soha nem egyenes és változó sugarú, technikai nehézségekbe ütközik az aktuális szondamélység pontos meghatározása. Emiatt az aktuális mélység mérése többféle módon történik egyszerre:
Valós helyzetekben előfordulhat, hogy a számláló kihagy néhány mágneses nyomot, és előfordulhat, hogy a lokátor nem veszi észre az egyik csatolást, azonban közös használatuk lehetővé teszi ezen hibák kiegyenlítését és a szonda helyzetének elég pontosan a megfelelő mélységhez történő rögzítését.
A technika egyik hátránya, hogy maga a kút befolyásolja a szonda leolvasását:
Egy-egy kioldási művelet információtartalmának növelése érdekében egyszerre több műszer is elhelyezhető egy geofizikai szondában. Vannak esetek, amikor több eszköz van, mint amennyi elfér egy szondában, vagy ezek az eszközök nem kompatibilisek egymással és nem helyezhetők el egy szondába. Ekkor nem egy szondát lehet leengedni a kútba, hanem egy csomót, egymás után elhelyezve. Ezenkívül a szondára egy úgynevezett "fonat" is rögzíthető. Külsőleg egy viszonylag rövid kábelről van szó, amelyen füzérszerűen vannak elhelyezve a szenzorok, ugyanakkor a belőlük vett információ a szondatestben található fő berendezésbe kerül.
A naplózási módszertől függően előfordulhat, hogy a szondát a furat tengelye mentén kell központosítani (ebben az esetben a szonda nem érintheti a fúrólyuk falait), vagy fordítva - szorosan a falhoz kell nyomni a szondát. Mindkét esetben a testen kívül elhelyezett rugók segítségével érjük el az eredményt. A központosításhoz négy rugó van a testre rögzítve, keresztben elhelyezve, a kút falához való szorításhoz elegendő egy oldalra helyezett rugó.
Az elektromos fakitermelés a terepi elektromos felmérések átdolgozása, amelyet a kút szűk körülményeire alkalmaznak. Általánosságban elmondható, hogy a munka az áram két vagy több elektródán való átvezetésére korlátozódik, és ezt követően megmérik az elektromos paramétereket: áramerősség, potenciálkülönbség, frekvencia, dielektromos állandó stb. A mért érték különbsége határozza meg elektromos naplózási módszerek. Ezek a különbségek például a kútba süllyesztett elektródák konfigurációjából, azaz egymáshoz viszonyított kölcsönös elrendezéséből adódhatnak.
A jelenlegi fakitermelési csoportban a legkülönfélébb koncepciók és azok módosításai megalkotására van lehetőség, azonban a gyakorlatban csak az MSK -t (sliding contact method) alkalmazzák az érctelepek kutak vizsgálatára , a BTK -t (oldaláramú fakitermelés) pedig a szén vizsgálatára. kutak.
Ennek a módszercsoportnak a fő előnye, hogy olyan száraz kutakban használhatók, amelyek nincsenek feltöltve vezetőképes fúrófolyadékkal. Ezenkívül olajalapú fúrófolyadékkal töltött kutakban is használható, amelyek szintén nem vezetnek egyenáramot. A következő fajták vannak:
A radioaktív fakitermelési módszerek a kőzetekben található természetes radioaktivitáson alapulnak, amelyet a fakitermelés során mérnek. Abban az esetben, ha a kőzet kezdetben rendkívül alacsony hátterű, vagy egyáltalán nem radioaktív, annak előzetes besugárzását, majd a keletkező háttér mérését alkalmazzák. A mért leolvasások alapján lehetővé válik a kőzet számos fizikai tulajdonságának meghatározása: hidrogéntartalom, agyagtartalom, sűrűség stb.
E módszerek elnevezésében rövidítéseket használnak, és a betűjelölések egységes rendszerét alkalmazzák. A nevek általában három betűből állnak:
Használható a negyedik betű is, amely ebben az esetben további információt hordoz - a módszer típusát vagy módosítását. Egyes módszerek neve azonban nem felel meg ennek az osztályozásnak, és történelmileg gyökeres neveket vett fel.
Ebben a módszercsoportban minden geofizikai szondát saját neutronforrással látnak el. A kibocsátott neutronok energiája eltérő lehet, de a naplózás során a neutronfluxust állandó értéken tartják. Mind a spontán bomló elemek, mind két vagy több elem nukleáris reakciói (például berillium alfa-részecskékkel) használhatók neutronforrásként.
Ebben a módszercsoportban a szonda neutronforrással van ellátva, de a stacionárius neutronnaplózás módszereivel ellentétben ez a forrás nem folyamatosan, hanem impulzusokban működik. A pulzáló neutronkitörések és a közeg közötti kölcsönhatás termékei sokfélék, ezért számos módszer áll rendelkezésre:
Ezen impulzusmódszerek mindegyike tartalmazhat olyan módosításokat, amelyek elterjedtsége eltérő (beleértve azokat is, amelyeket a gyakorlatban egyáltalán nem használnak). Például az INGK-S számos változatban létezik, amelyek közül a leggyakoribb a C/O-naplózás (szén-oxigén naplózás).
A gyakorlatban a GNC néha talál alkalmazást - gamma-neutron naplózás, amely a nukleáris fotoelektromos hatáson alapul. Tekintettel arra, hogy elméletileg gamma- és neutronmódszernek is betudható, általában külön vizsgálják.
Kidolgozták a NAC módszert is - a neutronaktivációs naplózást. A módszer lényege abban rejlik, hogy a kőzetekben mesterséges neutronbesugárzás hatására jelentős mennyiségű mesterséges radionuklid keletkezik, amelyek saját gammaaktivitással rendelkeznek. Ezt mérik a NAC során. Ebből a szempontból a módszer homályosan hasonlít az NGK-ra.
Ez a rész olyan módszereket tartalmaz, amelyek a geofizikára kevésbé jellemző fizikai tereket vizsgálnak.
Az egyes módszerek szűk fókusza, valamint a kedvezőtlen kútkörülmények között végzett mérések miatt egyetlen fakitermelési módszer sem tud objektív és megbízható információt adni. Ez a körülmény volt a fő akadálya a 20. század elején az ásványok felkutatásának geofizikai módszereinek e szakaszának kidolgozásában (mint már említettük, a fakitermelőket eleinte csalóknak tekintették, innen ered a nevük is). A legkülönbözőbb módszerek tömeges megjelenése, valamint az egyes módszerek elméleti tanulmányozásának mélysége miatt azonban a különböző módszerek kombinálásakor továbbra is szinte minden szükséges információ megszerezhető a kútszakaszról.
A PS módszert szinte azonnal megjelenése után kezdték használni az RL módszerrel együtt, és ezt a komplexumot szabványos elektromos naplózásnak nevezték. A különböző módszerekkel nyert információk kombinálásával az altalaj tartalma megbízhatóbban „megfejthető”.
Az adott szakaszon összetett geológiai probléma merül fel - a széntelepek előfordulási mélységének megtalálása. Az RL-módszer ezen a szakaszon nem tette lehetővé a szén és a mészkő megkülönböztetését további felmérések nélkül (mindkettőnek megközelítőleg azonos az ellenállása, más tényezők azonosak mellett). A sűrűségi GGC bevonása azonban lehetővé teszi a mészkő azonnali azonosítását a szakaszon. Az egyszerű HA is hitelt ad ennek a nézetnek, mivel jól reagál a palásosságra: nincs agyag a széntelepekben és a mészkőben, így a HA-leolvasások kudarcot vallanak ellenük. Összehasonlításképpen egy tolómérő diagram ( KM ) is látható . A KM módszernél a kút átmérőjét mérik, amely a mélységétől függően változik. A rideg szénnel szemben a fúrás során a kút falai tönkremennek, így a kút átmérője megnő, és a sűrű mészkő sem engedett ugyanilyen pusztulásnak, így a CM nem rögzítette a pusztulását.
Ezen a szakaszon bauxitréteget találtunk , mivel ezek természetes radioaktivitása nagyobb, mint a befogadó kőzeteké, ezért a HA szerint a réteg maximálisan kiemelkedik. A CL módszer csökkentett ellenállással tökéletesen leveri a formációt, különösen a tetejét. A PS módszer egy polarizálható bauxitréteget is azonosít, az OGK leolvasásának meghibásodása pedig magas hidrogéntartalomra utal (a bauxitokban sok alumínium - hidroxid van).
A módszerek kombinálása lehetővé teszi bármely, még a legegyszerűbb módszer funkcionalitásának jelentős bővítését is. Egy olcsó gamma-sugárzási módszer szerepe a tározók azonosításában különösen megnő, ha a kút meg van töltve fúrófolyadékkal . Ennek a megoldásnak az elektromos ellenállása a képződményvizek fajlagos ellenállásához hasonlítható. Ilyen körülmények között a PS módszer rosszul különbözteti meg őket, és a GC adatok a tározó azonosításának fő adataivá válnak .