Kursun məqsədi. Qgt – fiziki üsulların məcmuyu olub, quyu ətrafı və quyular arası fəzanın tədqiqinə əsaslanır. Qgt-nin predmeti

Mühazirə 1- fevral 2022

Kursun məqsədi. QGT – fiziki üsulların məcmuyu olub, quyu ətrafı və quyular arası fəzanın tədqiqinə əsaslanır.

QGT-nin predmeti – müəyyən fiziki xassələrlə, maddi tərkiblə, həndəsi ölçülərlə səciyyələnən və konkret geoloji və petrofiziki modellərlə təsvir olunan geoloji obyekt (lay, süxur) hesab olunur.
Quyu sütunu boyunca süxurların fiziki xassələrinin öyrənilməsi məqsədilə aparılan geofiziki tədqiqatlar karotaj adlanır.
Neft-qaz quyularında istifadə edilən karotaj üsul­larının cəminə mədən geofizikası deyilir.
QGT-nin əsas məqsədi quyu şəraitində geoloji kəsilişin təsvirini almaqla yanaşı yatağın quruluşunun öyrənilməsində, regional tədqiqatların aparılmasında, ehti­yatın hesablanma­sında, yatağın işlənilməsinə nəzarətdə geoloqlara yardımçı olmaqdır.
QGT-nin yeri və rolu geoloji proseslərin mərhələləri ilə şərtlənir ki, bu da geoloji məsələnin qoyuluşundan yatağın istismarı da daxil olmaqla kompleks əməliyyatlar deməkdir. I mərhələ: Regional tədqiqatlar aparmaqla regio­nun perspek­tivli geoloji obyektləri aşkarlanır. Burada əsas rolu aerokosmik, yerüstü geokimyəvi və geofiziki üsullar oynayır. İstinad quyularından əldə edilmiş süxur nümunələri süxurların litostratiqrafik, petrofiziki və digər xassələri haqqında infor­masiya mənbəyi hesab olunur.
Yatağın axtarışı və kəşfindən başlayaraq ehtiyatın hesablanması və işlənməyə qədər müxtəlif mərhələlərdə yatağın öyrənilməsi zamanı müxtəlif geoloji məsələlər həll edilir. Bu məqsədlə müxtəlif QGT kompleksindən istifadə olunur.
Quyularda ölçülən təbii və süni fiziki sahələrin parametrləri süxurların fiziki xassələri ilə əlaqədar olur. Bu xassələr isə öz növbəsində süxurların litoloji, fasial, kollek­torluq,struktur-tekstur və digər xarakteristikalarını əks etdi­rir.
Quyuda tədqiqat-ölçü şərtləri. Qazılan quyu kəsilişlərinin geofiziki üsullarla tədqiqində ölçü nəticələrinə quyu ilə açılan süxurlar, quyunun diametri və quyu lüləsini dolduran qazıma məhlulu təsir edir.
Quyuların qazılması zamanı sudan, gil, gilli-əhəngli və neft əsaslı məhlullardan, əlverişli hidrogeoloji şəraitlərdə isə hətta qazdan yaxud havadan da istifadə edilir. Neft-qaz yataqlarında qazılan quyularda daha çox gil məhlulundan istifadə olunur. Karotajın nəticələrinə bilavasitə gil məhlulu təsir edir ki, nəticədə quyu divarının gilləşməsi və keçirici laylar qarşısında gil qabığının yaranması; quyu diametrinin dəyişməsi, gil məhlulunun keçirici laylara hopması və keçirmə zonasında təbii flüidlə qazıma məhlulunun filtratının qarışması və s. kimi proseslər baş verir.
Qazıma prosesində quyuda qazıma məhlulunun yaratdığı hidrostatik təzyiq lay təzyiqinə bərabər və çox olduğundan keçirici layların səthlərinin açılması zamanı gil məhlulu süxurların məsamələrinə hopur, məhlulun bərk kolloidal hissəcikləri isə quyu divarında pərdə (plyonka) yaradır. Yaranmış pərdədən maye keçirici laylara süzülür, gil hissəcikləri isə pərdənin səthinə yığılaraq gil qabığını yaradırlar. Süzülmənin başlanğıc mərhələsində laya hopan maye ilə yanaşı laya qazıma məhlulunun bərk kolloidal hissəcikləri də daxil olur və kolmatasiya zonası əmələ gəlir. Gil hissəciklərinin eləcədə qazıma məhluluna əlavə edilmiş ağırlaşdırıcı komponentlərin iri dənəli qumlara daxil olma dərinliyi orta dənəli qumlara nisbətən çox olur. Süxur nümunələrində müəyyən edilmişdir ki, qazıma məhlulunun bərk fazasının radial istiqamətdə qumdaşına və alevrolitə daxil olma dərinliyi 12-16 mm-ə bərabərdir. Qazıma məhlulunun bərk fazası çatlı süxurların bir neçə metr dərinliyinə daxil olan hallarda onlar qarşısında gil qabığı yaranmır.
Qazıma zamanı kolloidal məhluldan (ölçüləri 1-dən 100mkm-dək olan hissəciklər praktik olaraq məhlulda çökmür­lər ki, bu kolloidal məhlul adlanır) istifadə edildikdə keçirici laylar qarşısında quyu divarında nazik sıx təbəqə yaranır ki, bu da qazıma məhlulunun laya hopmasını çətinləşdirir, hətta qısa müddət ərzində süzülmə prosesi dayanır.
Məhlul kolloidal sistemdən ibarət olmadıqda quyu divarında sıxlığı az olan, qalın təbəqə yaranır ki, bu təbəqədən qazıma məhlulu uzun müddət laya hopur.
Hər iki halda lay qarşısında gil qabığının yaranma sürəti süxurların məsaməliyi artdıqca yüksəlir. Qazıma məhlu­lunun fasiləsiz dövranı zamanı yaranan gil qabığının qalınlığı statik rejimlə müqayisədə az olur. Gil qabığının qalınlığı bir neçə millimetrdən 3sm-dək və daha çox ola bilir. Quyuda tempe­raturun yüksəlməsi ilə bu qalınlıq da artır.
Gil qabığının keçiriciliyi və məsaməliyi gil məhlulunun minerallaşma dərəcəsindən, lay və hidrostatik təzyiqlərin fərqindən asılı olur.
Qazıma zamanı böyük təzyiq düşgüsündə gil qabığı hətta çox kiçik keçiriciliyə malik laylar qarşısında da yarana bilər. Gil qabığının keçiriciliyi 10^-5-dən 10^-3 fm²-dək geniş hüdudda dəyişilir. Keçiricilik yalnız təzyiq düşgüsündən və qazıma məhlulunun xassəsindən deyil, həm də onun tərkibindəki gillərin, qumun, mexaniki qarışıqların və kimyəvi reagentlərin miqdarından da asılı olur.
Quyuların diametri gil və tərkibində gil materialları (mergellər və gilli əhəngdaşları) olan süxurlar qarşısında kavernaların yaranması hesabına artır. Kiçik özlülüyə malik durulaşdırılmış qazıma məhlulundan istifadə olunduqda bu proses daha da intensivləşir. Gillərin dağılma intensivliyi həm də onların fiziki-kimyəvi xassələrindən asılı olur. Montmoril­lonitli incə dispersiyalı kolloidal gillər kaolinitli, qumlu, əhəngli və kobud dispersiyalı gillərə nisbətən daha intensiv dağılırlar. Bununla əlaqədar olaraq gillər qarşısında quyuların diametri qeyri bərabər dəyişir. Duzlu su əsasında hazırlanmış məhluldan istifadə etdikdə kavernaların yaranma intensivliyi bir qədər zəifləyir. Buna səbəb qatılaşdırılmış məhlullarda gil hissəciklərinin hidratlaş­masının azalmasıdır. Duz layları və müəyyən dərəcədə gips qarşısında quyu diametrinin artması bu süxurların gil məhlulunda həll olması ilə izah olunur. Bərk süxurlar (sıx qumdaşı, əhəngdaşı, dolomit və s.) qarşısında quyuların faktiki diametri adətən nominal diametrə bərabər olur (d_quyu=d_nom). Bəzi hallarda çatlı süxurlar qarşısında quyu diametri artır ki, buna səbəb qazıma prosesində onların mexaniki davamlı­lığının zəifləməsidir.
Neftli-qazlı quyu kəsilişlərində məsaməli keçirici layların (kollektor-süxurların) tədqiqi böyük maraq doğurur. Bu tip süxurlar təzyiq düşgüsündə flüidi özündən buraxma xüsusiy­yətinə malik olurlar. Qazıma məhlulunun kollek­torlara süzülmə sürəti zamandan asılı olaraq azalır və təxminən 250-300 saatdan sonra duzların diffuziya sürəti ilə müqayisə olunan həddə çatır.
Qazıma məhlulunun keçirici laya hopan hissəsi keçirmə zonası adlanır (şəkil 1.1). Bu zonada məhlulun filtratı lay suyu ilə qarışdığından layın xüsusi müqaviməti radial istiqamətdə dəyişir. Quyu divarından radial istiqamətdə kənarlaşdıqca süxurun vahid həcminə hopmuş filtratın miqdarı tədricən azalır və keçirmə zonasının xüsusi müqaviməti layın dəyişilməmiş hissəsinin xüsusi müqa­vimə­tinə təxminən bərabər olur. Qazıma məhlulunun laya hopma dərinliyi əsasən gil qabığının keçiriciliyindən, layın məsaməliyindən və layın açılışından sonra keçən müddətdən asılı olur. Gil qabığının məsaməliyi eləcədə layın keçiriciliyi və diferensial təzyiq qazıma məhlulunun laya hopmasına qismən təsir edir. Kiçik məsaməliklə səciyyələnən keçirici süxurlardan: əhəng­­daş­larında, dolomitlərdə, sementləşmiş alevrolit və qum­daş­larında keçirmə zonasının diametri daha böyük olur.



Şəkil 1.1 Dənələrarası məsaməliyə malik keçirici sulu layda xüsusi müq­avimətin radial paylanma sixemi : 1. –layın təbi yatım halı; 2- gilli lay; 3- keçirmə zonası; 4- yuyulmuş zona; 5- gil qabığı; 6-gil məhlulu; , müvafiq olaraq layın yuyulmuş hissəsinin, qazıma məhlulunun, gil qabığının və gil layının xüsusi müqavi­mətlərdir.
Süxurların xüsusi elektrik müqaviməti. Süxurlar ayrı-ayrı bərk mineral dənəciklərin kombina­siyalı yığımından və bu yığımların aralarındakı boşluqları dolduran lay flüidindən ibarətdir. Mineralların xüsusi müqavi­məti mində bir Omm-dən milyonlarla Omm-dək dəyişilir. V.N. Daxnov xüsusi müqavimətin qiymətinə görə mineralları yeddi sinifə ayırır. Təbiətdə daha çox yayılmış mineralların təsnifatı və onların xüsusi müqaviməti
Mineralların xüsusi müqavimətinin geniş hüdudda dəyişməsi əlverişli amil kimi elektrik üsulları ilə süxurların tədqiqinə imkan verir. Nəzərə almaq lazımdır ki, neft və qaz yataqlarının əksəriyyəti çökmə süxurlarda formalaşır. Çoküntü kompleksində karbonat və çökmə süxurları təşkil edən süxurtörədən minerallardan kvars, kalsit, çöl şpatı, anhidrid, halit və digərlərinin xüsusi müqavimətləri çox böyükdür.
Bununla yanaşı çökmə süxurlardan: gillərin, qumların, qum daşlarının, alevrolitlərin, qravelitlərin, əhəngdaşlarının, dolomitlərin xüsusi müqavimətləri 10^-1-dən 10⁴ Omm-dək dəyişir ki, bu göstərici süxurtörədən mineralların dənəcik­lərinin xüsusi müqavimətindən bir neçə dəfə kiçikdir. Belə bir fərq süxurun ikinci komponenti olan lay flüidinin təsirindən yaranır. Süxurların məsamələri adətən lay suları ilə doymuş olur və onların ümumi qatılığı 250 kq/m³-ə çatır.
Lay sularının xüsusi müqavimətini QP diaqramlarına görə təyin etmək olur. Lakin, daha dəqiq məlumat quyuların sınanılması prosesində götürülmüş lay suyu nümunəsini analiz etməklə alınır. Bu halda lay suyunun xüsusi müqavimətini adətən laboratoriya rezistivimetri ilə ölçməklə təyin edilir, yaxud da lay suyunun temperaturunun və kimyəvi tərkibinin məlum qiymətlərinə görə hesablanılır.
Süxurların xüsusi elektrik müqaviməti (ölçü vahidi omm, tərəfləri 1m bərabər olan kub şəkilli süxurun müqavimətidir) süxurun elektrik müqavimətindən, quruluşundan (skelet və məsamə boşluğundan, laylanma istiqamətindən və ayrı-ayrı fazaların mühitdə tutduğu həcmlərin nisbətindən, fazalar arası sərhədlərdə yaranan fərqli mühitdən (keçid zonası)), temperatur, quyu diametri və təzyiqdən asılıdır.
Süxurlarən bərk fazası müxtəlif minerallardan təşkil olunmuşdur. Mineralların xüsusi müqavimətinə görə keçirici (10^-8-10^-4 omm), yarımkeçirici (10^-4-10⁸ omm) və dielektrik xüsusiyyətinə malik olurlar. Süxur əmələgətirən minerallar dielektrik növünə aid edilir.
Süxurlar ayrı-ayrı bərk mineral dənəciklərin kombina­siyalı yığımından və bu yığımların aralarındakı boşluqları dolduran lay flüidindən ibarətdir. Mineralların xüsusi müqavi­məti mində bir Omm-dən milyonlarla Omm-dək dəyişilir. V.N. Daxnov xüsusi müqavimətin qiymətinə görə mineralları yeddi sinifə ayırır: İfrat kiçik ( <10^-6 -Qızıl, platin,gümüş); Çox kiçik (10^-6-10^-2- Qrafit, pirit, xalkopirit, kobalt, nikel); Kiçik (10^-2-10² -Maqnetit, ilmenit, markazit və s); Orta (10²-10⁶- Boksit, hematit, dəmir, slüdə, montomorillonit, xromit və s); Yüksək (10⁶-10¹⁰ - Anhidrid, monasit); Çox yüksək (10¹⁰-10¹⁴ -Kalsit, kvars, kükürd, çöl şpatı və s.); İfrat yüksək (>10¹⁴- Halit, silvin, neft)
Mineralların xüsusi müqavimətinin geniş hüdudda dəyişməsi əlverişli amil kimi elektrik üsulları ilə süxurların tədqiqinə imkan verir. Nəzərə almaq lazımdır ki, neft və qaz yataqlarının əksəriyyəti çökmə süxurlarda formalaşır. Bununla yanaşı çökmə süxurlardan: gillərin, qumların, qum daşlarının, alevrolitlərin, qravelitlərin, əhəngdaşlarının, dolomitlərin xüsusi müqavimətləri 10^-1-dən 10⁴ Omm-dək dəyişir ki, bu göstərici süxurtörədən mineralların dənəcik­lərinin xüsusi müqavimətindən bir neçə dəfə kiçikdir. Belə bir fərq süxurun ikinci komponenti olan lay flüidinin təsirindən yaranır. Süxurların məsamələri adətən lay suları ilə doymuş olur.
Elektrik karotajının zondları. Elektrik karotajında quyuya buraxılan qurğu zondlar adlanır. Qeyd etdiyimiz kimi bu zondlar elektrodlardan təşkil olunur. Elektrodlar da öz növbəsində iki yerə ayrılırlar: cəriyan və ölçü elektrodları.
Zondlar formasına görə nöqtəvi və çubuqavri olurlar. Nöqtəvi elektrodlu zondlar yan karotaj zondlaması, mikro və s. karotajlarda istifadə edilir. Çubuqvari zondlar indiksion karotajında, yan karotajında, dielektirk karotajında və s. istifadə edilr.
Zondlarda yerləşən elektrodların xüsusiyyətlərinə görə onlar qradient və potensial zondlara bölünür. Potensial zondlar o zonda deyilir ki, cüt elektrodlar arasındakı məsafə tək elektrodla ona ən yaxın cüt elektrod arasındakı məsafədən dəfələrlə böyük olsun və aşağıdakı şərt ödənilmiş olsun:


(2.1)

Qradient zond potensial zondun əksinədir və aşağıdakı şərt ödənilir:

(2.2)

Adi elektrik karotajında iki və üç elektrodlu zondlardan istifadə edilir. Qanunu olaraq elekrodlar quyu oxuna paralel düz xətt üzərində yerləşdirilir.

İkielektrodlu zond bir cəriyan (A) və bir ölçü (M) elektrodlarından ibarət­dir, qalan iki elektrodlar (B və N) digər iki elektroddan çox uzaqda yerləşdirilir.
Üçelektrodlu zond bir cəriyan (A) və iki ölçü (M və N) və yaxud əksinə olurlar. Dördüncü elektrod (B və ya N) çox uzaqda yerləşdirilir. Cəriyan (A və B) və ya ölçü (M və ya N) elektrodları cüt elektrodlardır, onların başqa cür birlikləri isə qoşa olmayanla adlanırlar.
İkielektrodlu zondlarda tək elektrodlar (A və M) bir-birindən yaxın məsafədə yerləşdirilir və onlara potensial zondlar, üçelektrodlu zondlarda isə cüt elektrodlar arasındakı məsafə kiçik götürülür. Bu cür zondlara qradient zond deyilir.
Nəzəri olaraq potensial zond simmetrik zonddur, çünki qarşılıqlıq prinsi­pinə əsasən A və M elektrodlarının yerlərini öz aralarında dəyişdirmək olar.
Qradient zondlarda yaxınlaşdırılmış elektrodlar arasındakı məsafə nəzəri olaraq sıfra yaxınlaşan qəbul edilir. Qradient zondun cüt elektrodları tək elektrodlardan yuxarıda yerləşmiş olarsa, bu cür zond tavan qradient zondu, əks halda isə daban qradient zondu adlanvr.
Tək elektrod cəriyan elektrodu olarsa, zond bir qütbülü, cüt elektrodlar cəriyan elektrodları olduqda isə iki qütbülü adlanırlar.
Yaxınlaşdırılmış elektrodlar arasındakı məsafənin yarısına aid və adətən «O» ilə işarə edilən nöqtə zondun ölçü nöqtəsi adlanır.
Elektrodlar çevrilmi və ya ardıcıl olurlar: cəriyan elektrodları yuxarıda yerləşirsə bu ardıcıl zondlar adlanır, aşağıda yerləşirsə çevrilmiş adlanır.
Potensial zonda və qradient zondun müxtəlif növlərinə aid olan nümunələr şəkil 2.1.-də verilmişdir.

Qradiyent zondlar – «a», potensial zondlar – «b»
1- bir qütbülü daban qradient zondu, 2-bir qütbülü tavan qradient zondu; 3-iki qütbülü daban qradient zondu; 4- iki qütbülü tavan qradient zondu; 5- bir qütbülü ardıcıl potensial zondu; 6-bir qütbülü çevrilmiş potensial zondu; 7- iki qütbülü çevrilmiş potensial zondu; 8-iki qütbülü ardıcıl potensial zondu.