5/28/2018 Geofizicki karotaz

1/4

GEOFIZICKI KAROTA

Geofizicki karota (GFK) predstavlja skup postupaka merenja, obrade i interpretacije geofizickihpodataka u buotinama, u cilju odredivanja geolokih i fizickih svojstava delova Zemljine kore.Merenja se vre du linije, ciji pravac odgovara pravcu pruanja buotine. Za razliku odgeofizickih merenja na povri terena, merenja geofizickim karotaom vre se u punom

prostoru. Rezolucija podataka merenja geofickim karotaom je znatno veca od rezolucijepodataka slicnih geofizickih merenja na povri terena, ali je zapremina stena obuhvacenjamerenjima daleko manja kod merenja u buotinama.

1. OSNOVNI POJMOVI

Pre nego to se upustimo u proucavanje pojedinacnih metoda geofizickog karotaa (GFK),recicemo neto o:

- osnovnim geolokim i fizickim svojstvima stena, koje se istrauju GFK-om,- primeni geofizickog karotaa u razlicite svrhe i mestu GFK-a u istraivanju nafte,

- podeli geofizickih karotanih sistema,- nacinu funkcionisanja geofizickih karotanih uredaja.

1.1. Osnovna geoloka i fizicka svojstva kolektor stena

GFK merenja mogu da se vre u svim vrstama stena: sedimentnim, magmatskim i metamorfnim.Sa aspekta istraivanja ugljovodonika, vode, uglja i mnogih mineralnih sirovina najinteresantnijesu sedimentne stene. Geoloka i fizicka svojstva sedimentnih formacija, kao to su:

- litoloki i mineraloki sastav,- velicina, distribucija i sortiranost zrna,

- poroznost,- zasicenje fluidima,- permeabilnost,- debljina i lateralno prostiranje odredenih geolokih facija, itd.,

odreduju depozicionu sredinu i posledica su uslova koji su vladali tokom geoloke istorije.Poznavanje ovih svojstava omogucava rekonstrukciju uslova, koji su vladali u depozicionojsredini (energija depozicije, relativna dubina vode, pravci paleotransporta, udaljenost izvorasedimentacionog materijala, itd.), a koji su u direktnoj vezi sa formiranjem leita vode,mineralnih i energetskih sirovina.

1.1.1. Litoloke karakteristike stena

Najveci broj leita nafte i gasa lociran je u sedimentnim stenama. Sa aspekta istraivanja leitanafte i gasa, znacajne su klasticne i hemijske sedimentne stene.

Klasticne sedimentne stene (pecar, glina, konglomerati, itd.) nastaju mehanickim raspadanjemmagmatskih, metamorfnih i sedimentnih stena. Svojstva klasticnih stena zavise od mineralnogsastava; velicine, oblika i nacina pakovanja zrna; sastava, kolicine i distribucije cementnogveziva; poroznosti; sadraja razlicih vrsta fluida u porama; sklopa (struktura i tekstura); uslovataloenja; stepena dijageneze; dubine na kojoj se nalaze; starosti; geoloke istorije i tektonskihkarakteristika prostora.

Kod istraivanja leita nafte i gasa, veliki znacaj imaju ejlovite formacije (oko 97% do sadaotkrivenih kolektora ugljovodonika sadre ejl u nekom obliku). ejl je finozrni klasticni

5/28/2018 Geofizicki karotaz

2/4

sediment sastavljen od minerala glina (oko 60%), kvarca i ronaca (oko 20%), kao i feldspata,liskuna, drugih minerala i organskih materija (oko 20%). Najceci minerali glina u ejlu su ilit ihlorit. Razlikuju se tri osnovna tipa ejla: laminarni (u obliku lamina, koje razdvajaju peskovite

proslojke), strukturni (u obliku zrna u matriksu cvrste faze) i dispergovani (ispunjava deo pornogprostora izmedu zrna matriksa). ejl nastaje u sredinama sa niskom energijom taloenja(dubokovodne marinske sredine, delte). Visok sadraj organske materije u ejlu omogucava

generisanje ugljovodinaka, to ejl, pored karbonata, cini najznacajnijim tipom maticne stene.Prisustvo ejla u formaciji znacajno smanjuje poroznost i permeabilnost stene, to loe utice naproizvodnju ugljovodonika iz ejlovitih kolektora. Sa druge strane, ejlovite formacije sunajzastupljenije pokrovne (povlatne) stene leita ugljovodonika, pogodne kao zamke zaformiranje leita..

Hemijske sedimentne stene (krecnjak, dolomit, anhidrit, itd.) nastaju hemijskim taloenjem izprezasicenih rastvora. Karbonati predstavljaju najznacajnije hemijske sedimente u naftnojindustriji, jer se gotovo 50% svih svetskih akumulacija nafte i gasa nalazi u karbonatnimkolektor stenama.

1.1.2. Poroznost

Poroznost () predstavlja odnos zapremine pora (Vp) prema ukupnoj zapremini stene (V):

V

Vp= .

Poroznost se, obicno, izraava u procentima. Ovako definisana poroznost cesto se naziva iukupna poroznost. Za istraivanje leita ugljovodonika mnogo je znacajnija efektivna poroznoststene, koja predstavlja odnos zapremine povezanih pora (pora ispunjenih mobilnim fluidima)

prema ukupnoj zapremini stene. U nekonsolidovanim i slabo konsolidovanim sedimentnim

stenama ukupna poroznost je priblino jednaka efektivnoj, dok je u jako konsolidovanimstenama ukupna poroznost obicno mnogo veca od efektivne. Poroznost sedimentnih stena moeda varira u irokom opsegu (Tabela 1).

Tabela 1. Poroznost sedimentnih stena

STENA Poroznost [ % ] STENA Poroznost [ % ]ljunak 20 - 38 ilovaca 4 - 34

pesak 30 - 48 cvrsta glina 14 - 29jednorodni pesak 35 - 38 glinac 2 - 37raznorodni pesak 28 - 32 krecnjak 0 - 38

pecar 0 - 55 laporac 2 - 31les 20 - 70 dolomit 3 - 9mulj 2 - 42 kreda 17 - 43glina 1 - 63 evaporati 0 - 5

peskovita glina 35 dijatomejska zemlja 59 - 92lesoidna glina 45 tlo 23 - 69suglina 31 - 54 aluvijum 20 - 70

1.1.2.1. Osnovni tipovi poroznosti

Stene se odlikuju razlicitim tipovima poroznosti. Osnovni kriterijumi, po kojima se definiutipovi poroznosti, su poreklo pora i struktura poroznosti.

5/28/2018 Geofizicki karotaz

3/4

Prema poreklu pora, poroznost se deli na primarnu i sekundarnu. Primarna poroznost nastaje zavreme nastanka same stene, dok sekundarna poroznost obuhvata one pore, prsline i upljine kojesu nastale nakon litifikacije stenskih masa, pod dejstvom novih faktora na stenu. Sekundarna

poroznost najcece nastaje pod dejstvom mehanickih naprezanja (pukotine i prsline) i hemijskograstvaranja (kaverne, kanali i sl.), biohemijskim dejstvom biljnih i ivotinjskih organizama, kao ifizicko-hemijskim raspadanjem stenskih masa u procesu promene klimatskih faktora.

Po strukturi poroznosti, razlikuju se tri osnovna (najzastupljenija) tipa poroznosti: meduzrnska,pukotinska i kavernozna.a) Meduzrnska poroznost se sastoji iz agregata pora, koje zauzimaju prostor izmedu zrna

(granula) stene. Karakteristicna je za klasticne sedimentne stene (primarna poroznost), dok sekod ostalih vrsta stena javlja u zonama raspadanja, u povrinskom delu rasprostranjenja(sekundarna poroznost).

b) Pukotinska poroznost nastaje delovanjem mehanickih sila na stensku masu, usled cega seobrazuju razni tipovi diskontinuiteta. Najceci uzroci nastanka pukotinske poroznosti sudejstvo tektonskih napona, kontrakcija usled hladenja magme ili dehidratacije stene, fizicko ihemijsko raspadanje, dejstvo mraza, gravitacije i tehnogenih faktora. Karakteristicna je za

magmatske, metamorfne i cvrste sedimentne stene.c) Kavernozna (disoluciona) poroznost predstavlja sekundarni tip poroznosti, koji se javlja u

stenama rastvorljivim u vodi (vecina hemijskih i organogenih sedimentnih stena i njihovimetamorfni oblici). Prethodi joj pukotinska poroznost, a nastaje kao posledica fizicko-hemijskog dejstva vode na stenu, pri cemu se pukotine i prsline proiruju i nastaju upljine,kanali i kaverne, cesto velikih dimenzija. Najcece se javlja kod hemijskih sedimentnih stena(karbonata i evaporita).

1.1.3. Zasicenje fluidima

Odnos zapremine fluida u porama i ukupne zapremine pora predstavlja stepen zasicenja fluidima(saturacija). Na primer, zasicenost vodom (Sw) data je kao odnos zapremine vode u porama (Vw) izapremine pora (Vp):

p

w

wV

VS = .

Zasicenje fluidima se, obicno, izraava u procentima, a daje se za svaki tip fluida (voda, nafta,gas) posebno.

Zasicenje vodom kolektor stena varira u irokom opsegu, od 100% zasicenja (porni prostorpotpuno ispunjen vodom) do relativno malih vrednosti, ali nikada nije jednako nuli. U stenamauvek postoji izvesna kolicina vezane vode (kapilarna, apsorpciona i hidrataciona voda). Kolektorstene leita ugljovodonika mogu da sadre i mobilnu (slobodnu) vodu, koja se, zbog vecegustine, nalazi ispod ugljovodinika u kolektor steni.

Nakon eksploatacije ugljovodinika iz leita, u steni se zadrava izvesna kolicina ugljovodonika(rezidualni ugljovodonici), koja nikakvim postupcima ne moe da se iscrpi iz leita. Pravilna

procena zasicenja rezidualnim ugljovodonicima omogucava proracun koeficijenta iskorocenjaleita (procenat ukupnih rezervi ugljovodonika, koji je moguce eksploatisati).

1.1.4. Permeabilnost

Permeabilnost (propusnost) predstavlja meru lakoce, kojom fluid odredene viskoznosti, moe datece kroz poroznu sredinu. Za odredenu stenu i homogeni fluid, permeabilnost je konstantna, pod

5/28/2018 Geofizicki karotaz

4/4

uslovom da nema interakcije izmedu stene i fluida (fluid ne deluje na stenu ni hemijski nifizicki). Da bi bila permeabilna, stena mora da ima povezane pore, pukotine i upljine.

Postoje tri tipa permeabilnosti: apsolutna, efektivna i relativna. Apsolutna permeabilnost jestepen propusnosti jednog homogenog fluida kroz odredenu stenu (pod pretpostavkom da u steninema drugih fluida), a zavisi vrste fluida i tipa poroznosti stene. Efektivna permeabilnost je

propusnost stene za neki fluid, koji se kroz stenu krece u prisustvu drugih fluida, a zavisi od vrstafluida u steni i stepena zasicenja razlicitim fluidima, temperature, pritiska, kao i od svojstavastene. Efektivna permeabilnost je uvek manja od apsolutne. Relativna permeabilnost je odnosefektivne i apsolutne permeabilnosti stene za neki fluid, a zavisi od vrste fluida u steni i zasicenjafluidima. Tokom eksploatacije ugljovodonika iz leita, relativna permeabilnost se stalno menjaza sve fluide u leitu (sa smanjenjem zasicenja naftom opada relativna permeabilnost nafte, araste relativna permeabilnost vode, na primer).

1.1.5. Salinitet vode

Salinintet je kolicina soli u slojnoj vodi, odnosno masa rastvorene soli u jedinici zapremine vode.Voda u formaciji moe da bude manje ili vie mineralizovana. Voda na malim dubinima obicnosadri manju kolicinu rastvorenih soli, dok je voda na vecim dubinama uglavnom jacemineralizovana. Salinitet slojne vode zavisi i od tipa i starosti stene, fizickih i hemijskih procesakoji se deavaju u formaciji, kao i od niza drugih faktora. Salinitet slojne vode prevashodno uticena elektricna svojstva formacije.

1.1.6. Temperatura

Promena (prirataj) vrednosti temperature sa dubinom, ispod granice sezonskih promena

temperature, predstavlja geotermalni gradijent. Za gornje delove Zemljinje kore moe da sesmatra da geotermalni gradijent ima konstantnu vrednost (prosecno oko 300C/km), koja moe dase odredi na osnovu merenja temperature na dnu i vrhu buotine i dubine buotine. Poznavanjetemperature formacija na razlicitim dubinama omogucava korektnu procenu drugih fizickihsvojstava formacije, cija vrednost zavisi od temperature. Ako u blizini buotine postoje izvoritoplote (neohladene magmatske i vulkanske stene, termalne vode, izvori radioaktivnog zracenja),koji izazivaju anomalije temperature, neophodna su precizna merenja temperature du cele

buotine.