ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение.............................................................5
Защищаемые положения................................................12
Глава 1.1 еоэлекгрохимическиис методы и их физико-химические
основы.....................................................13
1.1. Геоэлекгрохимия. Современное состояние исследований..........13
1.1.1. Исследование «-соэлектричсско! о ноля ..................13
1.1.2. Геоэлсктрохимичсскис исследования.......................15
1.2.Сгруйныс ореолы рассеяния над нефтегазовыми залежами и их физико-химические основы....................................23
1.2.1 Микрокомпоненты в нефти и в нефтяных водах...............23
1.2.2.Близвсртикальный перенос .микроэлементов газовыми пузырьками ...........................................................26
1.2.3. Формы нахождения химических элементов в горных породах.........................................................32
1.3.Геоэлектрохимические методы поисков нефтегазовых месторождений.....................................................35
Выводы по первой главе .........................................37
Глава 2. Структура струйных ореолов рассеяния подвижных форм тяжелых
металлов над нефтегазовыми залежами ..........................38
2.1 .Физико-гсолошчсскис модели струйных ореолов рассеяния тяжелых
металлов из нефтегазовых месторождений........................38
2.2.Физико-матсматичсскис модели и теоретические основы струйных ореолов рассеяния нефтегазовых месторождений......................42
2.2. ГОднородныс вмещающие породы .............................42
2.2.2.Слоистыс вмещающие породы. Двухслойный геологический разрез..........................................................50
2.2.3. Трехслойный геологический разрез .......................67
2.3.Струйный ореол рассеяния подвижных форм тяжелых металлов над
двухслойной нефтяной залежью ...................................76
Выводы по второй главе .........................................80
Глава 3.Экспериментальное лабораторное физико-химическое моделирование двухмерных струйных ореолов нефтелазоных месторождений ..............................................................82
3.1. Теоретические основы экспериментов ...........................83
3.1.1. Образование пузырьков 1аза и их всплывание в жидкости и в пористой среде ..................................................83
3.1.2. Конвекция жидкости, адсорбция ионов металлов на пузырьке и перенос металлов ................................................87
3.2. Обоснование структуры и параметров модели ....................89
3.2.1. Методы образования пузырьков воздуха ....................89
3.2.2. Металлы, растворы и пористая среда в экспериментах ......91
3.3. Методика и результаты моделирования переноса ионов, связанного
с движением пузырьков воздуха .................................93
3.3.1. Моделирование одномерного переноса меди, связанного с движением пузырьков воздуха ........................................93
3.3.2. Моделирование двухмерного переноса ионов мели и марганца, связанного с движением пузырьков воздуха .......................105
3.4. Анализ результатов ..........................................110
Выводы по третьей главе .......................................114
Глава 4.Возможности геоэлектрохимических методов при решении по
исковых задач ..............................................116
4.1. Возможности определения параметров нефтегазовых залежей путем
решения обратных задач геоэлектрохимических методов .........116
4.1.1 Определение горизонтальных размеров нефтяной залежи (радиуса г0).......................................................117
13
ГЛАВА 1. ГЕОЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИИЕ МЕТОДЫ И ИХ ФИЗИКО - ХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ
1.1. Геоэлсктрохимия. Современное состояние исследований
Известно, что при электрохимических реакциях возникают (исчезают) свободные электрические заряды, и напротив, под действием электрического тока происходят элек|рохимическис реакции и вещественное преобразование объектов. Следовательно, так же как и в электрохимии, исследования в геоэлектрохимии разделены на два направления: исследование геоэлсктричсского поля и исследование вещественного поля.
1.1.1. Исследование т еоэлектрическою ноля
Естественные электрические поля на рудных месторождениях были обнаружены давно. С момента открытия изучение естественных электрических полей велось главным образом в следующих направлениях: механизм возникновения естественного электрического поля, его внешние проявления и свойства, т.е. особенности естественного электрического по.тя и практическое применение особенностей естественного электрического поля.
Р.Уэллсом установлена зависимость электродных потенциалов ряда сульфидов от окислительно-востановительиых свойств среды, основанная на точных электрохимических измерениях, которые позволили создать простую схему образования естественных электрических полей сульфидных залежей. Группа исследователей в СССР — А.С.Семенов[60], ЕА.Сергеев. Г.Б.Свешников, Ю.С.Рысс[55], и другое развили идею Р.Уэллса. Результаты их исс.тедований не утратили значения до настоящего времени.
На основании теоретических исследований и экспериментов Ю.С.Рысс охарактеризовал особенности действие гальванического элемен-
14
та, качественные закономерности и особенности поведения полей в пространстве и во времени [551.
И.А.Хайрстдиновым [69, 70, 71] охараюеризована общность геоэлек-ipoхимических (или по терминологии автора — элекгрогеохимических) моделей.
Lile Ole Bemt [84] изучал аномалию естественного электрического поля нал сульфидными залежами, используя сд как источник тока. Результата опытов приводят к выводу, что естественное электрическое поле представляет собой обычный источник электрического тока типа гальванического элемента.
Что касается особенностей аномалий естественного электрического поля, то в работах А.С.Ссмснова [60] предложена теория, описывающая основные закономерности пространственного поведения естественных электрических полей. Это позволяет количественно или полуколичествен-но интерпретировать результаты съемки естественного электрического поля.
В монографии [34J Комарова В.А. впервые дается обобщенное изложение с единых позиций электрохимических процессов, происходящих в Земле.
В последние годы развиты методы интерпретации естественных электрических аномалий.
Sundarajal Jon N [86J предложил метод модифицированного преобразования Гильберта.
Farass Peter [84] предложил модель граничных элементов для интерпретации рудных естественных электрических аномалий при сложных условиях.
В настоящее время метод естественных электрических полей, благодаря сю скорости, простоте и дешевизне, широко используют при решении гидрогеологических и инженерно-геологических задач. Например, в Китае метод естественного электрического поля используют как дополни-
- Київ+380960830922