ИНКЛИНОМЕТРИЯ — определение пространственного положения ствола буровой скважины путём непрерывного измерения инклинометрами. По данным замеров угла и азимута скважины, а также глубины ствола в точке замера строится план (инклинограмма) — проекция оси скважины на горизонтальную плоскость и профиль — вертикальная проекция на плоскости магнитного меридиана, геологическогоразреза по месторождению, проходящего через исследуемую скважину.
Наличие фактических координат бурящихся скважин даёт основание судить о качестве проводки скважины и точно определять точки пересечения скважиной различных участков геологического разреза, т.е. установить правильность бурения в заданном направлении, что позволяет правильно оценивать запасы месторождений по данным буровой разведки и выбирать рациональную систему их разработки.

 Суть метода: бурится скважина. Затем зонд инклинометра опускается в скважину и в процессе опускания в заданных точках производятся измерения наклона обсадных труб (ствола скважины). Далее, на основе измеренных углов наклонов и азимутов с привязкой к глубине погружения, рассчитывается траектория движения зонда – то есть скважины. Этот метод предполагает что нижний конец трубы неподвижен (находится ниже плоскости скольжения оползня), поэтому для правильного подбора глубины скважин нужны данные предварительных изысканий.

 Инклинометрические измерения предназначены для получения основных параметров, характеризующих степень искривления различных буровых скважин. Такими параметрами являются зенитный угол и азимут искривления скважины, которые замеряются специальными приборами – инклинометрами. На основании полученных замеров определяются фактические координаты бурящейся скважины. Для этого зенитный угол, азимут и глубина точки замера наносятся на план (инклинограмму), представляющий собой горизонтальную плоскую проекцию ствола скважины. При наложении этих же данных на вертикальную плоскость геологического разреза месторождения получают профиль, т.е. вертикальную проекцию скважины. По инклинограмме и профилю устанавливается правильность бурения по заданному направлению.

 Положение скважин в пространстве определяется с целью получения действительной картины расположения пересекаемых ею горных пород: их глубины, падения и простирания.

 Плановый контроль искривления скважины.

 Так как пространственное положение скважины измеряют в точках, которые отстоят друг от друга на определенных расстояниях, т.е. дискретно, то важное значение приобретаетплановый контроль искривления скважин. Планом задается время проведения каждого инклинометрического измерения, которое зависит от общей сложности месторождения, скорости бурения, количества, твердости и толщины пластов различных горных пород, а также интенсивности, с которой происходит естественное искривление скважины. Разработка плана и контроль за его выполнением возлагаются на геологическую службу.

Неисполнение плана в большинстве случаев приводит к отклонению скважины, зачастую значительному, от проектной трассы, что, в свою очередь, ведет к невыполнению задач, возложенных на скважину проектным геологическим заданием.

Плановый контроль искривления скважин применяется при решении следующих задач:

- контроль правильности направления бурения;

- необходимость выполнить искусственное искривление скважины (например, чтобы обойти выступ твердо породы);

- исправление незапланированного искривления скважины.

Во втором и третьем случаях инклинометрические измерения производят перед, во время и после выполнения работ по искривлению либо исправлению пространственного положения скважины.

Инклинометрические приборы

Для проведения оперативных измерений применяются автономные инклинометрические приборы (магнитные и гироскопические). Магнитные применяют в необсаженных скважинах для точечных и непрерывных измерений. Гироскопические – как в необсаженных, так и в обсаженных скважинах. И те и другие инклинометры выпускаются в различных модификациях.

В состав стандартного набора для инклинометрических измерений входят:

· инклинометрический зонд (предназначение - ручное измерение отклонений от оси труб, которые смонтированы в скважину);

· специализированный измерительный кабель;

· портативное считывающее устройство.

Существует два типа инклинометров:

· гироскопический;

· электрический.

Гироскопические инклинометры используют при исследовании обсаженных скважин. Данный инклинометр работает на основе свойств гироскопа, а именно - сохранении оси вращения неподвижной. Инклинометр имеет два гироскопа, один из которых предназначен для измерения азимутов, а второй - для измерения угла наклона.

Электрические инклинометры применяются при обследовании необсаженных металлическими трубами скважин. Основой данного прибора является рамка, которая подвешена в корпусе и расположена горизонтально относительно отвеса. На рамке расположены стрелка буссоли и указатель угла наклона. Они поочередно подключены к источнику тока и отвечают за обеспечение передачи с реохордов необходимого напряжения .

Применение инклинометрии незаменимо при измерении скважин наклонного бурения, так как точность измерения углов около 30 градусов.

При бурении вертикально расположенных скважин инклинометрия вычисляет ось наклона с 0.3 градуса. Особым преимуществом оборудования современного образца является возможность их приспосабливания и интеграции в другие виды техники. К примеру, вполне возможно использовать гироскопический инклинометр в составе любой каротажной станции. Это позволяет эффективно проводить исследования любых типов скважин: вертикальных, наклонных, с включениями из ферромагнетиков, обсаженных и так далее.

Таким образом можно сделать вывод, что инклинометрия включает в себя все современные разработки и оборудование из областей гироскопического приборостроения, электроники, обработки цифровых сигналов и так далее.

Вопрос 46. Геометризация плоскостных форм залегания. Построение гипсометрических планов кровли и почвы, планов изомощностей. Определение линии выхода пласта под наносы ( на поверхность). Построение планов изоглубин.

Плоскостные формы залегания на отдельных участках дают распространенный вид геологических тел - пластов и жил, носящих общее название плитообразных.

Пласт представляет собой плитообразное тело осадочного происхождения, отделенное от других пород плоскостями напластования.

Пласты могут иметь длину, измеряемую километрами и десятками километров, и столь же большую ширину. третье измерение - мощность пластов - может измеряться величинами от метра до сотен метров, т. е. мало сравнительно с двумя первыми измерениями.

Жилой принято называть минеральную массу, заполнившую трещину в каких-либо горных породах.

Жила, как плитообразное тело, имеет простирание и падение, которые могут изменяться, но и могут выдерживаться на всем протяжении жилы. Размеры жил могут быть самыми разнообразными. В большинстве случаев длина их измеряется десятками или сотнями метров, а мощность — первыми единицами или десятыми долями метра. Но встречаются жилы, имеющие длину, измеряемую километрами, и мощность - десятками метров.

Мощность жилы может изменяться как по простиранию, так и по падению.

Пластовые месторождения являются более простыми в геометрическом отношении.

Гипсометрический план. Поверхность залежи или геологиче­ской структуры можно изобразить как топографическую поверх­ность при помощи линий равных высот, называемых изогипсами. План залежи в изогипсах называется гипсометрическим планом.

При изображении залежи, имеющей выдержанную нормаль­ную мощность, обычно ограничиваются изображением одного лежачего бока залежи. Как мы видели выше, в условиях разра­ботки мощных пластов слоями в нисходящем порядке большое практическое значение имеет гипсометрия кровли пласта.

При изображении залежи сложной формы с изменчивой мощностью строятся изогипсы кровли и почвы залежи, так как гипсометрия, лежачего бока не дает полного представления о форме залежи.

Гипсометрический план залежи, являясь системой горизон­тальных равноотстоящих сечений, характеризует форму залежи и ее положение в пространстве. Одновременно этот план позво­ляет определять размеры залежи по тому или иному направле­нию и элементы залегания в различных точках.

Расстояние между одноименными изогипсами висячего и ле­жачего боков залежи по тому или иному направлению представляет собой горизонтальную мощность залежи по этому направлению.

Разность отметок, полученных по изогипсам кровли и почвы залежи в некоторой точке плана, характеризует вертикальную мощность залежи в этой точке.

С помощью изогипс висячего и лежачего боков залежи можно легко получить мощность ее по любому направлению. Имея гипсометрический план залежи, легко строить вертикаль­ный разрез ее по любому направлению.

Дирекционный угол линии, касательной к изогипсе в любой ее точке, характеризует простирание бока залежи в этой точке. Направление, перпендикулярное к указанной линии в той или иной точке, является направлением падения поверхности залежи в этой точке.

График изомощностей залежи.Хотя гипсометрический план залежи и дает представление о форме залежи и ее положении в недрах земли, тем не менее решение ряда задач, связанных с характеристикой и использованием мощности залежи, застав­ляет прибегать к дополнительным расчетам и построениям. При решении этих задач удобнее пользоваться специальным струк­турным графиком — планом залежи в изомощностях. Эти планы дают наглядное представление об изменении мощности и поз­воляют производить определение ее в любой точке без дополни­тельных построений.

При построении плана залежи в изомощностях дело сво­дится к замене тела, ограниченного со стороны висячего и лежа­чего боков топографическими поверхностями, более простым телом, ограниченным со стороны висячего бока условной топо­графической поверхностью, а со стороны лежачего бока — плос­костью. Последняя является плоскостью проекций, на которую по нормали «осаждается» залежь. «Осаждение» чаще произво­дят на горизонтальную или вертикальную плоскость, в зависи­мости от угла падения залежи. Однако иногда в целях получе­ния на изображении меньшего искажения размеров залежи «осаждают» (проектируют) последнюю на наклонную плоскость, имеющую простирание и падение, равные среднему прос­тиранию и падению залежи. При «осаждении» залежи на гори­зонтальную плоскость проектируют ее вертикальные мощности
а при «осаждении» на вертикальную плоскость—горизонталь­ные мощности. При «осаждении» на наклонную плоскость, имеющую элементы залегания, близкие к элементам залегания
залежи, получают значения мощностей, близкие к нормальным мощностям залежи.

План залежи в изомощностях можно рассматривать как ги­псометрический план поверхности залежи, «осажденной» на горизонтальную плоскость.

В результате «осаждения» полученная топографическая по­верхность, ограничивающая залежь сверху, является условной поверхностью, используемой как средство характеристики мощ­ностей залежи на том или ином участке.

План залежи в изомощностях позволяет путем линейной ин­терполяции определять вертикальную мощность залежи в лю­бой ее точке: Он характеризует в плане размещение масс полез­ного ископаемого, позволяет подсчитывать его запас в объемной мере и определять объем проектируемых или выполненных ра­бот и устанавливать нулевой контур или, контур промышленной мощности залежи.

При использовании графиков схождения планом изомощнос­тей могут характеризоваться мощности междупластья.

График изоглубин.При помощи изолиний можно характери­зовать глубину залегания рудного тела в любой точке. Линии равных глубин называются изоглубинами, а сам график — пла­ном изоглубин.

Построение плана изоглубин, как и всякой топографической поверхности, производится по ряду точек, в которых глубина залегания известна непосредственно из разведки или из предва­рительно построенных разрезов.

Система изоглубин на плане представляет собой скрытую условную топографическую поверхность, которая получается в результате мысленного «осаждения» на горизонтальную плос­костьОвсей толщи покрывающих залежь пород.

План изоглубин одновременно является планом изомощнос­тей покрывающих пород и используется при решении ряда тех­нических задач.

Изоглубина со значением, равным нулю фиксирует положе­ние линии выхода пласта на поверхность. Изоглубина со значе­нием, равным средней мощности наносов, фиксирует положение линии выхода пласта под наносы. Последняя необходима для задания разведочных шурфов и скважин с целью уточнения по­ложения линии выхода пласта под наносы.

Отношение мощности покрывающих пород к мощности за­лежи позволяет определить в разных точках коэффициент вскрыши. Пользуясь планами изоглубин, изомощностей и тех­нико-экономическими расчетами, устанавливают границу откры­тых разработок.

По плану изоглубин удобно устанавливать объемы проекти­руемых и выполненных вскрышных работ.

Вопрос 47. Графики схождения.Построение гипсометрических планов кровли залежи с использованием графиков схождения.. Построение разрезов

Графиком схождения называют график, характеризующий изменение мощности междупластья, заключенного между двумя соседними пластами. Последнее может характеризоваться системой вертикальных разрезов по разведочным линиям (рис. 82,а) или планом линий равных значений вертикальных мощностей (на рис. 82,6 - изомощности междупластья изображены сплошными линиями, а пунктирными линиями изогипсы вышележащего пласта).

При постепенном изменении мощности пород междупластья, собранных в складки, гипсометрический план нижележащего пласта строится по данным разведки с использованием гипсометрии вышележащего пласта и графика схождения.

Данный способ нашел широкое применение при изучении нефтяных месторождений. При соответствующих условиях он может быть использован и при геометризации других месторождений полезных ископаемых.

Гипсометрический план пласта наряду с вертикальными разрезами яв-ляется основным и наиболее распространенным видом документации складчатой поверхности. Однако при крутом залегании и сложной форме поверх-ности пласта гипсометрический план не всегда обеспечивает необходимую наглядность и удобоизмеряемость.

В этом случае можно воспользоваться проекцией пласта на вертикаль-ную плоскость, совпадающую со средним простиранием изображаемого участка пласта. Положение вертикальной плоскости проекций определяется плоскими координатами х, у одной из ее точек и простиранием  плоскости. Изолинии поверхности пласта в проекции на вертикальную плоскость пред-ставляют собой линии равных горизонтальных расстояний от поверхности пласта до плоскости проекций в направлении проектирования.