Свойства объектов геофизических измерений. Специфика измеряемых геофизических величин. Специфика единиц измерения геофизических величин

История развития метрологии

Долгое время М существовала как описательная наука, констатирующая сложившиеся в обществе соглашения о мерах используемых величин.

В 1832 г. К. Гаусс построил систему единиц, названную абсолютной, в которой за основу были приняты три произвольные, независимые друг от друга единицы: длины – миллиметр,массы – миллиграмм ивремени – секунда.

В 1835 г. в России был издан указ «О системе Российских мер и весов», в котором были утверждены эталоны длины (платиновая сажень) и массы (платиновый фунт). В 1842 г. на территории Петропавловской крепости в Санкт-Петербурге в специально построенном здании открылось первое метрологическое учреждение России – Депо образцовых мер и весов. В нем хранились эталоны и их копии, изготавливались образцовые меры для передачи в другие города, проводились сличения российских мер с иностранными.

В 1875 г. семнадцать государств, в том числе и Россия, подписали Метрическую конвенцию, к которой в настоящее время примкнула 41 страна мира. Устанавливается международное сотрудничество подписавших ее стран. Для этого было создано Международное бюро мер и весов (МБМВ), находящееся в г. Севре близ Парижа. В нем хранятся международные прототипы ряда мер и эталоны единиц некоторых физических величин

В 1960 г. XI Международная конференция по мерам и весам приняла Международную систему единиц физических величин – SI.

В настоящее время на базе Главной палаты мер и весов существует высшее научное учреждение страны – Всероссийский научно-исследовательский институт метрологии им. Д.И. Менделеева(ВНИИМ). В лабораториях института разрабатываются и хранятся государственные эталоны единиц измерений, определяются физические константы и свойства веществ и материалов. В 1955 г. под Москвой был создан второй метрологический центр страны – Всероссийский научно-исследовательский институт физико-технических и радиотехнических измерений (ВНИИФТРИ). Он разрабатывает эталоны и средства точных измерений в ряде важнейших областей науки и техники. Третьим метрологическим центром России является Всероссийский научно-исследовательский институт метрологической службы (ВНИИМС) – головная организация в области прикладной и законодательной метрологии. На него возложена координация и научно-методическое руководство метрологической службой страны. Кроме перечисленных существует ряд региональных метрологических институтов и центров.

Объект измерений – это реальный физический объект, свойства которого могут быть измерены. Он находится в многосторонних и сложных связях с другими объектами. Объект измерения мы принципиально не в состоянии представить себе целиком, во всем многообразии его свойств и связей, поэтому описание объекта выполняют с помощью модели объекта с определенными свойствами и целью измерений.

Моделью объекта измерения может служить любое адекватное описание интересующих свойств объекта измерения или измеряемой ФВ, которое позволяет выделить параметр модели, необходимый для решения измерительной задачи.

ГИС:. В качестве модели объекта измерений принимают комплекс требований, обеспечивающий решение геологических или технических задач по данным ГИС. При ГИС указанные ниже требования не выполняются вследствие сложного строения, неоднородности объекта исследования – горных пород

Модель объекта технических измерений должна удовлетворять следующим требованиям:

1.погрешность измерений, обусловленная несоответствием модели объекту измерения, не должна превышать 10% предельно допускаемой погрешности измерения;

2.составляющая погрешности измерения, обусловленная нестабильностью измеряемой ФВ в течение времени, необходимого для проведения измерения, не должна превышать 10% предельно допускаемой погрешности.

Специфика измеряемых геофизических величин состоит в том, что

1) наряду с истинными, действительными значениями находят применение так называемые кажущиеся значения физических величин;

2) неоднозначна привязка значений измеряемых геофизических величин к той или другой области околоскважинного пространства: глинистой корке, полностью промытой зоне, зоне проникновения, неизмененной части пласта;

3) ряд физических величин, таких как пористость, проницаемость, глинистость, определены несколькими существенно различными вариантами понятий с различными смысловыми оттенками, например, пористость – открытая, общая, динамическая, эффективная, закрытая, нейтронная; глинистость – относительная, весовая, объемная, минералогическая; проницаемость – фазовая, абсолютная газовая, эффективная и т.п.

Понятие «кажущееся значение физической величины» применяют в практике ГИС при зондировании неоднородной среды, представляющей собой пласты горных пород, пересеченные скважиной, заполненной ПЖ с физическими свойствами, отличающимися от свойств горных пород. Влияние отдельно взятых элементов неоднородной среды различным образом сказывается на результате измерения. Кажущиеся значения геофизических величин служат для дальнейшего определения выраженных в качественной или количественной форме геологических характеристик пород (характера насыщения, коэффициента пористости, коэффициента нефте-, газонасыщения и др.).

В общем случае все геологические, технологические и технические задачи ГИС можно разделить на два класса: измерительные и классификационные. К измерительным относятся задачи, решаемые с целью определения значений физических величин изучаемых объектов (пластов и скважин), например, плотности, коэффициента пористости, коэффициента глинистости и других свойств пласта. Классификационные задачи решают с целью разделения изучаемых объектов на классы: коллектор – не коллектор, нефтеносный – водоносный – газоносный, качество цементирования скважин хорошее – плохое и т.п. Результаты решения измерительных задач характеризуются показателями точности, классификационных – показателями достоверности.

Специфика используемых единиц измерения геофизических величин обусловлена разнообразием параметров физических полей, применяемых для измерения. Наиболее разнообразны единицы измерения, характеризующие ядерно-физические свойства горных пород, используемые в радиометрии скважин.

Удельная активность q нуклида в радиоактивном источнике (образце) оценивается в беккерелях на килограмм (Бк/кг). 1 Бк/кг равен активности нуклида массой 1 кг, в котором за время 1 с происходит один спонтанный ядерный переход.

Единицей измерения плотности потока  ионизирующих частиц является с^-1м^-2 – плотность равномерного потока ионизирующих частиц, при которой через поверхность площадью 1 м², перпендикулярную к потоку, за время 1 с проходит одна ионизирующая частица.

Мощность экспозиционной дозы фотонного излучения оценивается в амперах на килограмм.

В геофизике применяется внесистемная единица микрорентген в час (мкР/ч).

В качестве практической единицы для оценки плотности потока естественного гамма-излучения при ГИС принимается мощность экспозиционной дозы фотонного излучения.

Нейтронные методы измерения в скважинах характеризуются плотностью потока нейтронов или гамма-квантов.

Дата добавления: 2015-04-30