Module also offered within study programmes:
General information:
Annual:
2017/2018
Code:
WGG-1-511-n-K
Name:
Geophysics
Faculty of:
Drilling, Oil and Gas
Study level:
First-cycle studies
Specialty:
-
Field of study:
Mining and Geology
Semester:
5
Profile of education:
Academic (A)
Lecture language:
Polish
Form and type of study:
Part-time studies
Responsible teacher:
dr inż. Lewandowska-Śmierzchalska Joanna (joanna.lewandowska@agh.edu.pl)
Academic teachers:
dr inż. Lewandowska-Śmierzchalska Joanna (joanna.lewandowska@agh.edu.pl)
mgr inż. Wartak Joanna (jprzybyl@agh.edu.pl)
Module summary

Zapoznanie z podstawowymi rodzajami badań geofizycznych: powierzchniowych i otworowych: metodami geofizyki poszukiwawczej oraz profilowaniami geofizyki wiertniczej. Omówienie podstaw fizycznych tych badań, parametrów petrofizycznych wykorzystywanych w geofizyce. Zapoznanie z badaniami laboratoryjnymi dot. parametrów petrofizycznych oraz kompleksową interpretacją profilowań geofizyki wiertniczej.

Description of learning outcomes for module
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Connections with FLO Method of learning outcomes verification (form of completion)
Social competence
M_K001 ma świadomość ważności badań geofizycznych, ich wpływ na środowisko naturalne i związaną z tym odpowiedzialność za podejmowane decyzje GG1A_K02 Execution of exercises,
Activity during classes
Skills
M_U001 potrafi wykonać pomiary laboratoryjne podstawowych własności petrofizycznych skał GG1A_W24, GG1A_W17, GG1A_U01, GG1A_U02, GG1A_W27 Execution of laboratory classes
M_U002 potrafi wykonać podstawową interpretację wyników badań laboratoryjnych dotyczącą podstawowych własności petrofizycznych skał GG1A_W24, GG1A_W17, GG1A_U03, GG1A_U01, GG1A_U02, GG1A_W15, GG1A_W27 Report
Knowledge
M_W001 Podstawowa wiedza zakresu metod geofizyki poszukiwawczej: geoelektryki, magnetyki, grawimetrii oraz sejsmiki GG1A_W11, GG1A_W26, GG1A_W02, GG1A_W04 Examination
M_W002 Podstawowa wiedza z zakresu metod geofizyki wiertniczej związanych z radiometrią i elektrometrią wiertniczą oraz metodami akustycznymi i metodami związanymi z geometrią otworu wiertniczego GG1A_W11, GG1A_W26, GG1A_W02, GG1A_W04, GG1A_W27 Examination
M_W003 Zna podstawowe zasady dotyczące interpretacji badań geofizyki poszukiwawczej i wiertniczej GG1A_W11, GG1A_W26, GG1A_W02, GG1A_W04, GG1A_W27 Examination
FLO matrix in relation to forms of classes
MLO code Student after module completion has the knowledge/ knows how to/is able to Form of classes
Lecture
Audit. classes
Lab. classes
Project classes
Conv. seminar
Seminar classes
Pract. classes
Zaj. terenowe
Zaj. warsztatowe
Others
E-learning
Social competence
M_K001 ma świadomość ważności badań geofizycznych, ich wpływ na środowisko naturalne i związaną z tym odpowiedzialność za podejmowane decyzje - - + - - - - - - - -
Skills
M_U001 potrafi wykonać pomiary laboratoryjne podstawowych własności petrofizycznych skał - - + - - - - - - - -
M_U002 potrafi wykonać podstawową interpretację wyników badań laboratoryjnych dotyczącą podstawowych własności petrofizycznych skał - - + - - - - - - - -
Knowledge
M_W001 Podstawowa wiedza zakresu metod geofizyki poszukiwawczej: geoelektryki, magnetyki, grawimetrii oraz sejsmiki + - - - - - - - - - -
M_W002 Podstawowa wiedza z zakresu metod geofizyki wiertniczej związanych z radiometrią i elektrometrią wiertniczą oraz metodami akustycznymi i metodami związanymi z geometrią otworu wiertniczego + - - - - - - - - - -
M_W003 Zna podstawowe zasady dotyczące interpretacji badań geofizyki poszukiwawczej i wiertniczej + - - - - - - - - - -
Module content
Lectures:
Podstawowa wiedza z zakresu geofizyki stosowanej, zarówno poszukiwawczej, jak i wiertniczej

1. Wprowadzenie do zagadnień geofizyki stosowanej, rodzaje interpretacji badań geofizycznych: jakościowe i ilościowe.
2. Wprowadzenie do geofizyki poszukiwawczej, rodzaje metod powierzchniowych.
3. Metody geoelektryczne – co to jest elektryczna oporność właściwa, jaka jest jednostka, od czego zależy oporność właściwa skał, jak kształtuje się elektryczna oporność skał, minerałów i wód złożowych, typy przewodności. Rodzaje metod geoelektrycznych, schemat pomiaru geoelektrycznego, schematy linii pomiarowych. Metody prądu stałego – profilowanie elektryczne i pionowe sondowanie elektryczne, sposoby interpretacji badań geoelektrycznych. Metoda indukcyjna. Georadar – czym jest georadar, schemat budowy i działania urządzenia, idea powierzchniowego badania georadarem, wyniki pomiarów georadarowych i ich interpretacja, zastosowanie georadaru.
4. Grawimetria – co to jest pole siły ciężkości, definicja natężenia siły ciężkości, jak rozkłada się siła ciężkości na ziemi, jakie są składowe natężenia siły ciężkości, prawo powszechnego ciążenia, jednostki natężenia siły ciężkości, co to jest geoida i elipsoida obrotowa, co to jest anomalia siły ciężkości, redukcja pomiarów, w szczególności redukcja Bouguer’a (wzór i idea), pole normalne siły ciężkości. Co to są grawimetry, jak są zbudowane i jak działają. Metody interpretacji map i zdjęć grawimetrycznych – jakościowa i ilościowa interpretacja. Co to są mapy grawimetryczne. Interpretacja jakościowa badań grawimetrycznych – na czym polega, do czego służy, jak się ją wykonuje (anomalie regionalne i lokalne). Co to jest gęstość, ciężar właściwy i ciężar objętościowy -wykorzystanie tych parametrów fizycznych w grawimetrii, jak kształtuje się gęstość skał magmowych, osadowych i metamorficznych. Co to jest kontrast gęstości, anomalie dodatnie i ujemne. Interpretacja ilościowa anomalii siły ciężkości – na czym polega, do czego służy, co możemy uzyskać w jej wyniku, jakie są metody interpretacji ilościowej – pośrednie i bezpośrednie, efekty grawitacyjne dla kuli, walca poziomego, walca pionowego – idea interpretacji danego efektu, parametry od których ten efekt zależy oraz rodzaj ciał, które można przybliżać danym kształtem. Zastosowanie grawimetrii.
5. Magnetometria – pole magnetyczne Ziemi, bieguny magnetyczne i geograficzne, natężenie pola magnetycznego, poszczególne składowe tego pola, natężenie pola magnetycznego na ziemi, jednostki natężenia pola magnetycznego, magnetometry, pole normalne magnetyczne ziemi, anomalia pola magnetycznego, efekty magnetyczne, zmiana wartości anomalii magnetycznej ze względu na zmianę poszczególnych parametrów fizycznych, mapy magnetyczne, pomiary magnetyczne, zastosowanie metody.
6. Sejsmika – co to jest sejsmika i co bada, fale sprężyste, fale sejsmiczne, rodzaje fal sejsmicznych: fale objętościowe i fale powierzchniowe, podstawowe własności wykorzystywane w sejsmice, moduły sprężystości, definicja prędkości fali podłużnej i poprzecznej, prędkości fal sejsmicznych a litologia, parametry, od których zależy prędkość rozchodzenia się fal sejsmicznych w skałach, zależność prędkości rozchodzenia się fali podłużnej od gęstości, porowatości i nasycenia skał, prędkość fal sejsmicznych w poszczególnych skałach, równanie Wylliego i równanie Raymera – Hunta – Gardnera, podstawy fizyczne pomiarów i badań sejsmicznych: zasada Huygens’a, zasada Fermata oraz prawa Snelliusa (prawo odbicia, prawo załamania, całkowite wewnętrzne odbicie), schemat pomiarów sejsmicznych, badania sejsmiczne w terenie – poszczególne etapy badań sejsmicznych, źródła oraz odbiorniki fal sprężystych w sejsmice lądowej i morskiej, sejsmika refleksyjna i refrakcyjna – definicja, wygląd hodografu w obu przypadkach (definicja hodografu). Sejsmika refleksyjna – rekordy polowe, zależność wyglądu hodografu fali odbitej w zależności od głębokości zalegania warstwy, prędkości rozchodzenia się fali sejsmicznej w tej warstwie oraz nachylenia warstwy, zastosowanie sejsmiki refleksyjnej. Sejsmika refrakcyjna – czym się różni od sejsmiki refleksyjne, co bada, jakich fal dotyczy, schemat i przebieg badania sejsmicznego metodą refrakcyjną, rekord polowy w sejsmice refrakcyjnej, sposób powstawania fali czołowej na granicy refrakcyjnej, hodograf fali refrakcyjnej, od czego zależy kształt i wygląd hodografu fali refrakcyjnej, czasy pierwszych wstąpień fali refrakcyjnej, zastosowanie sejsmiki refrakcyjnej. Sejsmika 2D i 3D – definicja, różnice, schemat obserwacji, przekrój sejsmiczny czasowy i głębokościowy, przekroje 2D i 3D.
7. Wprowadzenie do pomiarów otworowych oraz sposobu ich realizowania. Omówienie co to jest profilowanie, krzywa geofizyczna i sonda. Schemat pomiaru otworowego. Interpretacja jakościowa i ilościowa wyników pomiarów geofizyki wiertniczej. Podział metod geofizyki wiertniczej.
8. Zastosowanie poszczególnych profilowań geofizyki wiertniczej.
9. Czynniki wpływające na poszczególne profilowania geofizyki wiertniczej.
10. Schematy sond pomiarowych oraz schematy pomiarów poszczególnych profilowań geofizyki wiertniczej.
11. Idea poszczególnych profilowań geofizyki wiertniczej.
12.Radiometria wiertnicza (profilowanie gamma, profilowanie gamma spektrometryczne, profilowanie gamma gamma gęstościowe, profilowania neutronowe) – co to jest promieniotwórczość i co jest jej źródłem, rodzaje promieniowania, naturalna promieniotwórczość skał (co to jest, skąd się bierze, podział skał osadowych ze względu na promieniotwórczość), wpływ zmiennej miąższości warstwy na krzywą PG, krzywa PG a litologia, modele zailenia skał zbiornikowych, co wykorzystuje profilowanie spektrometryczne gamma, zjawiska oddziaływania promieniowania gamma z materią, warunki występowania poszczególnych oddziaływań, krzywa PGGg a litologia, rodzaje profilowań neutronowych, rodzaje oddziaływań neutronów z materią, źródła neutronów (jakie wyróżniamy źródła, co to są źródła izotopowe, co to jest generator neutronów), podział neutronów, schemat życia neutronów w skale od momentu wyemitowania ze źródła, pierwiastki, które reagują z neutronami, ocena porowatości za pomocą profilowań neutronowych, krzywa neutronowa a litologia.
13. Elektrometria wiertnicza (profilowanie potencjałów polaryzacji naturalnej PS, klasyczne profilowania oporności PO, sterowane profilowania oporności sPO, mikroprofilowania oporności, profilowanie indukcyjne) – co to jest elektryczna oporność i przewodność, jakie są ich jednostki, od czego zależy oporność właściwa skał, jak kształtuje się elektryczna oporność skał, minerałów i wód złożowych, idea i własności pozornej oporności właściwej skał, typy przewodności, zastosowanie równań Archiego (wzory, ich zastosowania, warunki ich stosowalności), strefowa budowa ośrodka skalnego wokół otworu, elektryczna oporność strefy filtracji w warstwie wodonośnej i nasyconej węglowodorami, rozkład oporności w kierunku radialnym w warstwie nasyconej węglowodorami, rodzaje potencjałów polaryzacji naturalnej, wzór Nersta – od czego zależy wielkość anomalii statycznej, co to jest anomalia statyczna i dynamiczna, wygląd krzywej PS w zależności od: oporności wody złożowej i oporności filtratu płuczki, zmiennej miąższości warstwy, obecności strefy filtracji, zawartości minerałów ilastych, charakteru nasycenia, litologii, klasyczne profilowania oporności (definicja sondy: jednobiegunowej, dwubiegunowej, potencjałowej, gradientowej, stropowej, spągowej, szeregowej, odwrotnej, długości sondy gradientowej i potencjałowej, cechy kształtu krzywej oporności przy profilowaniu gradientowym i potencjałowym), różne oznaczenia sond gradientowych i potencjałowych, krzywa opornościowa a litologia i nasycenie warstw, różnice między klasycznymi a sterowanymi profilowania oporności, schematy rozkładu linii prądowych w obu przypadkach), rodzaje sterowanych profilowań opornościowych (wygląd rozkładu linii pola elektrycznego w przypadku każdej sondy), wpływ zailenia na obliczanie współczynników: porowatości, nasycenia wodą i nasycenia węglowodorami w skałach zbiornikowych, ogólna postać modelu dla skał zailonych, koncepcje modeli przewodnictwa zailonych skał zbiornikowych.
14. PAP – rodzaje fal sejsmicznych wykorzystywanych w profilowaniu, od czego zależy prędkość rozchodzenia się fal sejsmicznych w skałach, prędkość rozchodzenia się fal sejsmicznych (podłużnych i poprzecznych) w skałach, a litologia, gęstość, porowatość i nasycenie, obliczanie współczynnika porowatości z profilowania PAP – wzór Wylliego i Raymera – Hunta – Gardnera, skala i jednostka krzywej akustycznej.
15. PŚ – co wykorzystuje profilowanie średnicy, zmniejszenie i zwiększenie średnicy otworu a litologia, kawernomierz 4-ramienny, typowe rodzaje powiększenia otworu i ich odpowiedzi z PŚr, krzywa PŚr a litologia.

Laboratory classes:
Badania laboratoryjnewybranych własności skał

Laboratoria nr 1 – Zajęcia organizacyjne – zapoznanie z przedmiotem zajęć, stanowiskami laboratoryjnymi, regulaminem pracowni oraz zasadami wykonywania sprawozdań i zaliczenia przedmiotu.
Laboratoria nr 2 – Określanie gęstości skał.
Laboratoria nr 3 – Określanie współczynnika porowatości skał.
Laboratoria nr 4 – Badania potencjałów dyfuzyjno – adsorpcyjnych skał zbiornikowych.
Laboratoria nr 5 – Pomiar elektrycznej oporności właściwej skał i płynów.
Laboratoria nr 6 – Pomiar stałej dielektrycznej skał.
Laboratoria nr 7 – Badanie sprężystych własności skał.
Laboratoria nr 8 – Kolokwium zaliczeniowe z ćwiczeń laboratoryjnych

Student workload (ECTS credits balance)
Student activity form Student workload
Summary student workload 111 h
Module ECTS credits 4 ECTS
Participation in lectures 18 h
Participation in laboratory classes 8 h
Preparation for classes 30 h
Contact hours 5 h
Realization of independently performed tasks 20 h
Examination or Final test 30 h
Additional information
Method of calculating the final grade:

Decyzja wykładowcy średnia z ocen z egzaminu i z ćwiczeń laboratoryjnych)
Warunkiem zaliczenia całego przedmiotu i uzyskania oceny końcowej jest zaliczenie wszystkich
części przedmiotu: ćwiczeń laboratoryjnych i wykładu w postaci egzaminu.
Ocena końcowa z przedmiotu obliczana jest jako średnia ważona z następującymi wagami:

  1. waga dla oceny z egzaminu 0,6
  2. waga dla oceny zaliczeniowej z ćwiczeń laboratoryjnych 0,4
Prerequisites and additional requirements:

Ogólna znajomość fizyki i matematyki.

Recommended literature and teaching resources:

1.Desbrandes R.: „Diagraphies dans les sondages”. Edition Technip, Paris 1982.
2.Jarzyna J., Bała M. i inni.: „Metody geofizyki otworowej”. Kraków 1997.
3.Lowrie W.Fundamentals of geophysics, 1997.
4.Pirson S.J.: „Hand Book of Well Log Analysis for Oil and Gas”. Formation evaluation. Prentice Hall Inc. Englewood Cliffs N.J. 1963.
5.Plewa M.,Plewa S. – Petrofizyka, 1992.
6.Scott K.W. – A practical guide to borhole geophysics in environmental investigation, 1997
7. Vogelsang D. – „Environmental geophysics”, 1995.
8. Poradnik Górnika Naftowego tom I.B, Geofizyka Naftowa. Wyd. SITPNiG,Kraków 2010

Scientific publications of module course instructors related to the topic of the module:

RYCHLICKI S. red.: Geofizyka naftowa. Poradnik Górnika Naftowego t. I b, 2010
KALISKI M., Krupa M., RYCHLICKI S., SIEMEK J., SIKORA A.: Estymacje kosztów otworów poszukiwawczych i wydobywczych dla złóż ropy i gazu w basenach geologicznych w Polsce. Gospodarka Surowcami Mineralnymi — 2013 t. 29 z. 3, s. 167–178.
STOPA J., RYCHLICKI S. Exploration and production of unconventional gas in Poland. 20th world petroleum congress: 4–8 December 2011, Doha–Qatar
RYCHLICKI S., SIEMEK J. Gaz niekonwencjonalny – charakterystyka złóż i technologia wydobycia; Gaz niekonwencjonalny – szansa dla Polski i Europy?. Instytut Kościuszki. Kraków,2011.
RYCHLICKI S. STOPA J.: Gaz niekonwencjonalny – światowe i polskie zasoby, rodzaje gazów, uwarunkowania geologiczne i eksploatacyjne. Gazterm 2011, Międzyzdroje 16–18 maja 2011 .
RYCHLICKI S. STOPA J. Poszukiwania i wydobycie węglowodorów w Polsce – stan obecny i perspektywy. Przemysł naftowy w Polsce 2012/2013.#

Additional information:

Wykłady – obecność na wykładach zgodnie z Regulaminem Studiów.
Ćwiczenia laboratoryjne – warunkiem niezbędnym do zaliczenia ćwiczeń laboratoryjnych jest zaliczenie wszystkich wymaganych zajęć w postaci stanowisk laboratoryjnych, wykonanie wszystkich wymaganych sprawozdań oraz zaliczenie kolokwium. Każdą nieobecność należy odrobić na koniec semestru w terminie wyznaczonym przez prowadzącego, tyczy się to przypadków nieobecności uzasadnionych losowo lub zdrowotnie, każda inna nieobecność nie będzie uznawana.

Nieobecność na więcej niż na 3 zajęciach wymaga powtarzania całego przedmiotu.