Радиоактивные методы каротажа

Методы ГИС, основанные на измерении характеристик полей ионизирующих излучений (естественных и искусственно вызванных), происходящих в ядрах атомов элементов, называют радиоактивным каротажем. Наиболее широкое применение получили следующие методы: гамма каротаж ГК, гамма-гамма каротаж ГГК, нейтронный каротаж НГК.

Гамма каротаж ГК

Позволяет проводить измерение интенсивности естественного гамма-излучения горных пород в скважине. Интенсивность измеряется с помощью индикатора гамма-излучения, расположенного в глубинном приборе. В качества индикатора используются счетчики Гейгера-Мюллера и сцинтилляционные счетчики. Гамма-излучение включает так называемое фоновое излучение, которое вызвано загрязнением радиоактивными веществами из которых изготовлен глубинный прибор. ГК находит широкое применение для изучения литологии пород, для выделения глинистых и продуктивных пород, качественной и количественной оценки их глинистости, а иногда и пористости горных пород.

Плотностной каротаж ГГК

В методе ГГК различают две разновидности: он может быть плотностной или селективный. Наиболее часто используется плотностной каротаж. Между интенсивностью рассеянного гамма-излучения и плотности горных пород существует обратная связь: чем больше плотность, тем меньше регистрируемое гамма-излучение. Минимальные показания ГГК соответствуют плотным породам – ангидритам, крепким доломитам и известнякам. Максимальные показания ГГК характерны для гипсов, глины, каменной соли, высокопористых разностей известняков, песчаников и доломитов. Средние показания – глинистые известняки и глинистые песчаники. По ГГК можно оценить пористость породы. ГГК используется для изучения и контроля технического состояния скважины, оценки качества тампонажных работ, выявление интервалов притоков в скважины флюидов различной плотности.

Нейтронный гамма каротаж и его модификации

При нейтронном каротаже изучаются характеристики нейтронного и гамма-излучений, возникающих при облучении горных пород источником нейтронов. Различают стационарные и импульсные методы нейтронного каротажа. К стационарным относят следующие модификации: нейтронный гамма каротаж НГК, нейтрон-нейтронный каротаж по тепловым нейтронам ННКТ и нейтрон-нейтронный каротаж по надтепловым нейтронам ННКН.

Результаты измерения представлены в виде изменения на кривой НК вторичного гамма-излучения или плотности тепловых или надтепловых нейтронов с глубиной. В скважинном приборе содержатся источник и индикатор гамма-излучения.

Общая величина гамма-излучения, регистрируемая при НГК слагается из трех компонентов: 1) интенсивность гамма-излучения J_нгк, возникающего под действием внешнего источника нейтронов; 2) гамма-излучения J_ггк источника нейтронов, которое воздействует на индикатор непосредственно или вследствие облучения стенок скважины; 3) естественное гамма-излучения J_гк.

По нейтронным свойствам осадочные породы делятся на две группы: большого и малого водородосодержания. К первой группе относятся породы, характеризующиеся высокой влагоемкостью (пористостью) – пористые и проницаемые песчаники и карбонатные породы; ко второй группе относятся малопористрые разности – плотные известняки и доломиты, сцементированные песчаники и алевролиты, ангидриты, каменная соль. На диаграммах НГК эти породы в отличие от пород первой группы выделяются высокими показаниями НГК. Нефть и вода содержат почти одинаковое количество водорода, поэтому нефтеносные и водоносные пласты отмечаются приблизительно одинаковыми значениями НГК. Газоносные пласты отмечаются более высокими показаниями.

Нейтрон-нейтронный каротаж по тепловым и надтепловым нейтронам

В отличие от НГК эти методы свободны от влияния естественного гамма-излучения. НК в комплексе с другими методами ГИС дает возможность выделять в разрезе глины, плотные породы и участки повышенной пористости. В эксплуатационных скважинах методы НК применяются для определения месторасположения ГЖК и ВНК.

Импульсный нейтронный каротаж ИНК

ИНК широко применяется для прослеживания в действующих скважинах ВНК и ГЖК, установления нефтенасыщенных зон и интервалов, не отдающих нефть, выявления перетоков нефти и газа между пластами.

Другие радиоактивные методы

Метод меченых атомов ММА, спектрометрический нейтронный гамма-каротаж НГК-С, метод наведенной активности МНА, импульсный нейтронный гамма-каротаж: 1) неупругого рассеяния нейтронов; 2) наведенной активности; 3) резонансного поглощения тепловых нейтронов.