2014-02-09
1181
Рис. 3.14. Схема возбуждения и измерения импульсов в методе ИННК
Рис. 4.13. Схема зондов нейтронных методов каротажа
Рис. 4.12. Схема зонда ГГК
Источник помещается в прибор только во время каротажа, а в остальное время перевозится или хранится в специальном контейнере. Для уменьшения влияния скважины прибор снабжается прижимным устройством. Обязателен свицовый экран, который с одной стороны защищает индикатор от прямого «первичного» гамма-излучения, а с другой снижает действия гамма-излучения промывочной жидкости.
Следует отметить, что имеется аппаратура ГГК в которой на основе источников жесткого гамма-излучения осуществляется разделение гамма квантов низкой и высокой энергий за счет спекрометрии. При этом логарифм отношения скоростей счета мягкой и жесткой компонент однозначно связан с содержанием тяжелых элементов.
Нейтронные методы каротажа (НК) В число методов входят: 1) нейтронные гамма-каротаж (НГК), 2) нейтрон-нейтроный каротаж по тепловым нейтронам (ННК-Т), 3) нейтрон-нейтронный каротаж по надтепловым нейтроном (ННК-НТ), 4) спектрометрический нейтронный гамма-каротаж (СНГК).
Скважинные приборы НК имеют подобную конструкцию. Зондовое устройство аналогично таковым в методах ГГК и ГГК-С (рис. 4.13).
Источник нейтронов является ампульным и во время каротажа подсоединяется к прибору вместе с хвостовиком. Последний хранится и перевозится в специальном защитном устройстве (как и в методах ГГК должны соблюдаться меры безопасной работы с радиоактивными веществами).
Модификации НК зависят главным образом от типа детектора и окружающих его фильтров. В ННК-Т детектором служит гелиевый счетчик. Метод
чувствителен к содержанию хлора (Cl); результаты сильно зависят от Рh и пластовой воды. В ННК-НТ детектор также гелиевый счетчик, но он окружен кадмиевыми фильтрами, поглощающими тепловые нейтроны, поэтому метод более тесно связан с водородосодержанием, нежели метод ННК-Т.. В НГК и СНГК детекторами являются сцинтилляционные счетчики, как и в методах ГК и ГГК. Методы чувствительны к содержанию хлора, бора, лития, кадмия, кобальта и др.
При исследовании нефтяных и газовых скважин наиболее широко используется метод НГК, поскольку он обладает большей глубинностью. Однако при высокой минерализации пластовых вод и промывочной жидкости целесообразно применение ННК-Т и ННК-НТ. Эти методы имеют преимущества перед НГК и в том, что их показания свободны от влияния естественного гамма-излучения и гамма-излучения источников нейтронов. Длина зондов в методе ННК-Т и ННК-НТ выбирается равной 0,4-0,5 м. Глубиность исследования составляет 20-30 см, в то время как в методе НГК и СНГК она достигает 40-60 см.
Каротаж СНГК основан на изучении спектра гама-излучения радиационного захвата. Определяются преимущественно элементы, имеющие сравнительно жесткий спектр и высокое макроскопическое сечение захвата. Это Fe, Ni, Cr, Ti, Cl, Mn, Cu, S, Hg и др. В нефтегазовых скважинах СНГК имеет ограниченное применение, так как глубинность метода не превышает 20 см.
Многозондовый каротаж НК основан на определении декремента пространственного затухания плотности тепловых нейтронов в скважине с помощью двух или более детекторов, расположенных на различном расстоянии от источника.
Импульсный нейтронный каротаж (ИНК). Физическая основа: а) облучение объекта потоком быстрых нейтронов, б) регистрация тепловых нейтронов, гамма-излучения радиационного захвата (ГИРЗ), а также гамма-излучения неупругого рассеяния (ГИНР). ИНК имеет несколько модификаций, основными из которых являются импульсный нейтрон-нейтрннный каротаж (ИННК) и импульсный нейтрннный гамма каротаж (ИНГК).
ИНК, основанный на регистрации тепловых нейтронов и гамма-излучения радиационного захвата, реализуется путем наличия в скважинном приборе низкочастотного импульсного генератора нейтронов (а=10-500 Гц) и называется ИННК и ИНГК. При ИННК и ИНГК изучают процесс спада плотности тепловых нейтронов или ГИРЗ во времени от периодически возбуждаемых коротковолновых импульсов генератора нейтронов. После некоторой задержки (t3) регистрируют число импульсов во временных (Δt) окнах (рис.4.14).
t - время следования импульсов нейтронов, Δtg – длительность нейтронных импульсов, Δt – окно временного анализатора, t3 – время задержки
По значениям числа импульсов в нескольких окнах находят параметры временного распределения. При достаточном числе временных окон (8-16) вид распределения удается восстановить с высокой детальностью. Современная цифровая аппаратура позволяет зафиксировать весь процесс спада, начиная с некоторой задержки. Зонды ИНК отличаются от зондов НК наличием импульсного, а не стационарного источника нейтронов. Наземная аппаратура содержит многоканальный временной анализатор. Преимущества методов ИНК в том, что снижается влияние скважины, так как время жизни в ней нейтронов (τс), меньше времени их жизни в пласте (τпл).
Методы акустического каротажа (АК) основаны на возбуждении упругих волн в полосе частот f = 1-10 кГц. Существует несколько модификаций зондов АК. Наибольшее распространение получили трехэлементные зонды. Они состоят из одного излучателя и 2-х приемников или в силу принципа взаимности, наоборот – одного приемника и 2-х излучателей (рис. 4.15).
