Импульсный нейтронный гамма-каротаж

Импульсный нейтрон-нейтронный каротаж

С помощью ИННК изучают процесс спада плотности тепловых нейтронов во времени n_т=f( t_з ) при нескольких фиксированных задержках t_з в течение времени ∆t и неизменной длине зонда L.

Интенсивность спада кривых на рис. 1 определяется замедляющими и поглощающими свойствами среды, которые для нефтяных и газовых скважин зависят от водородо- и хлоросодержания. Чем больше водородосодержание ω, тем меньше диффузия D и тем больше смещен максимум зависимости n_т = f(t) вправо. Чем выше хлоросодержание, тем меньше τ и тем быстрее спад n_т во времени. Чем больше время задержки t_з, тем больше различие в значениях n_т для сред с высоким и низким хлоросодержанием. Следовательно, увеличивая t_з, можно достичь большого контраста в показаниях ИННК в нефте- и водонасыщенной частях пласта при определении ВНК.

Таким образом, данные ИННК несут в себе информацию, связанную со средним временем жизни тепловых нейтронов τ_ср, определяемым нейтронопоглощающими свойствами пород.

Длительность временного окна Δt, как и длительность интервала испускания нейтронов источником при замере ИННК, выбирается как можно большей, чтобы повысить скорость счета, однако она не должна превышать величины среднего времени жизни нейтронов τ_ср исследуемых пород. Обычно ∆t устанавливается равным 150 – 300 мкс.

При ИНГК регистрируется изменение по разрезу скважины интенсивности гамма-излучения радиационного захвата тепловых нейтронов во времени J_nγ = f(t_з) при фиксированных задержках t_з в течение времени ∆t на неизменном расстоянии L. При ИНГК, как и при ИННК, ведущими процессами переноса являются нестационарная диффузия и поглощение медленных нейтронов.

Интенсивность гамма-излучения радиационного захвата, как и в случае ИННК, пропорциональна плотности нейтронов. Вследствие больших, чем для тепловых нейтронов, длин пробега γ-квантов и скоростей их диффузии поле радиационного гамма-излучения оказывается более равномерно распределенным по сравнению с полем тепловых нейтронов и охватывает значительно больший объем пород. Следовательно, показания ИНГК по сравнению с показаниями ИННК отражают процесс более полного поглощения тепловых нейтронов. Как и при ИННК, основным критерием разделения коллектора по нефте-водонасыщению служит время жизни тепловых нейтронов τ_ср.

Радиус исследования при ИНГК больше, а влияние скважины на показания меньше, чем при ИННК. В реальных скважинных условиях при наличии коллектора радиус исследования r_и ИНГК не превышает 40 – 50 см. r_и ИННК на 10 – 15 % меньше, чем для ИНГК.

Одним из недостатков ИНГК является наличие фонового гамма-излучения, вызванного естественным гамма-излучением горных пород и их наведенной гамма-активностью. Влияние фонового излучения возрастает с увеличением времени задержки, что обусловлено снижением абсолютного значения J_nγ.

Регистрация диаграмм ИНГК может совмещаться с записью кривой ГК. Во избежание влияния фона наведенной активности запись ГК опережает запись ИНГК.

Преимущества методов ИНК, по сравнению с НК, в том, что снижается влияние скважины, так как время жизни в ней нейтронов (τ_ср), меньше времени их жизни в пласте (τ_пл).

Импульсный нейтронный каротаж применяют в открытом стволе и обсаженных скважинах для:

- литологического расчленения разрезов и выделения коллекторов,

- выявления водо- и нефтегазонасыщенных пластов,

- для прослеживания водонефтяного и газожидкостного контактов,

- оценки пористости пород,

- количественной оценки начальной, текущей и остаточной нефтенасыщенности,

- выявления перетоков нефти между пластами,

- контроля за процессом испытания и освоения скважин,

- контроля за прорывом закачиваемых вод,

- выполнение повторных измерений во времени в процессе изменения насыщенности коллекторов. Такие изменения могут быть вызваны естественным расформированием зоны проникновения, обводнением пластов в ходе их выработки, целенаправленными технологическими операциями, включающими в себя закачку в породы растворов веществ с аномальными нейтроннопоглощающими свойствами.

При качественной интерпретации диаграмм ИНК руководствуются следующим: малопористые неглинистые пласты, нефтеносные и газоносные коллекторы характеризуются максимальными показаниями на кривых плотностей тепловых нейтро n_т и гамма-излучений J_nγ; глинистые пласты, высокопористые коллекторы, насыщенные минерализованной водой, и другие – минимальными показаниями.

Модуль ИНК обычно комплексируют с модулями ГК и ЛМ.

Влияние скважины

- С увеличением диаметра необсаженной скважины дифференциация кривых ИННК и глубинность исследований снижаются.

- При проникновении пресной ПЖ в пласт показания ИННК снижаются.

- Интенсивность счета при регистрации диаграмм ИННК существенно изменяется в случае хлоросодержания жидкости в колонне и положения прибора относительно оси скважины. Минерализованная вода, окружающая прибор, является экраном для потока тепловых нейтронов, направленных из пласта в скважину, и ее влияние может быть отождествлено с влиянием колонны. При задержках t_з≥500 мкс приводит к существенному уменьшению показаний ИННК в несколько раз, в то время как показания ИНГК при этом уменьшаются лишь на десятки процентов. Столь сильное снижение показаний ИННК по сравнению с показаниями ИНГК объясняется тем, что длина пробега γ-квантов в воде значительно больше длины пробега нейтронов.

- При смещении прибора от центрированного положения в скважине к эксцентрированному (прибор прижат к стенке скважины) происходит возрастание показаний ИНГК на 10 – 15 %, а показаний ИННК в 2 – 3 раза, что является результатом экранного влияние слоя жидкости в скважине. В связи с этим метод ИНГК более помехоустойчив по сравнению с ИННК при исследовании скважин.

Дата добавления: 2014-11-18