какие модификации имеет метод ннк

Нейтрон-нейтронный каротаж скважин (ННК)

Нейтрон-нейтронный каротаж (neutron-porosity logging)– одна из распространенных разновидностей нейтронного каротажа скважин, в основе которого лежит облучение изучаемых в скважине отложений потоком нейтронов.

Буквы «Н Н» в названии каротажа ННК обозначают, что как источник облучения, так и регистрируемые частицы являются Нейтроны. Существует две модификации метода нейтрон-нейтронного каротажа– ННК-Т (каротаж по тепловым нейтронам) и ННК-НТ (каротаж по надтепловым нейтронам).

Каротаж ННК-Т

В методе нейтрон-нейтронного каротажа по тепловым нейтронам измеряется плотность потока тепловых (или другими словами «медленных») нейтронов. На изменение плотности потока нейтронов с тепловой энергией в свою очередь влияют поглощающие и замедляющие свойства геосреды (в основном это водородосодержание и содержание хлора), также наблюдается зависимость показаний от минерализации бурового раствора и пластовой воды. Таким образом по своей сути метод ННКт схож с каротажем НГК.

Каротаж ННК-НТ

В другой разновидности ННК – методе ННК-НТ измеряется плотность потока над-тепловых нейтронов (нейтронов с энергией, значения которой выше тепловой). Принципиальное отличие от ННКт здесь в том, что на плотность потока надтепловых нейтронов в основном влияют замедляющие свойства геосреды, и соответственно данная плотность в основном зависит от водородосодержания. Оценка водородосодержания в свою очередь позволяет переходить к оценке пористости, выделению коллекторов. Таким образом, плотные породы с низкой пористостью будут характеризоваться повышенными значениями ННКнт.

Принципиальное конструктивное отличие ННКнт – наличие кадмиевого фильтра для детектора нейтронов. Данный фильтр позволяет отсечь проходящий сквозь него поток тепловых нейтронов, и при этом позволяет пропустить к детектору поток надтепл. нейтронов. Наглядно физика данного процесса представлена на нижеприведённом изображении:

Данными методами каротажа можно проводить измерения как в открытом, так и в закрытом стволе.

Рассматривая каротажные кривые ННКт и ННКнт, записанные вместе можно определять положение ВНК для пористых пластов, т.к. данные методы по-разному реагируют на содержание хлора (минерализация пластовой воды).

Глубинность для метода ННК составляет около 0.2 м

С этой статьей также читают:

Кавернометрия (профилеметрия или Caliper Logging) – это метод ГИС, который обеспечивает непрерывное измерение диаметра и…

Источник

Нейтрон-нейтронный каротаж

Измерительный зонд НК содержит ампульный источник нейтронов и два (и более) детектора нейтронов (надтепловых или тепловых). Точка записи – середина расстояния между источником и середина между двумя детекторами для компенсированных (двухзондовых) приборов (рис. 4). Длина зондов при ННК-Т и ННК-Н выбирается равной 0,4 – 0,5 м.

Рис. 4. Схема прибора для нейтрон-нейтронного каротажа

Нейтрон-нейтронный каротаж по тепловым нейтронам (ННК-Т)

Нейтрон-нейтронный каротаж по тепловым нейтронам основан на облучении горных пород быстрыми нейтронами от ампульного источника и регистрации нейтронов по разрезу скважины, которые в результате взаимодействия с породообразующими элементами замедлились до тепловой энергии.

Регистрируемая интенсивность тепловых нейтронов зависит от замедляющей и поглощающей способности горной породы. Наибольшая потеря энергии нейтрона наблюдается при соударении с ядром, имеющего массу равную единице, т.е. с ядром водорода. Таким образом, по данным ННК-Т можно определять водородосодержание горных пород, которое для пластов-коллекторов напрямую связано с пористостью.

При проведении измерений детектор тепловых нейтронов располагается на определенном расстоянии от источника нейтронов. Регистрация нейтронного излучения двумя зондами с разной длиной позволяет уменьшить влияние скважины на результат определения водородосодержания горных пород. Эффект основан на разной глубинности исследования при разной длине зонда. Малый зонд ННК-Т_МЗ несет информацию в основном о нейтронных свойствах скважины и околоскважинного пространства, тогда как на интенсивность, зарегистрированную большим зондом ННК-Т_БЗ, большое влияние оказывают нейтронные свойства пласта. Поэтому для определения водородосодержания используют отношение скоростей счета в этих зондах.

На диаграммах ННК-Т, полученных с помощью длинных зон­дов (L = 40 – 50 см), водородсодержащие пласты выделяются так же, как и на кривых НГК – низкими значениями, малопори­стые пласты – более высокими значениями. Однако на пока­зания ННК-Т значительное влияние оказывают элементы, об­ладающие большим сечением захвата тепловых нейтронов, по­этому ННК-Т весьма чувствителен к содержанию хлора и получаемые результаты сильно зависят от минерализации про­мывочной жидкости и пластовой воды. Хлоросодержание пород осадочного комплекса определяется в основном солями, растворенными в пластовых водах, с ростом пористости пород, имеющих постоянный состав минерального скелета, увеличивается не только водородосодержание, но и хлоросодержание.

Нейтрон-нейтронный каротаж по надтепловым нейтронам (ННК-Н)

Показания ННК-Н практически не зависят от содержания в окружающей среде элементов с большим сечением захвата тепловых нейтронов, в том числе хлора, поскольку нейтроны надтепловых энергий хлором не захватываются. Они определяются главным образом замедляющими свойствами среды – водородосодержанием. Следовательно, показания ННК-Н более тесно связаны с содержанием водорода в породе, чем показания НГК и ННК-Т. Однако для ННК-Н характерна малая глубинность ис­следования, которая изменяется в зависимости от свойств по­род и их водородосодержания от 20 до 40 см, уменьшаясь с рос­том водородосодержания. Наименьший радиус исследования характерен для ННК-Н, так как область распространения надтепловых нейтронов меньше, чем тепловых.

Регистрация кривых ННК-Н компенсированным прибором проводится аналогично ННК-Т.

По данным НК через содержание водорода определяется об­щая пористость пород.

Эталонировка. За условную единицу измерения при нейтронном каротаже приняты значения J_усл.ед, измеренные в баке с пресной водой. При поверке ограничиваются двумя измерениями в баке с водой с помощью имитаторов пористых пластов. Полученные данные эквивалентны пока­заниям J₁ против пород с низкой (2 – 4%) и J₂ – с высокой (20 – 30 %) пористостью. Полученные данные используются для построения зависимости J_усл.ед=f(К_п).

Для получения градуировочных зависимостей компенсированным прибором выполняются измерения на моде­лях пористых пластов с извест­ными водонасыщенной пористо­стью и составом минерального скелета. По данным измерений строят градуировочную зависи­мость A = f(Кп) (рис. 5).

В двухзондовых установках определяют отношение А= J_м/J_б, где J_м, J_б – показания, полу­ченные от детекторов соответственно малого и большого зондов. Детекторы удалены от источника на расстояния 30 – 40 (J_м) и 60 – 70 (J_б) см. Величина А характеризует скорость спада плотности нейтронов при удалении от источника и монотонно возрастает с увеличением пористости, водородосодержания по­род К_п при неизменных скважинных условиях и литологии.

На показаниях компенсированных методов меньше, чем на показаниях однозондовых методов, сказываются следующие условия измере­ний: конструктивные особенности аппаратуры, характеристики схем, активности источника, температура на чувствительность детектора. Например, наличие глинистой корки и диа­метр скважины оказывают существенное влияние на показание каждого детектора в отдельности. Влияние этих факторов на относительную величину А существенно снижается. Суммарная поправка за влияние минерализации ПЖ и пластовой воды в зоне проникновения из-за выравнивания их минерализации в процессе смешения снижается до 1 %, поэтому в ряде случаев этой поправкой можно пренебречь. Заметно снижается также и влияние на показания А обсадной колонны, что открывает воз­можность оценки по данным ННК пористости и газонасыщенности пластов, перекрытых колонной. Литологический фактор оказывает на показания ННК большее влияние, чем на показания, получаемые однозондовыми приборами.

Решаемые задачи НК:

— литологическое расчленение разреза;

— определение водородосодержания и, следовательно, пористости пород;

— определение ГВК или ВНК;

— НГК и ННК-Т чувствительны к хлоросодержанию, поэтому их используют для разделения коллекторов на водо- и нефтенасыщенные при высокой минерализации пластовых вод, поскольку хлоросодержание водоносного и нефтеносного коллекторов при одинаковой пористости различается;

— ННК-Т используют для поисков полезных ископаемых с высокой концентрацией бора, марганца и других элементов с аномальным сечением захвата;

— в интер­валах перфорации, где требуется высокая точность определения глубин, НК наряду с ГК применяется для привязки к разрезу в обсаженных скважинах диаграмм других видов каро­тажа и интервалов перфорации.

Глубинность нейтронных методов невелика и тем меньше, чем выше водородосодержание среды. Считают, что в зависимости от ω радиус исследования НГК изменяется от 20 см для высокопористых пород до 60 см для плотных. Глубинность ННК-Т несколько меньше НГК, а глубинность ННК-Н меньше ННК-Т.

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Источник

Нейтронный каротаж и его модификации ( НК )

Гамма-каротаж применяют для решения следующих задач: выделения в разрезах скважин местоположения полезных ископаемых, отличающихся пониженной или повышенной гамма-активностью; литологического расчленения и корреляции разрезов осадочных пород; выделения коллекторов; оценки глинистости пород; массовых поисков радиоактивного сырья. В обсаженных скважинах ГК применяют для выявления радиогеохимических аномалий, образующихся в процессе вытеснения нефти водой. С использованием ГК решают технологическую задачу – увязку по глубине данных всех видов ГИС в открытом и обсаженном стволе.

Гамма-каротаж выполняют во всех без исключения необсаженных и обсаженных скважинах, заполненных любой промывочной жидкостью.

Измерительная установка ГК состоит из детекторов гамма-квантов и электронной схемы. Точкой записи является середина детектора. Зонд (модуль) применяют в качестве самостоятельного прибора или включают в состав комплексных приборов, реализующих несколько методов ГИС.

Спектральный гамма каротаж (СГК )- основан на регистрации гамма-излучения естественно-радиоактивных элементов в скважине, анализе его энергетического спектра и определении массового содержания радиоактивных элементов (U, Th и K 40 ). Для определения массового содержания естественных радиоактивных элементов используют три окна и измеряют три интенсивности в области спектра для Th – 2.62 MэВ, U – 1.76 МэВ, К – 1.46 МэВ.

Определение минерального состава глин. Глинами называются осадочные горные породы, в основном состоящие из пелитовых (менее 0.01 мм) частиц глинистых минералов, обладающих повышенной адсорбционной способностью радиоактивных элементов. Для определения минерального состава глин по данным СГК используются

кросс-плоты, основанные на различном содержании Th и K в породах. В разрезах глинистых отложений палеозоя Пермского Прикамья в основном распространены четыре минералогических типа глин: гидрослюдистый, каолинитовый, каолинито-гидрослюдистый и монтмориллонитовый. Минералогический состав глин обусловлен условиями осадконакопления. В более континентальной обстановке происходит образование глин преимущественно каолинитового типа. В своем составе они содержат большое количество растительных остатков, глины этого типа высокорадиоактивны. В условиях Пермского Прикамья они отлагались в визейское время. Глины монтмо-риллонитового и гидрослюдистого типа образуются в условиях моря. Привнос радиоактивных элементов в них менее значителен, чем в глины каолинитового типа, поэтому естественная радиоактивность этих глин более низкая. Данный тип глин распространен в карбонатных разрезах среднего и нижнего карбона.

Оценка глинистости пород по данным СГК основана на более тесной и близкой к линейной связи тория с глинистостью пород.

По повышенным значениям Th и увеличенному диаметру скважины четко отбиваются границы циклов, что позволяет достоверно провести стратиграфиче-скую разбивку и корреляцию разреза. Повышенные содержания урана в ра-даевском и бобриковском горизонтах связаны с углефикацией аргиллитов и наличием окисленной нефти в зонах ВНК.

Битуминозные известняки по СГК однозначно выделяются повышенными значениями U. Оценка зон радиогеохимических аномалий (РГХА) проведена в скв. 358 Падунской пл. (рис.). В карбонатных отложениях башкирского яруса в инт. 1208.0-1220.0 м отмечается аномалия РГХА (урановая составляющая), связанная с промывкой нефтеводонасыщенных пластов.

РГХА возникают в очаге нагнетания при закачке сточных и пластовых вод в результате выпадения в ближней зоне коллектора небольшого количества радиокальцита или радиобарита, содержащих изотопы радия, и выделя-ются по расхождению временных замеров ГК, записанных в открытом стволе и в колонне. Однако такой прием не всегда эффективен. Так, при бурении боковых и горизонтальных стволов на нефтяных месторождениях, длительно разрабатываемых с поддержанием пластового давления, наличие промытых зон возможно уже при проведении замера в открытом стволе. В этом случае только по СГК (по наличию урановой составляющей) можно отделить зоны коллекторов, промытых закачиваемыми водами от глинистых пород (по повышенному значению ториевой составляющей и подчиненному содержанию урана и калия).

Таким образом, использование СГК при изучении разрезов нефтяных скважин повышает полноту исследований и точность определения коллекторских свойств пластов, способствует решению многих геологических задач – корреляции разрезов по содержанию U, Th и K, выделению нефтематеринских пород, интервалов развития битумов, ВНК и т. д. Для повышения эффективности СГК необходимо надежное петрофизическое обеспечение с привязкой к конкретным геолого-геохимическим условиям формирования осадочных горных пород.

тепловых нейтронов – содержание хлора. При столкновении и захвате нейтронов ядра атомов переходят в возбужденное состояние. Возращение ядра в нормальное состояние сопровождается гамма-излучением, которое и регистрируется в методах НГК.

Вопрос 9. Акустические методы исследования скважин ( АК )

Источник

Нейтронные методы исследования скважин

Сущность нейтронного гамма-метода. Интенсивность гамма-излучения радиационного захвата. Нейтрон-нейтронный каротаж по тепловым нейтронам. Анализ применения импульсного нейронного каротажа в обсаженных скважинах для литологического расчленения разрезов.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Нейтронные методы исследования скважин

Нейтронный гамма-метод. Сущность нейтронного гамма-метода (НГМ) состоит в исследовании интенсивности искусственного гамма-поля, образовавшегося в результате поглощения (радиационного захвата) тепловых нейтронов породообразующими элементами.

Рисунок 1. Схемы приборов НГК и НН-К

Радиоактивный каротаж основан на измерении характеристик поля у-излучения, возникающего под действием внешнего источника нейтронов. Общая величина у-излучения, регистрируемая при НГК, слагается из трех компонентов:

1) интенсивности г-излучения J_нгк, возникающего в результате радиационного захвата ядрами породы;

3) естественного гамма-излучения J_гк, обусловленного естественной радиоактивностью породы.

При исследованиях зондами, длина которых L₃ и более 40 см, плотность нейтронов в среде с большим водородосодержанием в зоне размещения индикатора мала, поскольку в такой среде нейтроны замедляются и поглощаются в основном вблизи источника. В результате породы с высоким водородосодержанием отмечаются на диаграммах НГК низкими показаниями. нейронный гамма каротаж скважина

При измерениях большими зондами (L₃ > 40 см) на диаграммах эти породы отмечаются низкими показаниями. Во вторую группу пород входят: плотные известняки и доломиты, сцементированные песчаники и алевролиты, на диаграммах нейтронного гамма-каротажа эти породы выделяются высокими показаниями. Против других осадочных пород (песков, песчаников, пористых карбонатов) показания НГК зависят от их глинистости и содержания в них водорода (насыщенности водой, нефтью и газом).

Нефть и вода содержат почти одинаковое количество водорода, поэтому нефтеносные и водоносные пласты с малым содержанием хлора отмечаются одинаковыми значениями НГК. Газоносные пласты в скважине отмечаются на кривой НГК более высокими показаниями, чем такие же по литологии и пористости нефтенасыщенные пласты.

Нейтрон-нейтронный каротаж.Нейтрон-нейтронный каротаж по тепловым нейтронам основан на облучении горных пород быстрыми нейтронами от ампульного источника и регистрации нейтронов по разрезу скважины, которые в результате взаимодействия с породообразующими элементами замедлились до тепловой энергии.

Регистрируемая интенсивность тепловых нейтронов зависит от замедляющей и поглощающей способности горной породы. Наибольшая потеря энергии нейтрона наблюдается при соударении с ядром, имеющего массу равную единице, т.е. с ядром водорода. Для тепловых нейтронов, образующихся при замедлении быстрых нейтронов, наиболее характерен радиоактивный захват, сопровождающийся вторичным гамма-излучением. Таким образом, по данным ННК-Т можно определять водородосодержание горных пород, которое для пластов-коллекторов напрямую связано с пористостью. Эффект основан на разной глубинности исследования при разной длине зонда. Малый зонд ННК-Т несет информацию в основном о нейтронных свойствах скважины и околоскважинного пространства, тогда как на интенсивность, зарегистрированную большим зондом ННКТ, большое влияние оказывают нейтронные свойства пласта. Поэтому для определения водородосодержания используют отношение скоростей счета в этих зондах

Нейтронный каротаж применяют в необсаженных и обсаженных скважинах с целью литологического расчленения разрезов, определения емкостных параметров пород (объемов минеральных компонент скелета и порового пространства), выделения газожидкостного и водонефтяного контактов, определения коэффициентов газонасыщенности в прискважинной части коллектора. Областями эффективного применения НК при определении пористости и литологическом расчленении разреза являются:

Областями эффективного применения НК при выделении газоносных пластов, газожидкостного контакта, определении коэффициента газонасыщенности являются:

Модуль НК комплексируется с другими модулями без ограничений.

Нейтрон-нейтронный каротаж по тепловым нейтронам дает сведения об эквивалентном водосодержании пород, относится к основным исследованиям, проводится во всех поисковых и разведочных скважинах, в открытом стволе, перед спуском каждой технической или эксплуатационной колонны, по всему разрезу. Нейтрон-нейтронный каротаж в комплексе методов общих исследований применяется при решении следующих задач:

— литостратиграфическое расчленение разрезов с возможностью построения детальной литостратиграфической колонки;

— локальная и региональная корреляция по литологии физическим и фильтрационно-емкостным свойствам пород по всему исследованному разрезу с установлением однородных и неоднородных по строению и свойствам пород интервалов разреза;

— предварительное выделение проницаемых пластов и покрышек (установление их толщин, строения по однородности);

— предварительное выделение нефтегазонасыщенных пластов и оценка характера насыщения коллекторов;

— предварительное выделение контактов пластовых флюидов (ВНК, ГВК, ГНК) в однородных коллекторах и прогноз фазового состояния углеводородов в пластовых условиях;

— контроль технического состояния ствола скважины (в открытом стволе и в колонне);

— совместно с ГК выделение карбонатных пород, углей, зон интенсивной углефикации;

— предварительное определение пористости гранулярных коллекторов;

— предварительное выделение газонасыщенных участков (совместно с АК) в пластах с незначительным проникновением и высокими фильтрационно-емкостными свойствами.

Импульсный нейтронный каротаж. Импульсный нейтронный каротаж (ИНК) в интегральной модификации основан на облучении скважины и породы быстрыми нейтронами от импульсного источника и измерении распределения во времени интегральной плотности тепловых нейтронов или гамма-квантов, образующихся в результате ядерных реакций рассеяния и захвата нейтронов. В зависимости от регистрируемого излучения различают: импульсный нейтрон-нейтронный каротаж по тепловым нейтронам (ИННК) и импульсный нейтронный гамма-каротаж (ИНГК).

Ядерно-магнитный резонанс связан с физическим принципом, заключающимся в реакции ядер на магнитное поле. Многие из ядер обладают магнитным моментом, т. е. они ведут себя как вращающиеся стержневые магниты. Эти вращающиеся магнитные ядра могут взаимодействовать с внешними по отношению к ним магнитными полями и генерировать поддающиеся измерению сигналы (рисунок 2).

Для большинства элементов обнаруживаемые сигналы слабы, однако, водород обладает сравнительно большим магнитным моментом и присутствует в изобилии и в воде, и углеводородах порового пространства горных пород. Величина амплитуды сигнала при ЯМР пропорциональна числу ядер водорода и калибруется таким образом, чтобы определить значение пористости независимо от литологии и без использования радиоактивных источников.

Наибольший интерес вызывает величина затухания сигнала ЯМР в течение каждого цикла измерений, называемая временем релаксации. Малые величины времени релаксации соответствуют связанной воде в глинах и капиллярах. Крупные поры отождествляются с большими временами релаксации и содержат в себе наиболее легко извлекаемые флюиды. В результате интерпретации времен релаксации и их распределения можно получить такие петрофизические параметры, как проницаемость, динамическая (эффективная) пористость и остаточная водонасыщенность. Метод дает высокое вертикальное разрешение пористости даже в тонко переслаивающихся разрезах, позволяет дифференцировать тип флюида в породе.

К недостаткам ЯМК следует отнести достаточно низкую глубинность измерений, что практически не позволяет использовать его в обсаженных скважинах.

Рисунок 2. Прецессирующие протоны

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

Принципиальная схема измерений индукционного каротажа. Блок-схема зонда ИК без компенсации и с компенсацией первичного поля. Геометрический фактор. Применение фокусирующих катушек. Увеличение уровня сигнала. Прибор индукционного каротажа АИК – 5.

презентация [3,9 M], добавлен 28.10.2013

Описание технологического процесса гамма-активационного анализа. Изучение требований к проектируемой системе. Расчёт сметы затрат на проектирование, на оплату труда сотрудников, на социальный налог, на материалы. Оценивания и выражения неопределенности.

дипломная работа [179,3 K], добавлен 09.03.2010

Характеристика целей, видов и технологий исследования скважин. Описание приборов и оборудования для данного исследования. Особенности построения индикаторных диаграмм. Методы расчета параметров призабойной зоны и коэффициента продуктивности скважины.

курсовая работа [11,7 M], добавлен 27.02.2010

Неразрушающий контроль материалов с использованием источника тепловой стимуляции. Композиты: виды, состав, структура, область применения и преимущества. Применение метода импульсно-фазовой термографии для определения дефектов в образце из углепластика.

курсовая работа [4,2 M], добавлен 15.03.2014

Явление ядерного магнитного резонанса, использование для спектрометрии. Преимущества и недостатки метода. Разработка оптического метода регистрации ЯМР для точного определения спектральных свойств кристаллов. Блок-схема импульсного спектрометра.

дипломная работа [1,5 M], добавлен 16.02.2016

Характеристика геологического строения Самотлорского месторождения и продуктивных пластов. Гидродинамические исследования водонагнетательных скважин. Свойства нефти, газа и воды в пластовых условиях. Методы контроля за разработкой нефтяных месторождений.

курсовая работа [59,6 K], добавлен 14.11.2013

Характеристика Южно-Ягунского месторождения. Эксплуатация фонтанных и газлифтных скважин. Гидродинамические и промыслово-геофизические методы исследования скважин и пластов. Способы воздействия на призабойную зону. Подземный текущий и капитальный ремонт.

отчет по практике [1,4 M], добавлен 02.05.2015

Источник