Импульсный нейтронный каротаж В этом методе горные породы

Импульсный нейтронный каротаж В этом методе горные породы облучают кратковременными потоками быстрых нейтронов и изучают результаты их взаимодействия с окружающей средой

При импульсных нейтронных методах • источник испускает нейтроны в течение сравнительно коротких интервалов времени (обычно 10 -400 раз в 1 с); • Через некоторое время после испускания импульса, называемое временем задержки t 3, производят измерение плотности потока нейтронов или гамма-квантов радиационного захвата в течение какого-то интервала времени замера tзам

График изменения плотности медленных нейтронов при ИННК

Из рисунка видно, что • плотность потока тепловых нейтронов сначала увеличивается за счет замедления быстрых нейтронов и через 10 -100 мкс достигает максимума, а затем уменьшается за счет того, что тепловые нейтроны начинают диффундировать вдоль оси скважины, а из скважины - в пласт и поглощаться.

ИНК делится на • Импульсный нейтронный метод в регистрацией тепловых нейтронов (ИННМ); • Импульсный нейтронный метод гаммаквантов радиационного захвата (ИНГМ)

• Быстрые нейтроны, испускаемые импульсным источником, замедляются до тепловой энергии в среднем за время, составляющее не более нескольких десятков микросекунд, и при дальнейшей диффузии поглощаются ядрами среды. • После окончания процесса замедления плотности нейтронов и гамма-квантов радиационного захвата уменьшаются во времени

Уменьшение плотности нейтронов и гамма-квантов во времени происходит по формуле

Регистрируя тепловые нейтроны (ИННМ) или гамма-кванты (ИНГМ) при двух значениях времени задержки или более, можно определить • среднее время жизни тепловых нейтронов в горной породе t, которое позволяет судить о концентрации элементов, имеющих высокое сечение поглощения тепловых нейтронов.

Среднее время жизни тепловых нейтронов зависит от • Содержания водорода и содержания поглотителей нейтронов (хлора) в среде. • Для пластов, насыщенных нефтью или пресной водой, τ=0, 3 -0, 6 мс; • для пластов, насыщенных минерализованной водой τ =0, 11 -0, 33 мс; • для газонасыщенных пластов τ =0, 6 -0, 8 мс.

Измерения при ИННМ (ИНГМ) выполняют • либо при движении прибора по стволу скважины (и в результате получают непрерывные диаграммы для двух-трех каналов с различными значениями времени задержки), • либо при неподвижном приборе (на точках) для повышения точности.

При измерениях с движущимся прибором • о значении т судят по отношению показаний на двух каналах: чем меньше т, тем больше различаются эти показания. • Разработана аппаратура для непрерывного вычисления т в процессе замеров и получения непосредственно диаграмм изменения т по стволу скважины.

Количественное определение т получают по формуле

В случае измерений на точках (с неподвижным прибором) • интенсивность нейтронов или гамма-квантов обычно определяют при большом числе значений времени задержки tз=1, 2, . . . и строят график зависимости логарифма показаний lnl от t • Такой график позволяет точнее определить значение среднего времени жизни тепловых нейтронов в породе как величину, обратную коэффициенту наклона кривой ml=/(f) при больших t.

График зависимости логарифма интенсивности излучения lnl от t • j

При малых временах задержки t наклон кривой зависит от • Среднего времени жизни тепловых нейтронов в горной породе т; • от диаметра скважины; • от свойств среды, заполняющей скважину.

При больших значениях t • такое влияние постепенно исчезает

Преимущества импульсных методов перед стационарными • Отсутствие влияния скважины при больших временах задержки • Большая чувствительность к содержанию элементов, сильно поглощающих нейтроны. • В нефтяных и газовых скважинах это позволяет различать продуктивные и водоносные пласты при сравнительно малой минерализации пластовых вод (от 20— 30 г/л). • При большей минерализации вод решение этой задачи возможно даже по результатам измерения при одном значении времени задержки. • Водоносные пласты отмечаются гораздо меньшими показаниями ИННМ при больших временах задержки t по сравнению с нефтеносными и газоносными пластами.

С помощью ИНК решаются следующие геологические задачи • Литологическое расчленение разреза скважины; • Определение положения ВНК, ГВК, как в разведочных, так и в эксплуатационных скважинах;

По параметру τ пласты, насыщенные минерализованной водой, хорошо отличаются от нефтегазонасыщенных. На этом отличии основано применение метода ИННК для прослеживания изменений положения ВНК и ГВК в процесс разработки месторождений нефти и газа