УДК 550.83 (Караганда, КарГТУ).
(Караганда, КарГТУ)
(Караганда, КарГТУ) .
(Караганда, КарГТУ) .
Возможности импульсной нейтроннометрии
при исследованиях скважин
Импульсный нейтрон-нейтронный каротаж (ИННК) основан на многомерной регистрации нестационарных потоков тепловых нейтронов одновременно на двух зондах в скважинах любых категорий. За счет применения импульсных генераторов нейтронов измеряется пространственно-временное распределение тепловых нейтронов в скважинах, в результате чего достигается повышенная достоверность и однозначность решения традиционных задач нефтепромысловой и нефтеразведочной геофизики.
В области контроля за разработкой нефтяных месторождений благодаря импульсным нейтронным методам резко расширился круг условий, при которых определяются границы нефтяного и газового пласта и их смещение в процессе эксплуатации залежи. Эта задача теперь эффективно решается на большинстве месторождений не только при высокой, но и при низкой минерализации пластовых вод. Благодаря малым габаритам приборов и большой глубинности удается контролировать пласты через насосно-компрессорные трубы непосредственно в ходе эксплуатации скважин, без каких-либо изменений режимов их работы. Выделяются интервалы пластов, отдающие воду независимо от ее минерализации, фиксируются моменты подхода к эксплуатационным скважинам вод, закачиваемых для поддержания пластового давления.
С применением импульсного нейтронного источника для каротажа скважин появилась возможность раздельной регистрации и энергетического анализа гамма-излучения, возникающего при неупругом рассеянии быстрых нейтронов, радиационном захвате нейтронов и при распаде радиоизотопов, образованных в горной породе вследствие воздействия нейтронного потока. Это дает сведения об элементном составе горных пород, что в свою очередь способствует более надежной геологической интерпретации результатов измерений.
ИННК применяется для литологического расчленения разрезов скважин, выделения полезных ископаемых, определения характера насыщения и пористости пород, водонефтяного, газонефтяного и газоводяного контактов.
Для литологического расчленения разреза скважин используют среднее время жизни тепловых нейтронов, определяющее поглощающие свойства горных пород, так как коэффициент их диффузии варьирует в относительно небольших пределах.
Наиболее высокими значениями фn характеризуются такие основные породообразующие минералы, как кварц (1065 мкс), доломит (956 мкс) и кальцит (630 мкс).
Из осадочных горных пород повышенными значениями обладают существенно кварцевые песчаники, низкопористые разности известняков и доломитов (около 800 мкс), пониженными – глинистые и полимиктовые песчаники и глинистые породы (300-330 мкс), а также хлоросодержащие соли и горные породы, обогащенные элементами с аномально высокими сечениями захвата нейтронов (B, Li, Cd и др.), и горные породы, содержащие марганец, железо, титан.
Достаточно контрастно выделяются повышенными значениями угольные пласты.
Пониженными значениями фnn пласты – коллекторы. Однако они более уверенно выделяются в комплексе с другими методами промысловой геофизики.
Наиболее широко применяется импульсный нейтрон-нейтронный метод, при котором регистрируется плотность тепловых нейтронов.
Импульсный нейтрон-нейтронный метод по тепловым нейтронам применяется для определения характера насыщения и пористости пород, положения водонефтяного, газонефтяного и газоводяного контактов.
Определение характера насыщения коллектора и установление ВНК, ГВК и ГНК основано на различном водосодержании и хлоросодержании продуктивных и водоносных пластов. Различное водородосодержание фиксируется величинами D и фn. В отличие от стационарных нейтронных методов импульсный нейтронный метод по тепловым нейтронам позволяет решать эти задачи даже при пониженной минерализации пластовых вод (20-50 г/л).
При высокой минерализации пластовых вод ИННМ-т можно определить также коэффициент нефтенасыщения коллекторов, а, следовательно, следить за текущим нефтенасыщением разрабатываемых месторождений. Пространственно-временное распределение плотности тепловых нейтронов от импульсного источника быстрых нейтронов определяется нейтронными параметрами исследуемой среды, зависящими как от коэффициента диффузии горных пород D и среднего времени жизни тепловых нейтронов фn, так и от длины замедления L3, характеризующей их замедляющие свойства.
Импульсный нейтрон-нейтронный каротаж относится к активным методам регистрации излучений, возникающих при облучении специальными источниками, помещенными в скважинном приборе.
