Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Записка рамка2.doc
Скачиваний:
14
Добавлен:
27.10.2018
Размер:
615.94 Кб
Скачать

ВСТУП

В кінці ХХ століття в геофізичному приладобудуванні чітко виявилася тенденція переходу від розробки окремих, як правило, однометодних свердловинних приладів до створення нового покоління свердловинної геофізичної апаратури - апаратурних комплексів - збірок, що забезпечують дослідження свердловин одночасно декількома методами ГДС, в т.ч. і що мають різну фізичну основу.

Найбільш оптимальним способом побудови таких апаратурних збірок є їх агрегатування на базі окремих функціонально і конструктивно закінчених однометодних, комплексних і комбінованих свердловинних приладів – модулів і представлення їх вихідної інформації в єдиному форматі цифрового коду незалежно від методу (методів) дослідження, що реалізовується.

Особливого значення апаратурні збірок набувають як складова частина апаратурно - методичних комплексів (АМК), в основі яких лежить програмно-керована каротажна станція (лабораторія) з бортовою ЕОМ і відповідним метрологічним, методико-інтерпретаційним і програмно-алгоритмічним забезпеченням. Це дозволяє здійснювати автоматизацію процесу каротажу, цифрову реєстрацію, машинну обробку і інтерпретацію результатів комплексних досліджень, контроль і діагностику апаратури в процесі проведення досліджень, а також забезпечує можливість програмного керування режимами вимірювання і функціонування апаратура, її адаптації до свердловинних умов і інші можливості, обумовлені наявністю діалогу між наземними і свердловинними частинами АМК.

Апаратурні збірок і апаратурно-методичні комплекси, будучи об'єднані єдиними способами перетворення, кодування і передачі вимірювальної інформації, а також загальними принципами побудови і функціонування, володіють рядом істотних переваг, забезпечуючи:

Підвищення ефективності і продуктивності ГДС за рахунок розширення комплексу геофізичних методів, якими може бути досліджена за одну спуску - підйомну операцію; можливість створення і використання раціональних і оптимальних комплексів дослідження стосовно конкретних завдань з урахуванням геологотехнічних умов в свердловині, методики і технології проведення вимірювань; достатньо високий рівень уніфікації схемотехнік і конструкторських рішень, що спрощує процес розробки нових приладів-модулів, розширення і трансформацію існуючих збірок, а також обумовлює підвищену технологічність при виробництві і зручність при експлуатації і ремонті.

Розробки свердловинних апаратурних комплексів були початі в Київському ДКБ ГП ще в 1983 р. в процесі створення модульної апаратури (МА), яка була частиною АМК свердловина-2.

Свердловинна частина цієї апаратури містила ряд модулів - свердловинних приладів, що реалізовують один з методів ГДС і здатних функціонувати як самостійно, так і в передбачених поєднаннях (методичному, конструктивному, електричному), утворюючи при цьому апаратурні збірок. Склад цих збірок забезпечував дослідження свердловини комплексом методів ГДС, необхідним і достатнім для вирішення конкретних геолого-геофізичних завдань.

Передача вимірювальної інформації від апаратурних складок МА (або від окремих модулів) на поверхню і командних (керівників) сигналів від станції до складок здійснювалася через свердловинний модуль телевимірювальної системи (ТЛЗ) в кодоімпульсному форматі з тимчасовим розділенням каналів і циклічним опитування модулів.

Номенклатура наземних модулі МА визначалася типом каротажної станції (лабораторії). У загальному випадку до їх числа входили наземний модуль ТЛС, модулі живлення, керування, ЦАП, АЦП і ін.

Проведені випробування першочергових свердловинних модулів (ГК, 2ННК, АК, 2КС+ПС, 2ДС і ін.) і агрегатованих на їх основі апаратурних збірок підтвердили доцільність їх застосування для підвищення ефективності і продуктивності ГДС і намітили напрями подальшого розвитку і вдосконалення такого класу геофізичної апаратури.

Наступним етапом було створення в ДКБ ГП спільно з ВНІГІК апаратурного комплексу РК-П, що реалізовує за один спуско-підйом дослідження свердловини одночасно основними методами радіоактивного каротажу - ГК, 2ННК і 2ГГК.

Досвід, придбаний Київським ДКБ ГП при створенні апаратурних збірок МА, РК-П, ряду комплексних і комбінованих свердловинних приладів, аналіз результатів їх випробувань і промислового випробування, уточнені вимоги до складу, структури, функціонування, і конструкторських особливостей, схемотехнік свердловинних апаратурних комплексів, стали базою для постановки у ВАТ Київське ДКБ ГП Західно-Сибірської Корпорації Тюменьпром геофізика робіт із створення нових свердловинних апаратурних комплексів.

При цьому були враховані впровадження в практику ГДС прогресивних технологій на основі комп'ютеризованих апаратурно-методичних комплексів і систем, програмно-керованої свердловинної апаратури з відповідним методико-інтерпретаційним, программно-алгоритмічні і метрологічним забезпеченням, а також можливості, що дає сучасна елементна база.

У достатньо стислі терміни проведена розробка, організовано виробництво, здійснені промисловий випуск і впровадження апаратурних комплексів - МЕГА-Э і МЕГА-Р. Ці збірок є підсистемою каротажного програмно-керованого комплексу МЕГА, що забезпечує проведення ГДС в свердловинах на родовищах нафти і газу методами електричного, радіоактивного, акустичного і інших видів каротажу.

У 2001 р. комплекси МЕГА-Э і МЕГА-Р пройшли атестацію і одержали сертифікати ЕАГО на відповідність діючим стандартам.

В даний час в ЗСК Тюменьпром геофізика працюють більше 100 збірок МЕГА-Э і МЕГА-Р.

1 Загальна частина

У методі ННК по свердловині реєструється густина потоку теплових (ННК-Т) і надтеплових (ННК-НТ) нейтронів у процесі опромінення порід швидкими нейтронами Принципово вимірювальна установка в методі складається із джерела швидких нейтронів і детектора теплових або надтеплових нейтронів. Відстань між центрами джерела швидких нейтронів і відповідним детектором нейтронів становить довжину зонда. Точкою запису кривих є середина зонда.

На підставі даних, можна розрахувати радіуси дослідження в методах ННК-Т і ННК-НТ для відповідних середовищ: наприклад, у воді вони відповідно становлять 16 і 14,4 см, в ангідриті – 55 і 52 см. Як видно, радіус дослідження в методі ННК у разі дослідження ущільнених порід майже такий, як і в методі НГК.

Криві ННК розчленовують розріз свердловини залежно від водне-насиченості порід і вмісту в них елементів з високим перерізом σз захоплення теплових нейтронів. Залежно від довжини зонда й водне-насичення порід криві ННК інвертуються так само, як і криві НГК. Тому літологічне розчленування розрізу по кривих ННК провадиться так само, як і в методі НГК.

У процесі визначення пористості порід методом ННК застосовують двозондову методику з використанням відповідної апаратури (МНК, СРК). Наприклад, апаратура МНК вимірює одночасно потужність експозиційної дози природного гамма-випромінювання й густину потоку теплових нейтронів основною парою зондів, один з яких має довжину Lннк,в=31,8 см (великий зонд), а другий – Lннк,м=24,4 см (малий зонд). У цій апаратурі передбачене збільшення довжин зондів на 20 см (додаткова пара зондів) при переміщенні блока детектування теплових нейтронів (де L – відстань між центром джерела нейтронів і ближніми до нього торцями пропорційних детекторів СНМ-56). Відношення показів кривої ННК малого зонда до показів кривої великого зонда зростає зі збільшенням водне-насичення й деякою мірою зі збільшенням густини пласта. У разі застосування дво-зондової методики ННК знижується вплив свердловини й конструктивних особливостей апаратури, підвищується якість і достовірність отриманої інформації.

При роботі з приладом СРК коефіцієнт пористості Кп для методів ННК-Т і ННК-НТ обчислюють за відповідними формулами або графічно, користуючись графіками залежності Ат,нт=f(Кп), де Ат,нт=Nвв/Nмв·Nм/Nв (де Nвв, Nмв кількість зареєстрованих імпульсів у каналах великого і малого зондів у разі розміщення їх із джерелом нейтронів в еталонувальному пристрої з прісною водою; Nм, Nв кількість імпульсів у каналах малого і великого зондів у досліджуваному пласті. Відношення С=Nвв/Nмв є сталою величиною для цього екземпляра свердловинного приладу у відповідному режимі (ННК-Т або ННК-НТ). Графіки залежності (Ат,нт)=f(Кп) наведено на рис. 1.

Рис. 1. Визначення коефіцієнта пористості Кп за даними НГК, ННК-Т, ННК-НТ

Рис. 72. Виділення елементів з високим

σз - захоплення теплових нейтронів методом ННК-Т:

а – великий зонд; б – малий зонд;

1 – інтервал свердловини з високим σз захоплення теплових нейтронів;

2 – каверна

Метод ННК застосовують у разі досліджень на елементи з високим σз захоплення теплових нейтронів. Як зазначалося вище, за наявності таких елементів у розрізі свердловини зона випромінювання швидких нейтронів дуже мала, тобто вони стають тепловими поблизу джерела, а тому покази кривої ННК будуть мінімальними незалежно від довжини зонда (рис. 2, інтервал 1).

З іншого боку, покази кривої ННК залежать від водне-насиченості. Отже, якщо в розрізі свердловини натрапимо на водне-насичені пласти або каверни, то інтерпретація кривої ННК великого зонда в разі виділення елементів з високим σз захоплення теплових нейтронів буде неоднозначною (рис. 2, а, інтервали 1 і 2), бо в обох випадках покази кривої будуть мінімальними. Але з погляду водне-насичення крива ННК інвертується на малому зонді (рис. 2, б, інтервал 2). Ця властивість кривої ННК і використовується для виділення елементів з аномально високим захопленням теплових нейтронів. У процесі досліджень на певний елемент з високим σз захоплення теплових нейтронів застосовують і відповідну методику досліджень. Наприклад, у разі досліджень на бор у варіанті теплових нейтронів застосовують зонди завдовжки Lннк-т,в=40 см і Lннк-т,м=15 см. Чутливість методу ННК-Т до вмісту бору настільки велика, що практично цим методом не можна визначити його вміст у породі при концентраціях понад 1,5%. Тому великі концентрації бору в породі визначають методом ННК-НТ.

Суть методу щільності теплових нейтронів (ННК-Т) полягає в дослідженні інтенсивності теплових нейтронів по розрізу свердловини на заданій відстані (довжині зонда) від джерела швидких нейтронів, які в результаті уповільнення породоутворюючими елементами перетворилися на теплові.

Зонди ННК-Т по довжині Lп також підрозділяються на до інверсійні, інверсійні і за інверсійні. Проте розміри до інверсійних і інверсійних зондів ННК-Т дещо більше, ніж ННК-НТ. Це пояснюється тим, що в ННК-Т залежність теплових нейтронів від гідрогеновміщення при різних довжинах зондів визначається довжиною уповільнення теплових нейтронів, коефіцієнтом дифузії, з довжиною дифузії і часом життя теплових нейтронів, який контролюється в основному наявністю елементів-поглиначів, тоді як в ННК-НТ - тільки довжиною уповільнення теплових нейтронів.

А свердловинний прилад ННК-Т відрізняється від радіометра, використовуваного в ННК-НТ, тим, що детектором в ньому є індикатор теплових нейтронів. Як індикатор теплових нейтронів використовуються пропорційні газорозрядні лічильники або сцинтиляційні лічильники з сірчистого цинка- ZпS (Cu) або ZпS (Ag).

В результаті виникаючої при цьому ядерної реакції утворюються м'яке гамма-випромінювання, ядра літію і альфа-частинки. Альфа-частинки реєструються борним пропорційним лічильником. Оскільки поява альфа-часток обумовлена наявністю теплових нейтронів, то останні реєструються по продуктах взаємодії їх з бором або літієм. Для підвищення чутливості лічильників до нейтронів газ ВF3 штучно збагачується ізотопом 10В.У сцинтиляційних лічильниках використовується суміш боро-тримаючої речовини з порошком з кристалів ZпS (Cu) або ZпS (Ag), оскільки сірчистий цинк великих кристалів не дає.

При застосуванні методики двох-зондових вимірювань ННК-Т значно знижується вплив свердловини і конструктивних особливостей вимірювальної апаратури на досліджувані параметри пластів, підвищуються якість і достовірність одержуваної інформації, виключається необхідність використання опорних пластів при кількісній інтерпретації результатів вимірювань. Дана методика дослідження свердловин може бути реалізована за допомогою апаратури багатозондового нейтрон-нейтронного методу (АМНК), яка дозволяє вимірювати щільність теплових нейтронів і інтенсивність природного гамма-випромінювання зондами двох розмірів. У свердловинному радіометрі є основна пара зондів. Розмір великого зонда LпТ=31,8 см, малого LпТ м =24,4 см. Особливістю свердловинної установки є можливість збільшення довжини зондів шляхом переміщення блоку детектора на 20 см при зупинці приладу в будь-якій точці свердловини. Це дозволяє оцінювати гідроген-місткість будь-якого пласта за наслідками вимірювань одним і тим же детектором на двох відстанях від джерела і використовувати одержані дані як калібрувальні (опорних) при інтерпретації матеріалів безперервних вимірювань.

В процесі дослідження свердловини апаратура багатозондового каротажу дозволяє безпосередньо записувати за допомогою операційного пристрою відношення А даних ННК-Т на малому і великому зондах основної пари (А =1птм/1птб), а також декремент просторового загасання щільності теплових нейтронів. Крім того, при використанні спеціальної панелі ІПРКУ з'являється можливість одержувати сумарне гідроген-вміщення пластів (пористість) по розрізу. Якщо в ННК-НТ збільшення хлор-утримуючої промивальної рідини практично не впливає на реєстровану величину Іпнт V то в ННК-Т щільність теплових нейтронів при цьому зменшується, причому приблизно однаковою мірою по всьому розрізу свердловини. Зона проникнення фільтрату промивальної рідини знижує чутливість ННК-Т до хлор-утримуючих гірських порід. У зв'язку з цим дослідження ННК-Т з метою вивчення хлор-утримуючих колекторів проводять в закріплених свердловинах з відновленим первинним розподілом хлора в при свердловинні зоні. Методики свердловинних досліджень ННК-Т і ННК-НТ практично нічим не розрізняються .

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]