Інтерпретація даних імпульсного нейтрон-нейтронного каротажу

Контрольні питання

1. Які модифікації ГГК Ви знаєте?

2. Як виділяють границі пласта за даними ГГК-Г?

3. Як знімають покази із діаграм ГГК-Г?

4. Як визначається густина скелету породи, якщо відомий його мінералогічний склад?

5. Як визначається густина рідини, що заповнює пори?

6. Як визначається коефіцієнт пористості за даними ГГК-Г?

ІННК використовується, в основному, для визначення нейтроннопоглинаючої активності гірських порід, яка залежить від наявності в породі елементів з аномально-високим січенням поглинання теплових нейтронів і дозволяє знайти пласти, які збагачені такими елементами, визначити вміст вказаного елементу. До числа таких елементів відноситься хлор. Вміст хлору служить індикатором мінералізованої пластової води, а величина нейтроннопоглинаючої активності порід дозволяє розділити пласти, які насичені соляною водою, нафтою або газом і в сприятливих умовах кількісно визначати нафтогазонасиченість пластів.

Двозондові модифікації ІННК дозволяють визначити вміст водню в гірських породах. ІННК заснований на опромінюванню гірських порід нейтронами від імпульсного джерела швидких нейтронів і реєстрації теплових нейтронів або гамма-квантів радіаційного захоплення (ІНГК) через деякий час після припинення роботи імпульсного джерела (час затримки t*).

Швидкі нейтрони, які випромінюються джерелом за деякий час (10^-3-10^-1мс), гальмуються у навколишньому середовищі за короткий час (10^-2-10^-1мс) і далі поступово поглинаються атомами середовища. В однорідному середовищі кількість нейтронів в часі зменшується за експоненційним законом:

, (11.1)

, (11.2)

де N₀ – константа, яка пропорційна потужності джерела; A – нейтроннопоглинаюча активність середовища; t=1/A – середній час життя теплових нейтронів в середовищі.

Величина A визначається за формулою:

, (11.3)

де V – швидкість теплових нейтронів (2200м/с, при t=20°С); s_i – січення поглинання нейтронів атомом і-го елемента; N_i – концентрація атомів і-го елементу.

В неоднорідному середовищі закон зміни кількості нейтронів більш складніший. Але, якщо нейтронопоглинаюча здатність пласта A_п нижча, ніж в свердловинному середовищі A_с, то густина нейтронів в свердловині, починаючи з деякого часу (0.7-1)мс, також зменшується за експоненційним законом exp(-lt), причому часовий декремент l буде близьким до A_п.

Різниця Dl=l-A_п залежить, в основному, від нейтроннопоглинаючих властивостей пласта, діаметра свердловини і її розчину, а також від деяких особливостей приладу, в першу чергу від довжини зонда. Графіки для визначення Dl зондами ІННК-40 приведені на рисунках 11.1 і 11.2. Найбільш часто Dl має величину порядку (0,3-0,5)мс^-1. Збільшення довжини зонда приводить до зменшення l і Dl приблизно на 0.2мс^-1 на кожних 10 см довжини зонда.

Рисунок 11.1 – Поправка за вплив обсадженої свердловини на результати ІННК (прилад ІГН-6 на стінці свердловини, розчин прісний, час затримки >0,9мс^-1)

Поправка Dl для ІНГК менша. Більш слабкий вплив свердловини, характеру їх заповнення і положення приладу в свердловині є перевагою ІНГК перед ІННК. Недоліком його є наявність фону гамма-випромінювання від природної радіоактивності порід, складне проведення вимірів при великих t^*.

Радіус зони дослідження ІННК за нейтроннопоглинаючими властивостями середовища зростає з ростом часу затримки і при часі затримки біля 1 мс складає 20-30см в залежності від властивостей пласта.

Тому дійсну нейтроннопоглинаючу активність пласта можна визначати лише при відсутності зони проникнення фільтрату в пласт, тобто в обсаджених свердловинах після розформування зони.

Нейтроннопоглинаюча активність пласта є середня від нейтроннопоглинаючої активності окремих фаз породи.

Для нафтонасичених порід з однорідним скелетом:

A_п=A_ск(1-K_п)+A_рK_п, (11.4)

A_р=A_вK_в+A_нK_в+A_гK_г, (11.5)

де A_ск, A_в, A_н, A_г – нейтроннопоглинаюча активність скелету, води, нафти і газу в пластових умовах.

Для глинистих порід:

A_п=A_ск(1-K_п-K_гл)+A_глK_гл+A_рK_п, (11.6)

де A_ск, A_гл – відносяться до неглинистого скелету і до глинистої фракції.

Значення нейтроннопоглинаючої активності деяких мінералів і матеріалів приведені в таблиці 11.1.