Двухзондовые модификации импульсных методов

Физические свойства исследуемых горных пород определяют не только временное изменение поля тепловых нейтронов в скважине, но и их пространственное распределение. Если временное распределение связано с величиной , характеризующей погло­щение нейтронов, то пространственное распределение — с вели­чиной коэффициента диффузии D, характеризующего рассеивающие свойства породы. Двухзондовые модификации ИННМ учитывают изменение как , так и D.

Модификация «ИННМ (ИНГМ) — » (ВНИИЯГГ).

Дисперсия пространственного распределения тепловых нейтронов связана с коэффициентом диффузии D и может быть определена по результатам измерений на двух зон­дах:

(10.253)

Коэффициент диффузии тепловых нейтронов D может быть определен по измеренной дисперсии или путем измерения на двух временных задержках следующего функционала U:

(10.254)

где

(10.255)

Поправка D зависит очень слабо от времени, но существенно от кроме того, она зависит от искомого параметра D (в отличие от поправки ). Результаты численных расчетов пространственно-временного распределения нейтронов в системе скважина — пласт были использованы для приближенного решения уравнения (134) относительно коэффициента диффузии D. Это решение позволяет вычислять коэффициент диффузии через измеряемый функционал U [81].

Ограничением двухзондовой методики, позволяющей определить параметр , является необходимость поточечных измерений пространственно-временного распределения плотности тепловых нейтронов или интенсивности гамма-излучения радиационного захвата. Это связано с необходимостью проводить измерения при больших временах задержки при которых далеко не всегда можно получить хорошую статистиче­скую точность в процессе непрерывных измерений.

Двухзондовые модификации ИННМ (ИНГМ).

Результаты теоретических и экспериментальных исследований свидетельствуют о том, что распределение тепловых нейтронов вдоль оси скважины тесно связано с водородосодержанием пласта и при временах задержки меньше t_as, поэтому определение m возможно на основе измерений распределения n(Z) при малых t без количественной оценки коэффициента диффузии D. Простейшим вариантом такой методики является нахождение отношения  показаний на двух зондах (так называемая методика ИННМ-2, ВНИИЯГГ):

(10.256)

измеренных при одном времени задержки двумя детекторами, находящимися на расстояниях Z₁ и Z₂ от источников. При этом не требуется больших задержек, и удовлетворительная стати­стическая точность достигается в процессе непрерывных изме­рений по стволу скважины.

Рис.10.2 а,б,в. Схемы интерпретации результатов измерений двухзондовыми модификациями ИННМ (ИНГМ): а — ; б — «ИННМ-2», шифр кривых — время задержки в мс; в— «ИННМ-КВ», шифр кривых — минерализация пластовой воды С_п в г/л NaCl.

Численные расчеты, проведенные для непрерывной двухзондовой модификации (ИННМ-2) А. Л. Поляченко, В. Г. Цейтлиным и Т. В. Шапошниковой, показали, что зависимость величины  от водонасыщенной пористости m имеет вид

t>1 мс, (10.257)

где коэффициенты a, b зависят также от Z₁, Z₂ (рис. 70).

Относительная дифференциация пластов различной пористости, определяемая отношением

возрастает с увеличением времени задержки. Изменение водородосодержания влияет на показания ИННМ-2 гораздо сильнее, чем другие параметры скважинной среды и пласта [81].

Определение  и  позволяет качественно решать тс же вопросы, что и при определении величин  и при резком сокращении затрат времени на проведение измерений. Двухзондовая методика может служить инструментом выполнения таких важных задач, как выделение однородных участков разреза, количественная оценка их водородосодержания, а также опреде­ление характера переслаивания в неоднородных интервалах разреза.

Модификация «ИННМ (ИНГМ)-КВ» (КВ - с компенсацией влияния водородосодержания; Р.А.Резванов и Н.Н.Кривко). Поскольку водород обладает довольно большим сечением, как рассеяния, так и поглощения тепловых нейтронов, он оказывает существенное влияние и на пространственное, и на временное их распределение. Это обстоятельство позволяет осуществить компенсацию влияния изменений водородосодержания в некотором интервале его изменения на показания импульсного нейтронного метода путем регистрации отношения показаний

на двух парах различных, специально подобранных зондах Z₁ и Z₂ и временах задержки t₁ и t₂,(различных для каждого из зондов). Соотношение между Z₂—Z₁ и t₁— t₂ определяется условием компенсации: где —некоторое среднее значение объемной влажности, в окрестности которого осуществляется компенсация. При значениях Z_1,2 и t_1,2, обеспечива­ющих компенсацию (на прак­тике они подбираются экспериментально) пласты одинаковой литологии, насы­щенные соленой водой, отмечаются близкими значениями  независимо от ко­эффициента пористости, а нефтенасыщенные - положительными аномали­ями.