Устройство скважинного прибора ргп-2

Импульсы каналов ГГКб и ГГКм формируется таким образом, что на вход усилителя-смесителя 3 они подаются противоположных полярностей. Теперь они могут передаваться на поверхность по одной жиле кабеля. По второй жиле на поверхность поступают импульсы канала ГК. Третья жила кабеля служит для подачи сигнала от наземной панели прижимному устройству.

Блок-схема аппаратуры РГП-2

Итак, выходные импульсы скважинного прибора через каротажный кабель поступают на вход измерительной панели. Информация канала ГК обрабатываются в ней и может быть зарегистрирована аналоговым регистратором. Сигналы каналов ГГК после формирования по амплитуде и длительности подаются с выходов нормализаторов панели на соответствующие входы вычислительного устройства.

Импульсы каналов ГГКб и ГГКм после усиления усилителями 1 вычислительного устройства поступают на вход измерителя отношения 2.

Измеритель отношения преобразует входные импульсы в аналоговую величину (I_отн = I_б/I_м), где I_б и I_м - соответствующие токи, пропорциональные средней частоте следования импульсов в каналах ГГКб и ГГКм.

Параллельно с этим процессом измеритель скорости счета канала ГГКм 3 вырабатывает ток I_м, значение которого также примерно равно средней частоте следования импульсов в этом канале. Соответствующей коммутацией выходных цепей измерителей соотношения 2 и скорости счета I_м 3 обеспечивается получение в аналоговой форме параметра плотности горных пород:

Для калибровки вычислительного устройства, (т.е. для определения K₁ и К₂) предусмотрен калибратор 4.

Диапазон измерения плотности аппаратурой РГП-2: 1,8-2,7 г/см³ . Плотность среды, имитируемая полевым калибровочным устройством, составляет 2,7 ± 0,1 г/см³.

Полевое калибровочное устройство (ПКУ) представляет собой накладку на скважинный прибор из алюминия с выемкой по форме зондовой части прибора. Эквивалентная плотность блока 2,58 г/см³, что соответствует объемной плотности 2,7 г/см³.

Метод ррк – рентгенорадиометрический

Метод основан на измерении характеристического рентгеновского излучения I_r, возникающего при взаимодействии возбуждающего мягкого -излучения с электронами глубоких орбит атомов горных пород. Это взаимодействие состоит в фотоэлектрическом поглощении квантов возбуждающего излучения электронами какой-либо оболочки, в результате чего электроны покидают атом, и он оказывается в возбужденном состоянии.

Возвращение атома в стабильное состояние происходит практически мгновенно (за 10^-2 - 10^-6 с) путем каскада различных переходов, в процессе которых ионизированные электронные оболочки восполняются электронами с внешних оболочек, а избыток энергии уносится из атома в виде квантов характеристического рентгеновского излучения.

Таким образом, облучая исследуемую среду пучком - или рентгеновским квантами, энергии которых достаточно для возбуждения флуоресценции искомых элементов, и, выделяя характеристические линии с помощью рентгено-спектрометра, можно судить о вещественном составе объекта. Измеряя интенсивности рентгеновских линий, которые зависят от числа атомов данного элемента, можно определить его содержание в среде. Таковы общие принципы РРК.

Наиболее благоприятные условия для возбуждения и регистрации характеристического рентгеновского излучения обеспечиваются в РРК при измерениях в геометрии прямой видимости, в которой детектор принимает излучение с части поверхности среда, непосредственно облученной источником. На основе геометрии прямой видимости конструируются все зонды PРК.

1 - скважинный прибор;

2 - детектор;

3 - высоковольтный преобразователь;

4 - усилитель;

5 - кабель;

6 - амплитудный анализатор;

7 - измеритель скорости счета импульсов (интегратор);

8 - регистрируемый прибор;

9 - скважина;

10 - источник -излучения;

11 - экран;

12 - рессора;

13 - коллиматор источника;

14 - коллиматор детектора;

15 - слоистая защита;

16 - бериллиевое окно;

17 - вычислительное устройство.

Кроме особенностей конструкции зонды PРK отличаются тем, что внутренняя поверхность коллиматора детектора и прилегающей к нему части экрана для поглощения собственной флуоресценции последнего облицована защитой из слоев металлов со все уменьшающимся атомными номерами. Каждый последующий слой, поглощая флуоресценцию предыдущего слоя, испускает все более мягкие характеристические лучи. Материал самого внутреннего слоя должен быть подобран так, чтобы его флуоресценция лежала в нерабочей области спектра.

Другой особенностью зондов РРК является необходимость изготовления окна коллиматора зонда из материала с возможно малым атомным номером для уменьшения поглощения, как первичных, так и вторичных рентгеновских квантов. Обычно окно делают из бериллия (Z = 4). Бериллиевый цилиндр достаточно прозрачен для того, чтобы пропускать характеристическое излучение Zn (8,6 КэВ), Ni (7,5 КэВ) и даже (6,4 КэВ). В тоже время он обладает хорошей механической прочностью.

Глубинность исследования уменьшается с увеличением концентрации определяемого элемента, а также при уменьшении энергии первичного и вторичного излучений. С уменьшением атомного номера определяемого элемента уменьшается и энергия его характеристических линий, поэтому, чем меньше атомный номер определяемого элемента, тем меньше глубинность исследования. Так, при Z = 40 - 60 по К-серии глубинность составляет всего 1-5 мм. При определении элементов с z > 60 по К - серии глубинность достигает 10-20 мм. При использовании L-серий этих элементов глубинность не превышает 1 мм, поэтому при рентгенорадиометрических исследованиях поверхность скважин должна быть чистой, отмытой от пыли и грязи.

Метод индикации радиоактивными изотопами

Этот метод может быть условно отнесен к группе методов искусственного -поля.

Сущность метода заключается в том, что в скважину закачивают жидкость, активированную изотопами радиоактивных элементов, а затем изучают созданную искусственную радиоактивность пород. Сравнивая диаграммы ГК до и после закачки, решают некоторые геологические и технические задачи.

В качестве изотопов используют элементы, дающие жесткое -излучения, имеющие небольшой период полураспада и характеризующиеся необходимыми адсорбционными свойствами. Одним из таких изотопов является J¹³¹ (период полураспада - 11,7 суток; Е_ = 0,364 и 0,057 мэВ).

Существует два способа введения в скважину активированной жидкости: 1) разовой закачки; 2) бурение скважин на активированной промывочной жидкости.

В способе разовой закачки перед введением активированной жидкости скважину тщательно промывают и проводят контрольную запись диаграммы ГК. Затем закачивают жидкость и некоторое время создают добавочное давление на ее столб в скважине, чтобы ее фильтрат проник в горную породу. Затем давление снимают; вновь промывают ствол скважины и вновь регистрируют интенсивность -поля вдоль ствола (это уже сумма естественного и искусственного полей). Очевидно, что различие интенсивностей -излучения, зарегистрированных против определенных пластов, на кривых первого и второго замеров отражает количество радиоактивных изотопов, сорбированных из активированной жидкости пластами горных пород и вышедших вместе с фильтратом в их поровое пространство.

При бурении скважин на активированной промывочной жидкости создаются наилучшие условия для проникновения ее фильтрата в пласты, поскольку еще нет глинистой корки, которая препятствует такому проникновению. В этом случае проницаемые интервалы скважин характеризуются на повторных диаграммах ГК повышенными показаниями. Однако необходимость использовать промывочную жидкость такой удельной радиоактивности, чтобы -поле (искусственное) во много раз превышало естественное, связана с опасностью облучения персонала буровой бригады. Поэтому этот способ не получил широкого распространения.

Метод индикации радиоактивными изотопами наиболее эффективен при изучении нефтяных и газовых скважин. Он позволяет выделять коллекторы, определять их пористость и разделять по водо - и нефтеносности.

Определение пористости основано на том, что количество проникающего в пласт концентрированного водного раствора соляной (hсi) или серной (Н₂SO₄) кислот, активированного J¹³¹ (не сорбируется на поверхности горных пород) пропорционально их эффективной пористости.

Для расчленения коллекторов по нефте- и водонасыщенности используется различие фазовой проницаемости водо- и нефтенасыщенных пластов по отношению к активированной жидкости. Так, если в скважину закачивать активированную промывочную жидкость на водной основе, то она в большей степени проникает в водоносные пласты, чем в нефтеносные, что уверенно отражается на диаграммах ГК. Если в скважину закачивать активированную нефть, то получается обратная картина.

Большой интерес представляет этот метод при определении скорости и направления движения подземных вод и вод, нагнетаемых в пласт при разработке нефтяных и газовых МПИ. В пусковую скважину вводят радиоактивный изотоп, а в контрольных скважинах наблюдают за изменением -активности. Таким образом, по времени обнаружения и расстоянию между скважинами определяют скорость движения вод.