2.3 Нейтрон-нейтронний каротаж по теплових нейтронах (ннк-т)

Метод щільності теплових нейтронів (ННК-Т) полягає в дослідженні інтенсивності теплових нейтронів у розрізі свердловин на заданій відстані (довжині зонда) від джерела швидких нейтронів, які в результаті сповільнення породоутворюючими елементами перетворились у теплові.

Щільність теплових нейтронів визначається кількістю нейтронів, які сповільнились до теплової енергії, кількістю нейтронів, які поглинулись середовищем, а також довжиною зонда. Тому, як і в НГК, інтенсивність теплових нейтронів у ННК-Т залежить від сповільнюючої та поглинаючої властивостей гірської породи, тобто від водневого вмісту та наявності елементів з високим перетином захоплення теплових нейтронів. Вплив елементів з високим перетином захоплення теплових нейтронів обумовлений величиною перетином захоплення, а також концентрацією в гірських породах елементів, що поглинають, і не залежить від емісійної властивості останніх при захопленні теплових нейтронів. Завдяки цьому ННК-Т більш чутливий до вмісту елементів, що поглинають теплові нейтрони (хлор, бор, кадмій та інші), ніж НГК.

При проведенні ННК-Т довжини зондів можуть бути до інверсійними, інверсійними та за інверсійними.

Свердловинний прилад ННК-Т відрізняється від НГК тим, що у ньому в якості детектора використовується індикатор теплових нейтронів, а фільтром для ослаблення прямого гамма-випромінювання і нейтронного випромінювання джерела служить не один свинець, а речовини із більшим перетином захоплення швидких і теплових нейтронів, переважно використовується парафін-свинцевий екран висотою 10-15 см.

У якості індикатора щільності теплових нейтронів використовують пропорційні газорозрядні або сцинтиляційні лічильники із цинку збагаченого сіркою – ZnS(Cu) або ZnS(Ag).

Покази зондів ННК-Т залежать від водневого вмісту та за глибиною дослідження вони аналогічні зондам НГК. Оптимальною довжиною зонда ННК-Т при вивченні нафтових і газових свердловин вважається 30-40 см; вона визначає глибину дослідження 20-30 см.

2.4 Нейтрон-нейтронний каротаж по надтеплових нейтронах (ннк-нт)

Метод щільності надтеплових нейтронів (ННК-НТ) базується на реєстрації інтенсивності надтеплових нейтронів по розрізу свердловини, які виникають при опроміненні гірської породи джерелом швидких нейтронів.

Щільність надтеплових нейтронів визначається сповільнюючими властивостями середовища (водневим вмістом) і, практично, не залежить від поглинаючих властивостей (наявність елементів із високим перетином захоплення теплових нейтронів).

Щільність надтеплових нейтронів залежить і від довжини зонда. Зонди, які використовуються в ННК-НТ, поділяються на доінверсійні, інверсійні та заінверсійні. Розміри до інверсійних та інверсійних зондів на небагато менші зондів ННК-Т. Це пояснюється тим, що в ННК-НТ залежність щільності надтеплових нейтронів від водневого вмісту при різних довжинах зондів визначається тільки довжиною сповільнення теплових нейтронів, у той час як в ННК-Т вона обумовлена, крім того, коефіцієнтом дифузії, довжиною дифузії та часом життя теплових нейтронів.

Зв’язок щільності надтеплових нейтронів із водневим вмістом при різних довжинах зондів такий же, як і в НГК і ННК-Т.

Свердловинна вимірювальна апаратура ННК-НТ відрізняється від свердловинного приладу ННК-Т лічильником реєстрації нейтронів. Індикаторами надтеплових нейтронів служать пропорційні бор-фторові газорозрядні лічильники та сцинтиляційні лічильники теплових нейтронів (люмінофори типу ЛДН), оточені ззовні парафін-кадмієвим або парафін-борним фільтром. Принцип роботи таких лічильників полягає в наступному. Із навколишнього середовища на свердловинний прилад надходять нейтрони теплових і надтеплових енергій. Теплові нейтрони поглинаються кадмієм або бором, який є зовнішнім покриттям таких індикаторів. Надтеплові нейтрони, безперешкодно пройшовши зовнішній екран, сповільнюються парафіном до теплових енергій та реєструються індикатором, так само як і в ННК-Т.

Переважно при радіометричних дослідженнях розрізів свердловин використовуються за інверсійні зонди (25-40 см). Радіус дослідження ННК-НТ менший ніж в НГК і ННК-Т, тому свердловинні умови ще в більшій степені впливають на інтенсивність надтеплових нейтронів, яка реєструється.

Методи ННК-Т і ННК-НТ вільні від впливу природного γ-випромінювання та від γ-випромінювання джерела нейтронів.

Довжина зондів в цих методах вибирається 0,4-0,5 м. Для цього виду каротажу характерна мала глибина дослідження, яка залежить від властивостей порід і вмісту в них водню і дорівнює 0,2-0,3 м. Якнайменший радіус дослідження має метод ННК-НТ, оскільки область розповсюдження надтеплових нейтронів менше ніж теплових.

Нейтронні методи із стаціонарним джерелом дають можливість виділяти в розрізі свердловини: глини, щільні породи і ділянки підвищеної пористості. У експлуатаційних обсаджених свердловинах нейтронні методи застосовуються для визначення місцеположення газорідинного і водонафтового контактів.

У обсаджених свердловинах ефективність нейтронних методів знижується. Покази методу значно залежать також від мінералізації промивної рідини.