15.4 Нейтронный каротаж

15.4.1 Нейтронный каротаж (НК) основан на облучении скважины и пород нейтронами от стационарного ампульного источника и измерении плотностей потоков надтепловых и тепловых нейтронов и (или) гамма-квантов, образующихся в результате ядерных реакций рассеяния и захвата нейтронов. Измеряемая величина — скорость счета в импульсах в минуту (имп/мин); расчетная величина — водородосодержание пород в стандартных условиях (см. п. 15.1.5) в процентах.

В зависимости от регистрируемого излучения различают: нейтронный каротаж по надтепловым нейтронам — ННК-НТ; нейтронный каротаж по тепловым нейтронам — ННК-Т; нейтронный гамма-каротаж — НГК. Первые два вида исследований выполняют, как правило, с помощью компенсированных измерительных зондов, содержащих два детектора нейтронов; НГК — однозондовыми приборами, содержащими источник нейтронов и один детектор гамма-излучения.

Нейтронный каротаж применяют в необсаженных и обсаженных скважинах с целью литологического расчленения разрезов, определения емкостных параметров пород (объемов минеральных компонент скелета и порового пространства), выделения газожидкостного и водонефтяного контактов, определения коэффициентов газонасыщенности в прискважинной части коллектора.

15.4.2 Областями эффективного применения НК при определении пористости и литологическом расчленении разреза являются:

- для ННК-НТ — породы с любым водородосодержанием, любыми минерализациями пластовых вод С_пл и промывочной жидкости С_пж (в том числе с любой контрастностью С_пл и С_пж в зоне исследования метода), при невысокой кавернозности ствола скважины;

- для ННК-Т - породы с любым водородосодержанием, невысокими С_пл и С_пж (меньше 50-70 г/л NaCl) и слабой контрастностью С_пл и С_пж,

- для НГК — породы с низким (меньше 8-12 %) водородосодержанием и любыми С_пл и С_пж, а также породы со средним (8-20 %) водородосодержанием, если С_пл и С_пж не превышают 100 г/л.

Областями эффективного применения НК при выделении газоносных пластов, газожидкостного контакта, определении коэффициента газонасыщенности являются:

- для ННК-НТ - породы с любым водородосодержанием при диаметре скважины, не превышающем 200 мм;

- для ННК-Т - породы с водородосодержанием более 10 % при диаметре скважины, не превышающем 250 мм;

- для НГК - породы с водородосодержанием менее 20 %.

15.4.3 Измерительный зонд НК содержит ампульный источник нейтронов и один или два (и более) детектора нейтронов (надтепловых или тепловых) или гамма-излучения. Точка записи — середина расстояния между источником и детектором для однозондовых приборов и середина между двумя детекторами для компенсированных (двухзондовых) приборов.

Модуль НК комплексируется с другими модулями без ограничений.

15.4.3.1 Требования к измерительным зондам НК:

- нормируемой метрологической характеристикой служит водонасыщенная пористость горных пород, которую рассчитывают по измеренным скоростям счета импульсов;

- диапазон определения водонасыщенной пористости — 1-40 %;

- предел допускаемой основной относительной погрешности определений за время набора 10000 импульсов — не более ±[4,2+2,3(40/k_n - 1)] %;

- предел допускаемой основной относительной погрешности определений для режима исследования (скорость 400 м/ч, толщина пласта 1 м) за время 10 с — не более ±[6,3+2,3(40/k_n - 1)] %;

- допускаемая дополнительная погрешность определения, вызванная изменением температуры в скважине, не должна превышать 0,1 значения основной погрешности на каждые 10 °С относительно стандартного значения, равного 20 °С;

- дополнительная погрешность определения, вызванная изменением напряжения питания на ±10 %, — не более 0,2 значения основной погрешности.

15.4.3.2 Минимальные требования к методическому обеспечению заключаются в наличии зависимостей: калибровочных, устанавливающих связь между пористостью и скоростями счета каждого зонда в стандартных условиях измерений (см. п. 15.1.5); поправочных, учитывающих отклонение условий измерений от стандартных и влияние фона естественного гамма-излучения пород (последнее — только для НГК).

15.4.4 Первичную, периодические и полевые калибровки, а также исследования в скважинах ведут согласно общим требованиям раздела 6.

15.4.4.1 Основным образцовым средством первичной и периодической калибровок является поверочная установка УП-НК, содержащая три имитатора пористого пласта (ИПП), и емкость с пресной водой.

15.4.4.2 Скорость каротажа регламентируется эксплуатационной документацией на конкретный прибор (аппаратуру), при этом зонды, аттестованные как средства измерения водонасыщенной пористости пород, должны обеспечивать определение последней (в расчете на толщину пласта 1 м) с погрешностью не более ±[6,3+2,3(40/k_n - 1)] %.

Рекомендуемая скорость каротажа в терригенном разрезе — до 250 м/ч. в карбонатном — до 450 м/ч.

15.4.5 Основные положения контроля качества измерений регламентируются разделом 6. Дополнительные критерии:

15.4.5.1 Расхождения между основным, повторным и контрольным измерениями для регистрируемых параметров в интервалах длиной не менее 10 м (при отсутствии заметного желобообразования ствола скважины) не должны превышать ±4 % для общих и ±3 % для детальных исследований.

15.4.5.2 Для компенсированных зондов в пластах с известным литотипом пород и толщиной более 3-5 м значения пористости, рассчитанные по показаниям короткого и длинного зондов и по отношению этих показаний, должны воспроизводиться с абсолютной погрешностью ±1 % (единицах пористости).

15.4.6 На твердых копиях кривую водородосодержания отображают в линейном масштабе в треке Т2 (рис. 1).