15.5 Импульсный нейтронный каротаж

15.5.1 Импульсный нейтронный каротаж (ИНК) в интегральной модификации основан на облучении скважины и породы быстрыми нейтронами от импульсного источника и измерении распределения во времени интегральной плотности тепловых нейтронов или гамма-квантов, образующихся в результате ядерных реакций рассеяния и захвата нейтронов. В зависимости от регистрируемого излучения различают: импульсный нейтрон-нейтронный каротаж по тепловым нейтронам (ИННК) и импульсный нейтронный гамма-каротаж (ИНГК). Для обоих видов каротажа измеряемыми величинами являются скорости счета во временных окнах, основными расчетными — макросечение _а захвата тепловых нейтронов в единицах захвата (е.з.), равных 10^-3 см^-1, и водонасыщенная пористость пород, в процентах.

Импульсный нейтронный каротаж применяют в обсаженных скважинах для литологического расчленения разрезов и выделения коллекторов, выявления водо- и нефтегазонасыщенных пластов, определения положений водонефтяного контакта на месторождениях нефти с минерализованными (более 20 г/л) пластовыми водами, определения газожидкостных контактов, оценки пористости пород, количественной оценки начальной, текущей и остаточной нефтенасыщенности, контроля за процессом испытания и освоения скважин.

Наиболее эффективный способ применения ИНК — выполнение повторных измерений во времени в процессе изменения насыщенности коллекторов. Такие изменения могут быть вызваны естественным расформированием зоны проникновения, обводнением пластов в ходе их выработки, целенаправленными технологическими операциями, включающими в себя закачку в породы растворов веществ с аномальными нейтронно-поглощающими свойствами.

15.5.2 Измерительный зонд (ИНК) содержит излучатель быстрых (14 МэВ) нейтронов, один или два детектора тепловых нейтронов или гамма-излучения. Точка записи — середина расстояния между излучателем и детектором, для двухзондовых приборов — середина расстояния между детекторами.

Модуль ИНК обычно комплексируют с модулями ГК и ЛМ.

15.5.2.1 Требования к измерительным зондам ИНК:

- нормируемыми метрологическими характеристиками являются макросечение захвата тепловых нейтронов (_а) и коэффициент водонасыщенной пористости (k_n), которые рассчитывают по измеренным скоростям счета импульсов;

- диапазоны определения _а и k_n - 7,4-22,2 е.з. и 1-40 % соответственно;

- среднеквадратические случайные погрешности определения _а не более ±2,5 %, k_n - не более ±2,0 % (абс.);

- систематические погрешности определений _а не более ±2,5 %, k_n - не более ±1,5 % (абс.);

- дополнительные погрешности определений макросечения захвата, вызванные изменением нейтронного выхода излучателя, температуры окружающей среды и напряжения питания - не более ±2 % для каждой изменяющейся величины;

- дополнительные погрешности определений пористости при изменениях тех же величин — не более ±1 % (абс.).

15.5.2.2 Минимальные требования к методическому и программному обеспечению заключаются в наличии алгоритмов и зависимостей: калибровочных, устанавливающих связь между макросечением захвата и пористостью, с одной стороны, и скоростью счета, с другой; поправочных, учитывающих отклонение условий измерений от стандартных (см. п. 15.1.5); программное обеспечение должно сопровождать регистрацию и обработку данных до получения конечных характеристик — _а и k_n.

15.5.3 Первичную, периодические и полевые калибровки проводят согласно требованиям эксплуатационной документации.

15.5.3.1 Периодические калибровки проводят через каждые 3 месяца эксплуатации и после ремонта прибора, включающего замену излучателя быстрых нейтронов и детекторов, с использованием трех стандартных образцов, воспроизводящих значения макроскопического сечения захвата и водонасыщенной пористости в диапазонах измерений.

В качестве одного из стандартных образцов используют емкость с пресной водой (минерализация менее 0,5 г/л), размеры которой исключают влияние среды за ее стенками и составляют не менее 1,5 м в диаметре и 2 м по высоте.

15.5.3.2 Полевые калибровки выполняют в емкости, заполненной пресной водой, перед выездом на скважину и по возвращении со скважины.

15.5.4 Скважинные исследования включают два этапа: оценочный и основной.

15.5.4.1 Оценочные измерения проводят в нижней части разреза в водонасыщенном пласте с целью проверки работоспособности прибора и наземной панели, определения скорости проведения основных измерений в зависимости от статистической погрешности измерения. Время накопления одного кванта по глубине подбирают скоростью проведения каротажа таким образом, чтобы статистические погрешности измерения _а и k_n не превышали заданный уровень, регламентируемый эксплуатационной документацией на конкретную аппаратуру.

В случае, если подъемник не обеспечивает требуемую скорость подъема прибора, определяют количество необходимых рейсов основных измерений. При однократном измерении скорость каротажа не должна превышать 150 м/ч.

15.5.4.2 Основное, повторное и контрольные измерения выполняют согласно требованиям раздела 6.

15.5.5 Основные положения контроля качества измерений регламентируются разделом 6. Дополнительный критерий:

15.5.5.1 Основные, повторные и контрольные кривые должны повторяться по конфигурации, а систематические погрешности не должны превышать ±2,5 % (отн.) для макросечения захвата нейтронов и ±1,5 % (абс.) для пористости.

15.5.6 На твердых копиях результирующие кривые _а и k_n отображают в линейном масштабе в треке Т2 (рис.1).