Лабораторная работа 1 по дисциплине Геофизические исследования скважин
 Скачать 2.45 Mb.
|
|
Цель. Ознакомление с нейтронным методом. Теоретическая часть. Нейтронными методами каротажа (НК) изучают процессы, происходящие в горных породах при их облучении потоком нейтронов. Стационарные источники нейтронов представляют собой смесь вещества, излучающего α- частицы (обычно плутония), с порошком бериллия или бора, помещенную в герметично запаянную ампулу. Образование нейтронов происходит в результате реакции α - излучения с бериллием (бором). Нейтроны, являясь электрически нейтральными, свободно проникают сквозь электронные оболочки атомов и взаимодействуют с ядрами, в результате чего теряют энергию. Различают быстрые нейтроны, надтепловые и тепловые (с энергией 0,025 эВ). Различают несколько видов нейтронного каротажа. Метод, заключающийся в облучении горных пород потоком быстрых нейтронов и регистрации гамма-излучения, возникающего в момент захвата тепловых нейтронов атомами элементов, слагающих горные породы, называют нейтронным гамма - каротажем (НГК). При этом энергия гамма - квантов зависит от того, какому элементу принадлежит ядро. Исследуя спектр энергий возникших гамма – квантов можно определять элементный состав горных пород. Метод, в основе которого лежит изучение этого спектра энергий, называют спектральным нейтронным гамма – каротажем (СНГК). Спектральный нейтронный гамма – каротаж СНГК применяется при разведке залежей рудных полезных ископаемых. Метод, при котором измеряется плотность надтепловых нейтронов, называется нейтронным каротажем по надтепловым нейтронам, тепловых нейтронов - нейтронным каротажем по тепловым нейтронам (НКТ). Общее название двух последних методов — нейтрон - нейтронный каротаж (ННК). Зонды нейтронного каротажа (НК) однотипны и состоят из источника и детектора, между которыми помещен экран (рис. 10.1). Длиной зонда является расстояние между центрами источника и детектора. Длина зонда НГК обычно составляет 60 см, НКТ – 40-50 см. Применяют также многозондовые, но чаще всего двухзондовые, установки НК. В них детекторы удалены от источника на расстояние 60-70 см (большой зонд) и 30-40 см (малый зонд). В импульсных нейтронных методах используется импульсный источник нейтронов. Импульсный нейтрон - нейтронный каротаж (ИННК) - метод, основанный на облучении горных пород импульсными потоками быстрых нейтронов и регистрации многократно рассеянных медленных нейтронов. Импульсный нейтронный гамма – каротаж (ИНГК) - метод, основанный на облучении горных пород импульсными потоками быстрых нейтронов и регистрации гамма - излучения радиационного захвата нейтронов. В импульсном нейтронном каротаже (рис. 10.2) импульсный источник нейтронов посылает в окружающую среду через промежутки времени τ кратковременный поток нейтронов - импульс в течении времени ∆τ. В промежутках между импульсами измеряется плотность нейтронов или интенсивность гамма - излучения, вызванного взаимодействием нейтронов с атомами породы, по прошествии определенного времени после окончания импульса (τз) в течение промежутка времени (∆τзам). Источником нейтронов высоких энергий является генератор нейтронов, испускающий поток быстрых нейтронов с энергией 14 МэВ.  Рис. 10.1. Двухзондовая аппаратура нейтрон - нейтронного каротажа по тепловым нейтронам (2ННК)
Показания НК зависят от содержания водорода в породе. Применяемая аппаратура нейтронного каротажа для исследования пород нефтяных и газовых месторождений создана так, что показания НК тем выше, чем меньше водорода в породе. Против: - плотных пород – высокие, - глин – низкие, - песчаников – средние, - углей – низкие, - известняков пористых – средние. Задание 1. Геолого – техническая характеристика при записи НК
Задание 2.
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «ТЮМЕНСКИЙ ИНДУСТРИАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» Институт геологии и нефтегазодобычи Кафедра прикладной геофизики ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 11 по дисциплине «Геофизические исследования скважин» Тема «Гамма – гамма метод». Выполнила студентка Данилова К. С. Группы ГИС-16-1 Дата «16» ноября 2018 г. Проверил Строянецкая Г.Е. Дата «____»__________201_ г. Оценка____________________ Тюмень ТИУ 2018 г. Цель. Ознакомление с основами гамма – гамма метода. Теоретическая часть. Если породу облучать гамма – квантами высокой энергии, то проникая в неё, они рассеиваются на электронах, входящих в состав атомов горных пород (рис. 11.1). При столкновении с электроном гамма – квант передает ему часть своей энергии. Происходит рассеяние энергии гамма - квантов. Направление движения рассеянного гамма - кванта, в общем случае, будет отличаться от изначального направления движения. Рассеяние гамма - квантов высокой энергии на электронах носит название – комптон – эффект. Вероятность рассеяния гамма - кванта пропорциональна числу электронов на пути пучка гамма - квантов. Гамма – гамма каротаж — метод исследования разрезов скважин, основанный на измерении рассеянного гамма - излучения, возникающего при облучении пород гамма - квантами средний энергии (до 1-2 МэВ). Предложен Ф. Халленбахом (ФРГ) в 1947 году. При облучении горных пород гамма - квантами энергией свыше 0.2-0.3 МэВ интенсивность рассеянного гамма - излучения определяется главным образом плотностью пород – (гамма - гамма плотностной каротаж ГГК-П), при энергии до 0.15 МэВ — атомным номером элементов горных пород (селективный гамма-гамма-каротаж). При гамма-гамма каротаже радиоизотопный источник и счётчик (детектор) гамма - излучения помещают в скважинный снаряд на некотором расстоянии друг от друга, счётчик при этом экранирован свинцово-железным фильтром так, чтобы на него попадало только рассеянное излучение (рис. 11.2). Для уменьшения влияния прослоя воды между породой и корпусом скважинного прибора зонды прижимаются к стенке скважины. Чтобы улучшить параметры измерительной установки излучение коллимируется, т. е. направляется от источника в породу и из нее к детектору под заданным углом с помощью свинцовых экранов с окнами Расстояние между источником и детектором называется длиной зонда L. Точка записи О находится по середине между источником и приёмником (детектором). При облучении породы гамма - квантами высокой энергии часть из них попадает в детектор и регистрируется. Чем больше электронов в единице объема вещества (чем больше плотность пород), тем меньше гамма - квантов приходит к детектору. Интенсивность рассеянного гамма- излучения может быть записана в имп/мин, но обычно в единицах плотности (г/см3). Это позволяет по значению плотности пород определять их пористость и расчленять разрезы скважин на коллекторы и неколлекторы. Наличие двух зондов в аппаратуре гамма – гамма каротажа разной длины позволяет максимально снизить влияние глинистой корки на регистрируемую объемную плотность горных пород. Для регистрации кривых гамма – гамма каротажа используется аппаратура СГП-2, ДРСТ и другая. Аппаратура типа ДРСТ состоит из двухканального скважинного прибора и наземной части, включающей панель управления и блок питания. Скважинный прибор представляет собой двухканальный сцинтилляционный радиометр, имеющий два измерительных канала (рис. 11.3). Один из них служит для регистрации кривых ГК, а второй (со сменными детекторами) — кривых ГГК и НК.
В канале ГК со счетчика 1 импульсы поступают на усилитель 2 и далее на амплитудный дискриминатор 3, который на фоне соответственных шумов ФЭУ и других помех выделяет полезные сигналы, формируя их по длительности, оптимальной для передачи по кабелю (40 мкс) через смеситель 7 и выходной каскад 8. В канале ГГК со счетчика 1' импульсы поступают на усилитель 2' и далее на амплитудный дискриминатор 3'. С целью уменьшения времени и увеличения скорости счета в канале длительность импульсов, формируемых дискриминатором, выбрана равной 10 мкс. Далее импульсы поступают на триггер 5, осуществляющий пересчет на два, и нормализатор 6, формирующий их по длительности и амплитуде для передачи по кабелю. С выхода нормализатора импульсы отрицательной полярности поступают на смеситель 7 и далее на кабель через выходной каскад 8. В смесителе происходит смешивание сигналов, поступающих с обоих каналов. Кроме того, он выполняет роль блокирующего устройства, в котором импульсы с более ценной информацией имеют преимущественное прохождение. Так, при одновременном приходе импульсов от обоих каналов на выходной каскад проходит только импульс ГГ, а импульс канала ГГК полностью подавляется. Преимущественное прохождение импульсов канала ГК вызвано тем, что от канала ГК поступает, как правило, намного меньше информации, чем от канала ГГК, следовательно, влияние канала ГК на ГГК составляет доли процента. Выходной каскад 8, представляющий собой катодный повторитель с трансформаторным выходом, служит для усиления выходных сигналов и согласования выходного сопротивления скважинного прибора с сопротивлением кабеля. Поступающие в кабель импульсы имеют одинаковую длительность, но разную полярность. Импульсы, проходящие от двух каналов прибора, во входном блоке измерительной наземной панели ИП разделяются и после соответствующей обработки в панели информации регистрируются. Гамма-гамма каротаж используется для расчленения разреза скважины по плотности, выделения пористых пород как возможных коллекторов нефти и газа, детального расчленения угленосных толщ, количественной оценки зольности и теплотворной способности углей, выявления рудных тел (железных руд) и скоплений тяжёлых элементов. Задание 1. Геолого – техническая характеристика при записи ГГК-П (кривая плотности)
Задание 4.
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «ТЮМЕНСКИЙ ИНДУСТРИАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» Институт геологии и нефтегазодобычи Кафедра прикладной геофизики ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 12 по дисциплине «Геофизические исследования скважин» Тема «Акустический каротаж». Выполнила студентка Данилова К. С. Группы ГИС-16-1 Дата «23» ноября 2018 г. Проверил Строянецкая Г.Е. Дата «____»__________201_ г. Оценка____________________ Тюмень ТИУ 2018 г. |
