Скважинное устройство с двумя зондами из нескольких детекторов



Скважинное устройство с двумя зондами из нескольких детекторов
Скважинное устройство с двумя зондами из нескольких детекторов
Скважинное устройство с двумя зондами из нескольких детекторов
Скважинное устройство с двумя зондами из нескольких детекторов

Владельцы патента RU 2574414:

Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им. Н.Л. Духова" (ФГУП "ВНИИА") (RU)

Использование: для регистрации нейтронного и гамма-излучений, применяемых для измерения ядерно-физических характеристик породы при каротаже нефтяных и газовых скважин. Сущность изобретения заключается в том, что скважинное устройство с двумя зондами из нескольких детекторов, включающее в себя корпус, внутри которого находится по крайней мере один источник излучения, первый из зондов содержит более одного детектора, расположенных равномерно по углу вдоль окружности в плоскости, перпендикулярной оси скважинного устройства, второй зонд содержит как минимум один детектор, смещенный вдоль оси скважинного устройства относительно первого зонда и повернутый вокруг оси скважинного устройства относительно детекторов первого зонда, число детекторов во втором зонде составляет не менее двух, в каждом зонде детекторы располагаются параллельно оси скважинного устройства, а детекторы в зондах повернуты вокруг оси скважинного устройства по отношению друг к другу так, что минимальное угловое расстояние φ между двумя соседними проекциями детекторов из первого и второго зондов на плоскость, перпендикулярную оси скважинного устройства, составляет: где N1 и N2 - число детекторов в первом и во втором зондах, k - наименьший общий делитель для чисел N1 и N2. Технический результат: уменьшение погрешности измерения интенсивности излучения за счет использования оптимального количества и расположения детекторов в случае асимметричного расположения скважинного устройства в скважине. 3 ил., 1 табл.

 

Изобретение относится к устройствам каротажа нефтяных и газовых скважин и, в частности, к устройствам регистрации нейтронного и гамма-излучений, применяемых для измерения ядерно-физических характеристик породы, и может использоваться при создании двухзондовых скважинных устройств.

В настоящее время для детальных геологических исследований, проводимых в скважинах, широко используются ядерно-физические методы. К ним относятся, в частности, методы нейтронного каротажа, основанные на применении в качестве источника зондирующего излучения нейтронных источников: ампульных или нейтронных генераторов, излучающих быстрые нейтроны. При этом нейтронные генераторы могут быть непрерывного действия или импульсными.

К наиболее информативным методам нейтронного каротажа относится метод импульсного нейтронного каротажа (ИНК), сущность которого заключается в следующем.

В скважину спускают нейтронный генератор, который периодически в течение коротких (несколько мкс) интервалов времени облучает породу вокруг скважины потоком быстрых нейтронов с энергией 14 МэВ. Эти нейтроны распространяются в исследуемой породе практически изотропно, претерпевая при этом упругие и неупругие рассеяния на атомных ядрах породы.

В результате упругого рассеяния быстрые нейтроны замедляются и постепенно приходят в тепловое равновесие с породой. Расстояние от мишени нейтронного генератора, на котором наступает тепловое равновесие, зависит от свойств породы и, в значительной степени, от количества содержащихся в ней водородосодержащих веществ. Тепловые нейтроны диффундируют во все стороны и постепенно поглощаются атомами, входящими в состав породы, излучая гамма-кванты радиационного захвата.

Неупругое рассеяние быстрых нейтронов приводит к образованию гамма-квантов неупругого рассеяния, излучаемых во время нейтронных импульсов. Энергия этих гамма-квантов характерна для каждого элемента. Так в результате неупругого рассеяния на ядрах углерода (С) образуется гамма-кванты с энергий 4,43 МэВ, на ядрах кислорода - 6,13 МэВ. Количество гамма-квантов, зарегистрированных в определенных энергетических областях, пропорционально концентрации элементов, испускающих данные гамма-кванты.

Регистрация тепловых и/или эпитепловых нейтронов, а также гамма-квантов неупругого рассеяния и радиационного захвата позволяет определить нейтронную пористость, плотность и состав породы. Эти характеристики используются для определения характера насыщения пластов (нефть, вода), их фильтрационно-емкостных свойств и коэффициента нефтенасыщенности.

Расстояние между мишенью нейтронного генератора и детектором (длина зонда) влияет на размер исследуемой области вокруг скважины (глубинность зондирования) и величину измеряемого эффекта, связанного с ядерно-физическими характеристиками породы. С увеличением длины зонда глубинность сначала возрастает, затем достигает некоторого максимального значения и затем начинает уменьшаться. Такое поведение глубинности обусловлено тем, что величина потока регистрируемых детектором тепловых нейтронов или гамма-квантов определяется ослаблением в породе, во-первых, быстрых нейтронов источника, распространяющихся в породе, и, во-вторых, ослаблением регистрируемого вторичного излучения.

Другим широко применяемым ядерно-физическим методом является гамма-гамма каротаж (ГГК). В случае ГГК порода внутри скважины облучается гамма-квантами изотопного источника, в качестве которого обычно используется Cs-137, и регистрируется обратно рассеянное излучение.

Вследствие того, что по мере удаления от оси скважины порода вокруг скважины имеет переменный состав и плотность, для определения радиального распределения ее свойств в настоящее время используется несколько зондов различной длины. Длина нейтронных и гамма-зондов достигает нескольких десятков сантиметров.

Из-за разности диаметров скважинного устройства и скважины между их стенками имеется полость, размер которой различен в различных азимутальных направлениях и меняется в процессе каротажа случайным образом. Это приводит к изменению счета детектора зонда, не связанному с характеристиками породы вокруг скважины. Для учета влияния полости используются зонды, содержащие несколько детекторов, расположенных равномерно по окружности вокруг оси скважинного устройства. При этом для каждого детектора зонда вычисляется параметр асимметрии с использованием следующего выражения (заявка на патент US 2013/0187035, МПК: G01V 5/08, G01V 5/10, 2013 г.):

где A(i) - параметр асимметрии i-го детектора зонда, N - число детекторов в зонде, С(i) - скорость счета i-го детектора зонда, ∑C(i) - сумма скоростей счета по всем N детекторам зонда.

Параметр асимметрии позволяет определить положение скважинного устройства относительно стенок скважины и произвести коррекцию счета детектора с учетом этого положения. Очевидно, что детекторы зонда на всей их длине должны быть расположены на одном расстоянии от оси скважинного устройства, т.е. параллельно оси скважинного устройства, чем больше число детекторов в зонде N (чем меньше угловое расстояние между детекторами) и чем больше число зондов при условии, что зонды повернуты относительно друг друга так, что детекторы из всех зондов находятся при различных угловых положениях относительно оси скважинного устройства, тем точнее выполняется коррекция счета детекторов.

Известно скважинное устройство, описанное в работе: Nicole Reichel, Mike Evans, Francoise Alloioli, et al., "Neutron-Gamma Density (NGD): Principles, Field Test Results and Log Quality Control of a Radioisotope-Free Bulk Density Measurement" (SPWLA 53rd Annual Logging Symposium, June 16-20, 2012; http://www.slb.corn/~/media/Files/drilling/technical_papers/spwla2012_ngd_neoscope.pdf), содержащее нейтронный источник с мониторным детектором, вольфрамовый защитный фильтр, нейтронные зонды, включая детекторы тепловых и эпитепловых нейтронов, а также гамма-зонды. Аналог.

Недостатком аналога является повышенная погрешность измерений, обусловленная неоптимальным количеством и расположением детекторов в случае асимметричного расположения скважинного устройства в скважине.

Известно «Скважинное устройство, включающее азимутально расположенные детекторы излучения», содержащее корпус, располагаемый в скважине большего диаметра с зазором, по крайней мере один источник излучения, набор детекторов, расположенных равномерно по углу относительно оси скважинного устройства на расстоянии от генератора нейтронов, как минимум один дополнительный детектор, смещенный вдоль оси скважинного устройства относительно набора детекторов и повернутый относительно детекторов набора вокруг оси скважинного устройства, контроллер детекторов, служащий для определения по крайней мере одной характеристики породы вокруг скважины с учетом зазора. Заявка на патент US 2013/0187035, МПК: G01V 5/08, G01V 5/10, 2013. Прототип.

Недостатком прототипа является наличие погрешности измерения интенсивности излучения, обусловленной неоптимальным количеством и расположением детекторов в случае асимметричного расположения скважинного устройства в скважине.

Техническим результатом изобретения является уменьшение погрешности измерения интенсивности излучения за счет использования оптимального количества и расположения детекторов в случае асимметричного расположения скважинного устройства в скважине.

Технический результат достигается тем, что скважинное устройство с двумя зондами из нескольких детекторов, включающее в себя корпус, внутри которого находится по крайней мере один источник излучения, первый из зондов содержит более одного детектора, расположенных равномерно по углу вдоль окружности в плоскости, перпендикулярной оси скважинного устройства, второй зонд содержит как минимум один детектор, смещенный вдоль оси скважинного устройства относительно первого зонда и повернутый вокруг оси скважинного устройства относительно детекторов первого зонда, число детекторов во втором зонде составляет не менее двух, в каждом зонде детекторы располагаются параллельно оси скважинного устройства, а детекторы в зондах повернуты вокруг оси скважинного устройства по отношению друг к другу так, что минимальное угловое расстояние φ между двумя соседними проекциями детекторов из первого и второго зондов на плоскость, перпендикулярную оси скважинного устройства, составляет:

где N1 и N2 - число детекторов в первом и во втором зондах, k - наименьший общий делитель для чисел N1 и N2.

Сущность изобретения поясняется на Фиг. 1, 2, 3 и в Таблице.

На Фиг. 1 приведен пример скважинного устройства, содержащего два зонда с числом детекторов N1=3 (сечение А-А, дальний зонд) и N2=8 (сечение Б-Б, ближний зонд), где:

1 - корпус скважинного устройства;

2 - стенка скважины;

3 - источник излучения;

4 - область источника излучения, из которой выходит излучение;

5, 6 - детекторы, входящие в состав ближнего и дальнего зондов;

7 - полость между корпусом скважинного устройства и стенкой скважины;

8 - зазор между корпусом источника излучения и корпусом скважинного устройства.

Система перемещения скважинного устройства в скважине и электронные блоки устройства на Фиг. 1 не показаны.

Фиг. 2 показывает проекции произвольно выбранных детекторов ближнего и дальнего зондов на плоскость, перпендикулярную оси скважинного устройства, и поясняет их зависимость от расстояния r между осью скважины O1 и осью скважинного устройства О2, а также от углов θ1 или θ2 между радиусом, определяющим положение детектора 5 или детектора 6 на окружности 9, и диаметром скважины, проходящем через центр окружности 9.

На Фиг. 3 изображена зависимость относительного стандартного отклонения для углового расстояния между соседними проекциями детекторов из первого и второго зондов на плоскость, перпендикулярную оси скважинного устройства, от углового расстояния между двумя соседними проекциями детекторов при разном количестве детекторов в зондах: N1=3 и N2=2. Из Фиг. 3 видно, что минимальный угол, при котором относительное стандартное отклонение для углового расстояния между соседними проекциями детекторов из первого и второго зондов принимает минимальное значение, равное, примерно, 0.55, составляет 30°.

В таблице приведены значения минимального угла между двумя соседними проекциями детекторов из первого и второго зондов на плоскость, перпендикулярную оси скважинного устройства, соответствующие минимальному значению относительного стандартного отклонения для углового расстояния между соседними проекциями детекторов.

Скважинное устройство содержит корпус 1, внутри которого соосно располагается источник 3 излучения с областью 4, из которой выходит излучение. Между корпусом источника излучения и корпусом скважинного устройства имеется зазор 8, в котором располагаются детекторы 5 ближнего зонда и детекторы 6 дальнего зонда.

В общем случае ось скважинного устройства не совпадает с осью скважины. Вследствие этого между стенкой 2 скважины и корпусом 1 имеется полость 7, размер которой зависит от азимутального угла по отношению к оси корпуса 1.

Показания произвольно выбранного детектора 5 ближнего зонда или детектора 6 дальнего зонда зависят от положения скважинного устройства в скважине и от положения этого детектора в скважинном устройстве (Фиг. 2). Положение скважинного устройства в скважине определяется расстоянием r между осью скважины O1 и осью скважинного устройства O2. Положение произвольно выбранного детектора 5 ближнего зонда или детектора 6 дальнего зонда в скважинном устройстве определяется углами θ1 или θ2 между положением детектора 5 ближнего зонда или детектора 6 дальнего зонда на окружности 9 и диаметром скважины, проходящем через центр окружности 9. Параметры r и θ определяют интенсивность излучения, падающего на породу вокруг скважины, и интенсивность вторичного излучения, выходящего из породы и падающего на поверхность детектора, т.е. скорости счета и, согласно формуле (1), определяют значения параметра асимметрии для детекторов обоих наборов.

Детекторы 5 ближнего зонда и детекторы 6 дальнего зонда на всей их длине должны быть расположены на одном расстоянии от оси скважинного устройства, т.е. параллельны оси скважинного устройства, и равномерно распределены по углу (угловое расстояние между соседними детекторами должно быть постоянным) вдоль окружности 9 в плоскости, перпендикулярной оси скважинного устройства. В противном случае параметр асимметрии может рассчитываться неправильно.

Каждый из зондов должен содержать не менее двух детекторов. Это условие обусловлено тем, что показания зонда, содержащего один детектор, зависят не только от углового положения детектора относительно оси скважинного устройства, но и от расстояния до области 4, в частности, из-за возможного изменения состава породы вокруг скважины вдоль ее оси. В случае осевой симметрии состава породы вокруг скважины параметр асимметрии - это единственный параметр, зависящий от положения детектора в скважине. Для его расчета требуется, как минимум, два детектора (в случае одного детектора в зонде параметр асимметрии, вычисленный по формуле (1), всегда равен единице).

Для определения положения скважинного устройства в скважине и коррекции счета детекторов в зонде значения параметра асимметрии {A(i)}, вычисленные по формуле (1) для детекторов рассматриваемого зонда, упорядочиваются, например, в возрастающем порядке и сравниваются с упорядоченными значениями параметра асимметрии {Ar,θ(i)}, полученными расчетным путем для разных значений r и θ в выбранном заранее интервале их значений. Интервал значений r и θ зависит от диаметров скважинного устройства и скважины, количества детекторов в зонде, требуемой точности коррекции счета детекторов. Из массива рассчитанных наборов параметра асимметрии {Ar,θ(i)} находится тот, для которого наблюдается минимальное различие с измеренным набором {A(i)}, например минимальна сумма квадратов разности значений в двух наборах. Значения rопт и θопт, при которых различие минимально определяют положение скважинного устройства в скважине.

В предположении осевой симметрии состава породы вокруг скважины значения rопт и θопт определяются тем точнее, чем больше угловых положений занимают детекторы на окружности 9 вокруг оси скважинного устройства и чем равномернее по углу они расположены. Точность определения положения скважинного устройства повышается при вычислении параметра асимметрии для детекторов из обоих зондов. Наибольшая равномерность расположения детекторов из обоих зондов на окружности 9 достигается при условии минимального относительного стандартного отклонения для углового расстояния между двумя соседними проекциями детекторов из первого и второго зондов на плоскость, перпендикулярную оси скважинного устройства, которое вычисляется по известной из теории ошибок формуле.

Из Фиг. 3 видно, что при N1=3 и N2=2 минимальное угловое расстояние между соседними детекторами из первого и второго зондов φмин (угол поворота одного зонда относительно другого), обеспечивающее минимальное значение относительного стандартного отклонения для углового расстояния между двумя соседними проекциями детекторов из первого и второго зондов, составляет 30° и совпадает со значением φ, полученным по формуле (2) при k=1.

В таблице (см. в конце описания) приведены значения φмин, рассчитанные аналогично примеру, приведенному на Фиг. 3, при различном числе детекторов в первом и втором зондах в диапазоне от 2 до 10. Все приведенные в таблице значения совпадают со значениями, полученными по формуле (2).

Источник 3 излучения является источником зондирующего излучения. В качестве источника 3 излучения могут применяться управляемые нейтронные и рентгеновские генераторы или изотопные источники. В случае применения нейтронного и рентгеновского генератора источник 3 излучения подключен к блоку питания и блоку управления его работой (на Фиг. 1 не указаны), соединенному с процессором скважинного устройства.

Детекторы 5 ближнего зонда и детекторы 6 дальнего зонда подключают к блокам регистрации (на Фиг. 1 не показаны). В случае гамма-детекторов в блок регистрации входят: многоканальный усилитель-дискриминатор, амплитудный анализатор импульсов или счетчик импульсов. В случае нейтронных детекторов в блок регистрации входят: многоканальный усилитель-дискриминатор и счетчик импульсов.

Выход блока регистрации подключен к процессору скважинного устройства (на Фиг. 1 не показан), который может быть соединен посредством модема и кабеля с главным процессором, входящим в состав наземной аппаратурой.

Работу устройства рассмотрим на примере источника 3 излучения в виде генератора 14 МэВ нейтронов.

Скважинное устройство работает следующим образом.

На электронные блоки скважинного устройства подается электрическое питание. С главного процессора, входящего в состав наземной аппаратуры, с помощью модема и процессора скважинного устройства в скважинное устройство пересылаются установочные данные о режиме работы его электронных блоков. Генератор 14 МэВ нейтронов начинает работать в частотном режиме. Во время нейтронного импульса область 4 излучает в окружающую породу практически изотропно 14 МэВ нейтроны, которые последовательно проходят через корпус 3 генератора 14 МэВ нейтронов, зазор 8, корпус 1 скважинного устройства, полость 7, стенку 2 и попадают в породу вокруг скважины.

Распространяясь в породе вокруг скважины, 14 МэВ нейтроны претерпевают упругие и неупругие рассеяния на атомных ядрах. В результате образуются тепловые и эпитепловые нейтроны, гамма-кванты неупругого рассеяния и радиационного захвата, которые распространяются во все стороны и частично попадают на нейтронные или гамма-детекторы 5 ближнего набора и детекторы 6 дальнего набора, находящиеся от оси устройства на расстоянии, равном радиусу окружности 9.

Детекторы 5 ближнего зонда и детекторы 6 дальнего зонда в зависимости от их устройства регистрируют тепловые или эпитепловые нейтроны, или гамма-кванты. При этом гамма-кванты радиационного захвата регистрируются в промежутках между нейтронными импульсами, а гамма-кванты неупругого рассеяния регистрируются во время нейтронных импульсов.

Электрические импульсы с детекторов 5 ближнего зонда и детекторов 6 дальнего зонда поступают на вход блока регистрации и далее в цифровом виде поступают в процессор скважинного устройства. В процессоре скважинного устройства данные, полученные с блока регистрации, используют для вычисления набора параметра асимметрии по формуле (1), вычисленный набор параметра асимметрии программным образом сравнивают с наборами, полученными расчетным путем для различных r и θ и заложенными в память процессора скважинного устройства, находят значения параметров rопт и θопт, производят соответствующую этим значениям коррекцию счетов детекторов 5 ближнего зонда и детекторов 6 дальнего зонда, полученные данные передают посредством модема и кабеля в наземную аппаратуру.

В наземной аппаратуре с помощью главного процессора и специального программного обеспечения производится вычисление характеристик породы, усредненных по областям, находящимся на различных расстояниях от стенок скважины. Полученная информация о характеристиках породы используется для определения характера насыщения пластов (нефть, вода), их фильтрационно-емкостных свойств и коэффициента нефтенасыщенности.

Скважинное устройство с двумя зондами из нескольких детекторов, включающее в себя корпус, внутри которого находится по крайней мере один источник излучения, первый из зондов содержит более одного детектора, расположенных равномерно по углу вдоль окружности в плоскости, перпендикулярной оси скважинного устройства, второй зонд содержит как минимум один детектор, смещенный вдоль оси скважинного устройства относительно первого зонда и повернутый вокруг оси скважинного устройства относительно детекторов первого зонда, отличающееся тем, что число детекторов во втором зонде составляет не менее двух, в каждом зонде детекторы располагаются параллельно оси скважинного устройства, а детекторы в зондах повернуты вокруг оси скважинного устройства по отношению друг к другу так, что минимальное угловое расстояние φ между двумя соседними проекциями детекторов из первого и второго зондов на плоскость, перпендикулярную оси скважинного устройства, составляет:

где N 1 и N 2 - число детекторов в первом и во втором зондах, k - наименьший общий делитель для чисел N 1 и N 2.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области регистрации ионизирующих излучений и может быть использовано при создании радиационных детекторов. Цилиндрический позиционно-чувствительный детектор содержит множество сцинтилляторов, разделенных отражающим материалом, помещенным между сцинтилляторами, каждый сцинтиллятор находится в оптическом контакте с фотоприемником, при этом сцинтиллятор состоит из одного или нескольких цилиндрических наборов, составленных из сцинтиллирующих волокон, обеспечивающих регистрацию нейтронного или гамма-излучения, сцинтиллирующие волокна снабжены светоотражающими оболочками и светонепроницаемыми покрытиями, противоположные торцы сцинтиллирующих волокон соединены посредством оптических соединителей с двумя волоконными световодами, находящимися с противоположной стороны в оптическом контакте с двумя матричными фотоприемниками, число фоточувствительных элементов в каждом из которых равно или больше числа сцинтиллирующих волокон.

Изобретение относится к ядерной геофизики и служит для оценки плотности цементного камня скважин подземных хранилищ газа (ПХГ) в процессе их эксплуатации без подъема насосно-компрессорных труб (НКТ).

Использование: для определения текущей нефтенасыщенности пластов-коллекторов, пересеченных скважиной. Сущность изобретения заключается в том, что согласно способу выполняют периодическое облучение горных пород импульсами генератора быстрых нейтронов, регистрацию гамма-излучения неупругого рассеяния (ГИНР) нейтронов и гамма-излучения радиационного захвата (ГИРЗ) тепловых нейтронов детектором гамма-излучения в реальном режиме времени при непрерывном перемещении скважинного прибора и заданном шаге квантования по глубине характеризуется тем, что перед процессом измерений дополнительно определяют оптимальную длительность импульса.

Использование: для определения плотности подземных пластов. Сущность изобретения заключается в том, что определение плотности подземного пласта, окружающего буровую скважину, производят на основании измерения гамма-излучения, возникающего в результате облучения пласта ядерным источником в корпусе прибора, расположенного в буровой скважине, и измерения потока гамма-излучения в корпусе прибора при двух различных расстояниях детекторов от источника, при этом способ содержит определение по существу прямолинейного соотношения между измерениями потоков гамма-излучения при каждом отличающемся расстоянии детекторов применительно к плотности пласта в случае отсутствия отклонения корпуса прибора; определение соотношения, устанавливающего девиацию плотности за счет отклонения прибора, определяемой на основании измерений измеряемого потока гамма-излучения при двух различных расстояниях детекторов, по плотности, вычисляемой на основании прямолинейных соотношений; и для данной пары измерений потока гамма-излучения при различных расстояниях детекторов определение пересечения соотношения, устанавливающего девиацию, с прямолинейным соотношением с тем, чтобы обозначить плотность пласта, окружающего буровую скважину; при этом источник представляет собой нейтронный источник, а гамма-излучение, измеряемое в корпусе прибора, представляет собой наведенное нейтронами гамма-излучение, являющееся результатом нейтронного облучения пласта.

Использование: для измерения пористости методом нейтронного каротажа. Сущность изобретения заключается в том, что представлены система, способ и прибор для определения значений пористости подземного пласта, скорректированных с учетом влияния скважины.

Использование: для определения состояния продуктивного пласта импульсным нейтронным методом. Сущность изобретения заключается в том, что перемещают каротажный прибор по стволу скважины, генерируют импульсно-периодический поток быстрых нейтронов в скважине, осуществляют временной анализ плотности потока тепловых нейтронов на каждом кванте глубины, на которые разбивается пласт, определяют значения фоновых декрементов спада плотности тепловых нейтронов, при этом закачивают в скважину под давлением раствор-реагент, содержащий соединения элементов с аномально высоким макросечением радиационного захвата нейтронов, вторично определяют значения декрементов спада плотности тепловых нейтронов, генерируют в скважине ультразвуковое излучение, воздействуют этим излучением на пласт, после чего снова определяют значения декрементов спада плотности тепловых нейтронов по выполнению соответствующей системы неравенств, содержащих значения декрементов, полученные на трех этапах измерений.

Использование: для измерения пористости. Сущность изобретения заключается в том, что нейтронный скважинный прибор для определения пористости включает источник нейтронов, устройство контроля нейтронов, детектор нейтронов и схему обработки данных.

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано для определения насыщения флюидом порового пространства пород исследуемых пластов. Способ определения насыщения водой в подземном пласте включает в себя определение глубины проникновения в пласт на основании множества измерений, выполняемых в стволе скважины, пробуренном сквозь пласт.

Использование: для определения коэффициента нефтегазонасыщенности. Сущность: заключается в том, что выполняют измерения методом ИНК и расчет макроскопического сечения поглощения тепловых нейтронов горной породы, определяют по комплексу ГИС макрокомпонентный состав пород, включая пористость, при этом для расчета макроскопического сечения поглощения тепловых нейтронов пластовой водой и углеводородами используют их элементный состав и плотность, а сам расчет углеводородонасыщенности осуществляют по определенной зависимости, при этом для расчета макроскопических сечений поглощений тепловых нейтронов макрокомпонентами, образующими твердую фазу пород, дополнительно подготавливают коллекцию образцов керна из опорных скважин, на которой проводят измерения минерального, элементного состава образцов и потери веса образца при нагревании, формируют минерально-компонентную модель породы и рассчитывают макроскопические сечения поглощения тепловых нейтронов для каждой макрокомпоненты, образующей твердую фазу породы.

Использование: для каротажа скважины с помощью нейтронно-индуцируемого гамма-излучения. Сущность: заключается в том, что скважинный инструмент содержит источник нейтронов, сконфигурированный для излучения нейтронов согласно схеме формирования импульсов, причем схема формирования импульсов включает в себя задержку между двумя импульсами, причем задержка является достаточной, чтобы, по существу, все события захвата нейтронов, обусловленные излученными нейтронами, могли прекратиться, и причем задержка больше или равна приблизительно 1 с, детектор гамма-излучения, сконфигурированный для регистрации гамма-излучения активации, вырабатываемого, когда элементы, активированные излученными нейтронами, распадаются до нерадиоактивного состояния.

Использование: для бесконтактного измерения плотности вещества с помощью нейтронного и гамма-излучения. Сущность изобретения заключается в том, что устройство для радиационного измерения плотности включает в себя источник излучения, находящийся на оси блока радиационной защиты и имеющий возможность менять положение с помощью устройства перемещения, сцинтилляционные детекторы со сцинтилляторами, расположенными в одной плоскости в форме соосных с источником излучения и блоком радиационной защиты вставленных друг в друга колец, при этом в качестве источника излучения используется электронный генератор импульсного излучения быстрых нейтронов, подключенный к блоку управления, сцинтилляторы в кольцах дополнительно разбиты на равные угловые сектора, количество угловых секторов составляет не менее двух, каждый из угловых секторов содержит сцинтилляторы для регистрации одного или нескольких видов излучений: эпитепловых или тепловых нейтронов, а также гамма-излучения, сцинтилляторы в кольцах и угловых секторах расположены по отношению друг к другу с зазором, сцинтилляторы, предназначенные для регистрации разных видов излучения, располагаются в каждом кольце чередующимся образом, сцинтилляторы, предназначенные для регистрации определенного вида излучения, располагаются в смежных кольцах по одному радиусу, фотоприемные устройства сцинтилляционных детекторов эпитепловых и/или тепловых нейтронов подключены к временным анализаторам, а фотоприемные устройства сцинтилляционных детекторов гамма-излучения подключены к амплитудным анализаторам, выходы амплитудных и временных анализаторов, а также блок управления подключены к процессору. Технический результат: обеспечение возможности измерения азимутального распределения плотности исследуемого вещества. 1 ил.

Использование: для измерения плотности и пористости породы с использованием нейтронного излучения. Сущность изобретения заключается в том, что скважинное устройство с двухсторонним расположением измерительных зондов содержит нейтронный источник, расположенный соосно с корпусом скважинного устройства, а также два нейтронных и два гамма-зонда, находящиеся по разные стороны от нейтронного источника, при этом в качестве нейтронного источника применяется нейтронный генератор, каждый нейтронный зонд содержит не менее двух детекторов, которые располагаются между корпусом скважинного устройства и корпусом нейтронного генератора параллельно оси скважинного устройства, одинаково удаленно от оси скважинного устройства и одинаково удаленно от мишени нейтронного генератора, равномерно по углу вокруг оси скважинного устройства, причем детекторы в различных нейтронных зондах повернуты вокруг оси скважинного устройства по отношению друг к другу. Технический результат: уменьшение длины нейтронных измерительных зондов в случае применения в качестве нейтронного источника нейтронного генератора и, как следствие, уменьшение времени измерений. 1 ил.

Использование: для оценки формаций, смежных со стволом скважины. Сущность изобретения заключается в том, что описан прибор нейтронного каротажа с мульти-источником. Прибор каротажа с несколькими источниками содержит выровненные по оси детектор гамма-излучения и детектор тепловых нейтронов, которые расположены с двух сторон от мульти-источника нейтронов. Технический результат: обеспечение возможности регулировки угла интерференционного поля для расположения предпочтительной точки фокусирования нейтронной активности ближе к детектору, чем в случае с одним стандартным источником нейтронов. 6 н. и 13 з.п. ф-лы, 1 табл., 13 ил.

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при подсчете запасов углеводородов в коллекторах доманиковых отложений. Технический результат - подсчет запасов углеводородов в коллекторах доманиковых отложений на основании проведения геофизических исследований существующих скважин. В способе подсчета запасов углеводородов в коллекторах доманиковых отложений проводят геофизические исследования в существующих скважинах, проходящих через интервалы доманиковых отложений. В качестве метода геофизических исследований используют метод импульсного спектрометрического нейтронного гамма-каротажа. Для базы сравнения при определении продуктивных интервалов используют данные метода импульсного спектрометрического нейтронного гамма-каротажа скважины, перфорированной в интервале доманиковых отложений, в которой проведен гидроразрыв пласта и получен промышленный дебит нефти. Помимо метода импульсного спектрометрического нейтронного гамма-каротажа при обсчете полученных данных дополнительно используют данные прочих методов геофизических исследований. 1 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к разработке нефтяных залежей и может быть применено для проведения геолого-технических мероприятий по увеличению добычи нефти. Способ заключается в том, что до осуществления ГРП проводят предварительные комплексные геофизические исследования скважины (ГИС) и производят закачку в интервалы перфорации поочередно жидкости разной минерализации с выполнением ГИС после каждой закачки. Затем осуществляют ГРП с проппантом и повторно производят закачку жидкости разной минерализации с выполнением ГИС после каждой закачки. Далее производят сравнительный анализ ГИС до и после ГРП, основываясь на показаниях импульсного нейтронного каротажа. Геофизические исследования скважины включают гамма-каротаж, метод термометрии, локацию муфт и импульсно-нейтронный каротаж. Технический результат заключается в определении показателей проницаемых участков перфорированных интервалов скважины как до воздействия, так и после воздействия гидравлического разрыва пласта, по результатам анализа которых судят о продуктивности скважины. 1 з.п. ф-лы.

Использование: для измерения свойств пласта. Сущность изобретения заключается в том, что инструмент для измерения свойств пласта содержит корпус инструмента, источник нейтронов для излучения нейтронов, расположенный внутри корпуса инструмента, нейтронный детектор, расположенный внутри корпуса инструмента на расстоянии от источника нейтронов, и нейтронный защитный экран, расположенный в рабочем положении относительно нейтронного детектора, причем указанный нейтронный защитный экран имеет наружную поверхность и ограничивает внутренний объем, при этом нейтронный защитный экран выполнен с возможностью предотвращения проникновения нейтронов, имеющих энергию ниже первого заданного порога, от наружной поверхности во внутренний объем. Нейтронный защитный экран с возможностью перемещения связан с корпусом инструмента, причем нейтронный защитный экран имеет незакрытое положение относительно нейтронного детектора таким образом, что нейтронный детектор по меньшей мере частично находится во внутреннем объеме, и нейтронный защитный экран имеет закрытое положение относительно нейтронного детектора таким образом, что нейтронный детектор находится во внутреннем объеме. Технический результат: обеспечение возможности повышения достоверности определения пористости пласта. 2 н. и 20 з.п. ф-лы, 9 ил.

Использование: для регистрации нейтронов с использованием эффекта сцинтилляции в скважинах и других областях применения на нефтяных месторождениях. Сущность изобретения заключается в том, что выполняют позиционирование в скважине, по меньшей мере, одного сцинтиллятора, содержащего эльпасолит, причем эльпасолит представлен формулой Cs2LiMN6, где M представляет собой, по меньшей мере, один элемент из группы, содержащей иттрий и лантан, и N представляет собой, по меньшей мере, один элемент из группы, содержащей хлор и бром, подают нейтроны в область геологической формации, находящуюся вблизи скважины; принимают оптическое излучение от сцинтиллятора, генерирующего оптическое излучение в результате взаимодействия с нейтронами, отраженными от геологической формации; и преобразуют оптическое излучение, поданное сцинтиллятором, в электрический сигнал, принимают электрический сигнал в процессоре и применяют процессор, сконфигурированный для применения метода дискриминации по форме импульсов для различения: а) форм импульсов, полученных в результате взаимодействия между нейтронами и сцинтиллятором, и b) форм импульсов, полученных в результате взаимодействия между гамма-излучением и сцинтиллятором. Технический результат: обеспечение возможности сохранения высокого разрешения измерений, проводимых при повышенных температурах. 2 н. и 15 з.п. ф-лы, 16 ил.

Изобретение относится к области физического приборостроения, в частности к источникам нейтронного излучения, и предназначено для использования при разработке нейтронных и рентгеновских генераторов. Технический результат - расширение функциональных и эксплуатационных возможностей нейтронного генератора. В импульсном нейтронном генераторе, содержащем размещенные коаксиально в герметичном корпусе, залитом жидким диэлектриком, нейтронную трубку, накопительный конденсатор и высоковольтный трансформатор с многорядной вторичной обмоткой и межрядной изоляцией, выступающей за пределы рядов, выполненной на каркасе, и параллельно с вторичной обмоткой трансформатора дополнительную обмотку, намотанную проводом с высоким удельным сопротивлением и высокой магнитной проницаемостью, нейтронная трубка снабжена дополнительным управляемым трехэлектродным источником ионов, мишенный электрод размещен посередине корпуса нейтронной трубки и имеет две симметричные мишени, насыщенные одним или разными изотопами водорода, вторичная обмотка трансформатора и дополнительная обмотка выполнены в виде двух симметричных усеченных конусов, имеющих общее малое основание, при этом крайние витки обмоток, расположенных на малом основании, подключены к мишенному электроду, а крайние витки, расположенные на больших основаниях, подключены к корпусу нейтронного генератора. 1 ил.

Использование: для исследования нефтегазовых скважин. Сущность изобретения заключается в том, что комплексная аппаратура для исследования нефтегазовых скважин включает модуль ядерного каротажа, содержащий спектрометрические зонды с детекторами гамма-излучения радиационного захвата – СНГК, зонды с детекторами тепловых нейтронов - ННК-Т и спектрометрический зонд с детектором естественной радиоактивности - СГК, а также модуль электромагнитного дефектоскопа - ЭД. В процессе работы производят регистрацию интенсивностей гамма-излучения с помощью модуля СНГК и зонда СГК с одновременной периодической регистрацией ЭДС, наведенной в приемной катушке ЭД вихревыми токами, возбуждаемыми в стальных трубах процессом спада электромагнитного поля, вызванного зондирующим импульсом тока намагничивания генераторной катушки, при этом зарегистрированные сигналы модуля СНГК и зонда СГК накапливают, разбивают на фрагменты данных и передают их на поверхность в период каждого цикла подачи зондирующих импульсов тока намагничивания генераторной катушки, после чего фрагменты данных восстанавливают в единый массив в наземной станции. Технический результат: повышение достоверности исследования нефтегазовых скважин. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

Использование: для определения содержания урана в ураново-рудных формациях, пересеченных скважиной, посредством нейтронного каротажа. Сущность изобретения заключается в том, что получают во множестве точек записи значений скорости счета мгновенных нейтронов деления и значений скорости счета тепловых нейтронов, определяют в процессе обработки спада скорости счета мгновенных нейтронов деления и тепловых нейтронов в каждой точке каротажа, получают во множестве точек записи каротажа вторичными методами физических характеристик скважины и пласта ураново-рудной формации, в котором данные каротажа получены испусканием пачек нейтронов с энергией 14 МэВ, рассеивающих свою энергию до уровня тепловых, а детектируют эпитепловые мгновенные нейтроны деления, испускаемые ураном, делящимся тепловыми нейтронами. При этом в качестве основы для расчета содержания урана принимают значение интегральной скорости счета детектора эпитепловых нейтронов, приведенное посредством данных монитора нейтронного потока к единому потоку нейтронов, в качестве эталона содержания урана используют параметрическую скважину, аттестованную в пласте ураново-рудной формации и рудовмещающей толще по содержанию урана, мощности, времени жизни теплового нейтрона в пласте, вышеназванный эталон хранит и воспроизводит совокупность физических характеристик скважины и пласта ураново-рудной формации, проводят цикл каротажных исследований, который включает в себя проведение двух аппаратурных проверок эталона до проведения каротажа поисковой скважины и после проведения каротажа поисковой скважины для получения среднего значения пересчетного коэффициента Kп, оцениваемого по определенному математическому отношению, который используют в расчете содержания урана по разрезу, пересеченному поисковой скважиной. Технический результат: снижение погрешности оценки содержания урана. 4 ил.
© Патентный поиск, поиск патентов на изобретения - FindPatent.RU 2012-2024
Политика конфиденциальности 2016-02-10 2016-02-10T11:36:43
Наверх