Скважинное устройство с двухсторонним расположением измерительных зондов



Скважинное устройство с двухсторонним расположением измерительных зондов

Владельцы патента RU 2578050:

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

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.

 

Изобретение относится к устройствам каротажа нефтяных и газовых скважин и, в частности, к ядерно-физическим устройствам, служащим для определения характера насыщения пластов (нефть, вода), их фильтрационно-емкостных свойств и коэффициента нефтенасыщенности, и может быть использовано в скважинных устройствах, применяемых при каротаже нефтяных и газовых скважин.

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) образуются 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 детектором гамма-квантов определяется ослаблением в породе, во-первых, быстрых нейтронов источника, распространяющихся в породе, и, во-вторых, ослаблением регистрируемого вторичного излучения.

Вследствие того, что по мере удаления от оси скважины порода вокруг скважины имеет переменный состав и плотность, для определения радиального распределения ее свойств необходимо применение нескольких зондов различной длины.

Часть каротажной аппаратуры, опускаемая в скважину, называется скважинным устройством. Существует большое разнообразие состава и конструкций скважинных устройств.

Так, основными элементами типичного многофункционального скважинного устройства ИНК являются: нейтронный источник в виде нейтронного генератора, нейтронные и гамма-зонды, защитный экран, устанавливаемый между мишенью нейтронного генератора и детекторами гамма-излучения.

Выбор метода нейтронного каротажа, нейтронного генератора, применяемых зондов, их числа и длины, числа детекторов в зондах зависит от многих факторов, в частности от измеряемых характеристик, свойств окружающей породы, требований к глубинности, диаметра скважины, размера полости между скважинным устройством и стенкой скважины, наличия защитного экрана между нейтронным генератором и детектором гамма-излучения; является сложной научно-технической задачей и предметом компромисса, не всегда обеспечивающим максимально возможную чувствительность зонда. Это обусловлено тем, что в случае нейтронного источника в виде нейтронного генератора расположение зондов нескольких типов с одной стороны от его мишени накладывает дополнительные ограничения на длину зондов, часто приводящее к несоответствию их длин максимальным значениям чувствительности.

В случае нейтронных зондов, расположенных вместе с гамма-зондами с одной стороны от мишени нейтронного генератора, протяженность детекторов нейтронного излучения, наличие гамма-зондов и защитного экрана между нейтронным генератором и детекторами гамма-излучения приводит к тому, что в породах с большой концентрацией водородосодержащих веществ, например в пористых нефтеносных пластах, ближайший к нейтронному генератору нейтронный зонд оказывается расположенным за точкой инверсии, характеризующейся сравнительно низкой чувствительностью к содержанию водорода по сравнению с до инверсионным зондом. В этом случае практически невозможно обеспечить оптимизацию нейтронных зондов и максимально возможную интенсивность падающего на них излучения.

Длина нейтронных генераторов, применяемых при нейтронном каротаже, обычно составляет не менее 150 см. В то же время длина нейтронных зондов, обеспечивающая необходимый для измерений поток нейтронов на детекторы нейтронного излучения, не превышает 50-70 см. Расположение детекторов нейтронного излучения вдоль оси скважинного устройства за пределами нейтронного генератора существенно уменьшает интенсивность падающего на них нейтронного излучения и увеличивает, таким образом, время проведения измерений, а также увеличивает длину скважинного устройства, что нежелательно для обеспечения свободной проводки скважинного устройства по скважине.

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, C(i) - скорость счета i-го детектора зонда, ∑С(i) - сумма скоростей счета по всем N детекторам зонда.

Параметр асимметрии позволяет определить положение скважинного устройства относительно стенок скважины и произвести коррекцию счета детекторов зонда 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.eom/~/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 расположение нейтронных и гамма-зондов со стороны мишени импульсного нейтронного источника, увеличивающее длину скважинного устройства.

Известны «Способ и устройство получения уточненного значения плотности породы с использованием импульсного источника нейтронов», содержащее источник нейтронов, доставляемый в ствол скважины, по меньшей мере три детектора гамма-излучения, вырабатывающие сигналы отклика на гамма-излучение, создаваемое в породе в результате облучения импульсным источником нейтронов, и процессор, способный определять значение плотности для каждой из по меньшей мере двух пар сигналов с использованием числа отсчетов зарегистрированных гамма-квантов для двух сигналов, образующих каждую из пар, и уточненное значение плотности породы на основе, по меньшей мере, двух значений плотности. Патент RU №2396579, МПК G01V 5/10, 2010 г. Аналог.

Недостатком аналога является расположение детекторов гамма-излучения с одной стороны от мишени импульсного источника нейтронов, увеличивающее длину скважинного устройства.

Известна «Комплексная спектрометрическая аппаратура ядерного каротажа», включающая детекторы гамма-излучения, детекторы тепловых нейтронов, общий источник нейтронов, при этом детекторы гамма-излучения развернуты по оси относительно указанного источника в другую сторону от детекторов тепловых нейтронов. Патент RU №127487, МПК: G01V 5/00. 2013 г. Прототип.

Недостатками прототипа являются большая длина нейтронных измерительных зондов в случае применения в качестве нейтронного источника нейтронного генератора из-за его сравнительно большой длины, следствием чего является сравнительно низкая интенсивность падающего на детекторы излучения, требующая увеличенного времени измерений, и большая длина скважинного устройства, затрудняющая проводку скважинного устройства по скважине в процессе каротажа.

Техническим результатом изобретения является уменьшение длины нейтронных измерительных зондов в случае применения в качестве нейтронного источника нейтронного генератора и, как следствие, уменьшение времени измерений.

Технический результат достигается тем, что скважинное устройство с двухсторонним расположением измерительных зондов, содержащее нейтронный источник, расположенный соосно с корпусом скважинного устройства, а также два нейтронных и два гамма-зонда, находящиеся по разные стороны от нейтронного источника, 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.

Сущность изобретения поясняется на чертеже на примере устройства с нейтронным источником в виде нейтронного генератора 14 МэВ нейтронов, где 1 - корпус скважинного устройства; 2 - стенка скважины; 3 - нейтронный генератор; 4, 5 - детекторы, входящие в состав, соответственно, ближнего и дальнего нейтронных зондов; 6 - защитный экран; 7 - детекторы гамма-квантов, входящие в состав гамма-зондов; 8 - мишень нейтронного генератора (область, излучающая нейтроны); 9 - зазор между корпусом нейтронного генератора и корпусом скважинного устройства 1, 10 - полость между корпусом скважинного устройства и стенкой скважины.

Техническое решение основано на том, что между корпусом нейтронного генератора и корпусом скважинного устройства имеется зазор. Диаметр нейтронных генераторов, применяемых в скважинных устройствах, предназначенных для нейтронного каротажа, составляет не более 34 мм, а внутренний диаметр корпуса скважинного устройства обычно составляет не менее 80 мм, что позволяет разместить между корпусом скважинного устройства и корпусом нейтронного генератора детекторы диаметром до, примерно, 20 мм.

Устройство содержит корпус 1, внутри которого соосно с ним располагается нейтронный генератор 3. Мишень 8 нейтронного генератора 3 располагается вблизи его торца. Детекторы 4 и 5 располагаются в зазоре 9 между корпусом нейтронного генератора 3 и корпусом 1 скважинного устройства параллельно его оси и вместе с ней составляют, соответственно, ближний и дальний зонды. В каждом зонде детекторы расположены на одном расстоянии от оси скважинного устройства и на одном расстоянии от мишени 8, а также равномерно по углу вокруг оси скважинного устройства. В общем случае ближний и дальний зонды могут содержать различное количество детекторов, которые могут быть повернуты относительно друг друга.

Детекторы 7 гамма-зондов и защитный экран 6 располагаются на оси корпуса 1. В общем случае ось скважинного устройства не совпадает с осью скважины. Вследствие этого между стенкой 2 скважины и корпусом 1 скважинного устройства имеется полость 10, размер которой зависит от азимутального угла относительно оси скважинного устройства.

Электронные блоки скважинного устройства на чертеже не показаны. Они обеспечивают работу нейтронного генератора в заданном режиме, регистрацию нейтронного и гамма-излучения, выходящего из стенок скважины, а также первичную обработку поступающих с них данных, запись данных во встроенную память или/и их передачу в наземную аппаратуру, где полученные данные используются для определения характеристик среды вокруг скважины: плотности, пористости, химического состава.

В наземную аппаратуру входит главный процессор. К главному процессору подсоединены также дисплейный блок и блок накопления информации (на чертеже не показаны). Основным назначением дисплейного блока является визуальная индикация полученных данных каротажа, а также данных о работе скважинного устройства. Блок накопления предназначен для сохранения полученных системой каротажных данных, а также для вызова накопленных данных и рабочих программ системы.

В качестве детекторов 4 и 5 могут использоваться пропорциональные счетчики, а также сцинтилляционные детекторы, например, на основе литиевого стекла.

Расположение детекторов 4 и 5 параллельно оси скважинного устройства, на одном и том же на расстоянии от нее и равномерно по углу необходимо для более точного определения положения скважинного устройства относительно оси скважины с помощью выражения (1). В случае когда детекторы ближнего и дальнего зондов повернуты вокруг оси скважинного устройства по отношению друг к другу, параметр асимметрии вычисляется для детекторов из разных зондов. Чем больше различных угловых положений занимают детекторы 4 и 5, входящие в ближний и дальний зонды, тем большее число значений параметра асимметрии вычисляется и тем точнее определяется положение скважинного устройства в скважине.

Нейтронный генератор 3 является источником зондирующего излучения и подключен к блоку питания и блоку управления его работой (на чертеже не указаны). Область мишени 8 нейтронного генератора 3, излучающая нейтроны, характеризуется толщиной в несколько десятков микрон, диаметром менее 10 мм и находится на расстоянии около 10 мм от ближайшего торца нейтронного генератора.

Детекторы 7 гамма-зондов могут быть спектрометрическими или счетными. В первом случае детекторы 7 подключены к спектрометрической аппаратуре. Во втором случае к счетчику импульсов. И те, и другие на чертеже не показаны. Выходы спектрометрической аппаратуры или счетчиков подключены к процессору скважинного устройства (на чертеже не показаны).

Защитный экран 6 между мишенью 8 генератора 3 и детекторами 7 обычно изготавливается из вольфрама и служит для уменьшения интенсивности излучения нейтронного генератора 3, приходящего на детекторы 7 во время нейтронных импульсов. Это необходимо, чтобы регистрировать гамма-кванты неупругого рассеяния, излучаемые породой во время нейтронных импульсов.

Скважинное устройство с нейтронным источником в виде нейтронного генератора 14 МэВ нейтронов работает следующим образом.

На электронные блоки скважинного устройства подается электрическое питание. С главного процессора, входящего в состав наземной аппаратуры, с помощью модема в процессор скважинного устройства пересылаются установочные данные о режиме его работы. Нейтронный генератор 3 начинает работать в частотном режиме.

Во время нейтронного импульса мишень 8 излучает в окружающую породу практически изотропно 14 МэВ нейтроны, которые последовательно проходят через корпус генератора 3, зазор 9, корпус 1, полость 10, стенку 2 и попадают в породу вокруг скважины.

Защитный экран 6 препятствует попаданию 14 МэВ нейтронов и гамма-излучения, вырабатываемого во время нейтронного импульса, на детекторы 7.

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 детекторы нейтронных и гамма-зондов.

В промежутках между нейтронными импульсами производится регистрация тепловых и/или эпитепловых нейтронов детекторами 4 и 5 ближнего и дальнего зондов. Электрические импульсы, выработанные нейтронами в этих детекторах, поступают на электронные блоки скважинного устройства. В процессоре скважинного устройства для детекторов каждого из зондов вычисляется параметр асимметрии и производится коррекция их счета с учетом данных о параметре асимметрии, полученных с различных зондов. Скорректированные результаты об интенсивности счета для каждого детектора записываются во встроенную память процессора и/или передаются посредством модема к наземной аппаратуре посредством кабеля.

Во время нейтронных импульсов детекторы 7 регистрируют гамма-кванты неупругого рассеяния быстрых нейтронов. Электрические импульсы, выработанные гамма-квантами в этих детекторах, сигналы с детекторов 7 поступают на соответствующие электронные блоки скважинного устройства, где обрабатываются по специальной программе.

По данным, полученным с нейтронных зондов, определяются такие свойства среды как водонасыщенная пористость и параметр «Сигма», а по данным, полученным с гамма-детекторов, определяют плотность среды и ее химический состав.

При использовании зондов различной длины обработка данных обеспечивает вычисление характеристик среды, усредненных по областям, находящимся на различных расстояниях от стенок скважины.

Полученная информация о характеристиках среды используется для определения характера насыщения пластов (нефть, вода), их фильтрационно-емкостных свойств и коэффициента нефтенасыщенности.

Скважинное устройство с двухсторонним расположением измерительных зондов, содержащее нейтронный источник, расположенный соосно с корпусом скважинного устройства, а также два нейтронных и два гамма-зонда, находящиеся по разные стороны от нейтронного источника, отличающееся тем, что 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.



 

Похожие патенты:

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.

Использование: для регистрации нейтронного и гамма-излучений, применяемых для измерения ядерно-физических характеристик породы при каротаже нефтяных и газовых скважин.

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 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.

Изобретение относится к горному делу и может быть применено для определения ориентации трещины, полученной в результате гидроразрыва пласта. Способ определения пространственной ориентации трещины гидроразрыва включает проведение гидроразрыва пласта - ГРП с образованием трещины разрыва и определение пространственной ориентации трещины гидроразрыва после проведения ГРП. Перед проведением ГРП в скважину в интервал пласта, подлежащего гидроразрыву, на колонне труб спускают геофизический прибор, вращением колонны труб с геофизическим прибором на угол 360° производят импульсно-нейтронный каротаж путем замера нейтронно-поглощающей способности породы пласта, извлекают колонну труб с геофизическим прибором из скважины, производят ГРП с образованием и креплением трещины разрыва проппантом. Причем в процессе крепления трещины проппант закачивают двумя порциями, первой порцией закачивают проппант в 4/5 части от его общей массы, а второй порцией закачивают маркированный проппант, содержащий 0,4 мас.% гадолиния (Gd64157,25) в 1/5 части от общей массы проппанта. При этом фракции проппанта одинаковы в обеих порциях. По окончании крепления трещины стравливают давление из скважины и промывают забой скважины от излишков маркированного проппанта, извлекают колонну труб с пакером из скважины, в скважину в интервал пласта с трещиной, закрепленной в призабойной зоне маркированным проппантом, на колонне труб спускают геофизический прибор, вращением колонны труб с геофизическим прибором на угол 360° производят импульсно-нейтронный каротаж путем замера нейтронно-поглощающей способности породы пласта и трещины разрыва и определяют пространственную ориентацию трещины гидроразрыва. Технический результат заключается в упрощении технологии определения пространственной ориентации трещины гидроразрыва; повышении надежности и эффективности определения направления пространственной ориентации трещины; сокращении продолжительности процесса реализации способа. 6 ил.

Описаны способы идентификации местонахождения и высоты искусственно созданных трещин подземного пласта, а также присутствия какого-либо материала, связанного с набивкой по технологии «frac pack» или гравийной набивкой, поблизости ствола скважины с использованием приборов каротажа методом захвата импульсных нейтронов. Расклинивающий агент/песок, используемый в процессах гидравлического разрыва пласта и создания набивки, маркирован поглощающим тепловые нейтроны материалом. При наличии расклинивающего агента увеличения в выявленных при помощи каротажа методом захвата импульсных нейтронов значениях сечения захвата компонента пласта и/или ствола скважины в сочетании с уменьшениями в измеренных значениях скорости счета используют для того, чтобы определить местонахождение трещин пласта, а также присутствие и процентное заполнение материала набивки в области ствола скважины. Изменения в измеренных значениях сечения захвата пласта относительно изменений в других параметрах каротажа методом захвата импульсных нейтронов обеспечивают относительную индикацию расклинивающего агента в трещинах по сравнению с расклинивающим агентом в области ствола скважины. Технический результат заключается в повышении эффективности определения местонахождения и высоты частиц набивки по технологии «frac pack». 7 н. и 46 з.п. ф-лы, 13 ил., 6 табл.
© Патентный поиск, поиск патентов на изобретения - FindPatent.RU 2012-2024
Политика конфиденциальности 2016-03-20 2016-03-21T02:30:39
Наверх