Импульсный нейтронный гамма-каротаж

При ИНГК регистрируется изменение по разрезу скважины интенсивности гамма-излучения радиационного захвата тепловых нейтронов во времени f_nγ = f(t_з) при фиксированных задержках t_з в течение времени Δt на неизменном расстоянии L. При ИНГК, как и при ИННК, ведущими процессами переноса являются нестационарная диффузия и поглощение медленных нейтронов.

Интенсивность гамма-излучения радиационного захвата, как и в случае ИННК, пропорциональна плотности нейтронов. Вследствие больших, чем для тепловых нейтронов, длин пробега γ-квантов и скоростей их диффузии поле радиационного гамма-излучения оказывается более равномерно распределенным по сравнению с полем тепловых нейтронов и охватывает значительно больший объем пород. Следовательно, показания ИНГК по сравнению с показаниями ИННК отражают процесс более полного поглощения тепловых нейтронов. Как и при ИННК, основным критерием разделения коллектора по нефтеводонасыщению служит время жизни тепловых нейтронов τ. Зависимость интенсивности гамма-излучения радиационного захвата от нейтронных поглощающих свойств пласта (при t_з>t_ср) определяется выражением

где I_nγ0 — интенсивность радиационного гамма-излучения при t=t_нач.

Экспериментальными исследованиями для процесса радиационного захвата установлено, что кривая lgI_nγ = f(t_з) выходит на экспоненту е^-t/τ при меньших задержках времени по сравнению с кривой lgn_t=f(t_з). Это увеличивает радиус исследования при ИНГК и снижает влияние скважины.

Одним из недостатков ИНГК является наличие фонового гамма-излучения, вызванного естественным гамма-излучением горных пород и их наведенной гамма-активностью. Влияние фонового излучения возрастает с увеличением времени задержки, что обусловлено снижением абсолютного значения I_nγ. Регистрация диаграмм ИНГК может совмещаться с записью кривой ГК. Во избежание влияния фона наведенной активности запись ГК опережает запись ИНГК.

Влияние скважины на показания инк

На абсолютные величины плотности тепловых нейтронов n_t и радиационного гамма-излучения I_nγ существенное влияние оказывает скважина. С увеличением диаметра необсаженной скважины дифференциация кривых ИННК и глубинность исследований, как и в случае стационарных методов НК, снижаются. Проникновение пресной ПЖ в пласт сказывается на показаниях ИННК так же, как увеличение диаметра скважины d_i, заполненной таким же раствором. При глубине проникновения фильтрата ПЖ, превышающей глубинность ИННК, определение нейтронных параметров пласта исключается. При оценке n_t следует учитывать, что непосредственно после окончания облучения плотность тепловых нейтронов в скважине больше, чем в пласте. В случае τ_п>τ_с с ростом t_з за счет более интенсивного поглощения тепловых нейтронов в скважине и их диффузии в пласт величина nt в скважине уменьшается быстрее, чем в пласте. В результате, начиная с некоторого так называемого асимптотического времени t_ac, когда нейтроны распределяются, как в однородной бесконечной среде без скважины (t_ac обычно изменяется от 0,6 до 1 мс для ИННК и лежит в пределах 0,4—0,8 мс для ИНГК), в скважине наблюдаются два основных потока нейтронов: из пласта в скважину и по пласту вдоль скважины. С этого момента изменение nt определяется нейтронопоглощающими свойствами пласта.

В случае τ_п<τ_с при росте t_з в скважине устанавливается поток тепловых нейтронов преимущественно по скважине и из скважины в пласт, в скважине сохраняется максимальная плотность нейтронов. В этом случае ИНК мало информативен.

Интенсивность счета при регистрации диаграмм ИННК существенно изменяется в случае хлоросодержания жидкости в колонне и положения прибора относительно оси скважины. Минерализованная вода, окружающая прибор, является экраном для потока тепловых нейтронов, направленных из пласта в скважину, и ее влияние может быть отождествлено с влиянием колонны. Замена нефти или пресной воды в колонне соленой водой при задержках t_з≥500 мкс приводит к существенному уменьшению показаний ИННК в несколько раз, в то время как показания ИНГК при этом уменьшаются лишь на десятки процентов. Столь сильное снижение показаний ИННК по сравнению с показаниями ИНГК объясняется тем, что длина пробега γ-квантов в воде значительно больше длины пробега нейтронов.

При смещении прибора от центрированного положения в скважине к эксцентрированному (прибор прижат к стенке скважины) происходит возрастание показаний ИНГК на 10— 15 %, а показаний ИННК в 2—3 раза, что является результатом экранного влияния слоя жидкости в скважине. В связи с этим метод ИНГК более помехоустойчив по сравнению с ИННК и более перспективен при исследовании скважин, особенно малогабаритной аппаратурой в действующих скважинах.