Материал: Методы плотностного и селективного гамма-гамма каротажа

Жидкость с высоким атомным номером, проникая в поры пласта, повышает zэф коллектора в целом, причем тем сильнее, чем выше пористость, как это показано на рис. 18, а. Этот эффект отчетливо фиксируется по разности показаний каротажа ГГК-С, проведенного до и после заполнения скважины раствором с аномально высоким zэф (рис. 8, а). Расчеты показывают, что этот метод обладает очень высокой чувствительностью и позволяет определять пористость пород, начиная с Кп=2%. Способ признан изобретением и защищен патентом Российской Федерации № 1702793.

Рис. 8. Выделение коллекторов к карбонатном разрезе по результатам ГГК-С после заполнения скважины раствором с повышенным эффективным атомным номером (пат. РФ №1702793): а - зависимость эффективного атомного номера песчаного (1) и карбонатного (2) коллектора при заполнении его пор 30% раствором ацетата свинца от пористости; б - комплекс каротажных диаграмм: 1 - контрольная диаграмма ГГК-С, 2 - то же после заполнения скважины 30% раствором ацетата свинца.

.2 Аппаратура ГГК-С

Облучение исследуемой среды γ- квантами и регистрация рассеянного γ - излучения осуществляют с помощью зондовых устройств скважинного прибора. Зондовое устройство включает в себя источник излучения, детектор и экраны. В прижимных зондах источник и детектор помещены в экраны из тяжелого вещества (свинец, вольфрам) с ориентированными коллиматорами (апертура раскрытия 20-70°), контактирующими со стенкой скважины. В зондах без принудительного прижатия к стенке скважины или центрированных коллимации нет, а есть только экран между источником и детектором или имеется «круговая» коллимация (апертура раскрытия 360°). Прижимные зонды обычно используют в скважинах, заполненных водой или промывочной жидкостью, а зонды без прижатия или центрированные - в сухих скважинах.

Количественные определения Zэф пород и руд осуществляют на основе эталонирования аппаратуры ГГК-С в средах с известными значениями этого параметра и установления зависимостей.

Переменная плотность пород и руд оказывает влияние на величину Iy. Для ослабления или исключения влияния ρ, на показания ГГК-С применяют инверсионные, двойные, двухлучевые и каплевидные зонды.

Рис 9. Зонды СГГК. а - двойной, б - двухлучевой. в - каплевидный; 1 - детектор; 2 - источник; 3 - экран; z, z1, г2 - длина зонда; x1, х2 - углы коллимации

Во всех этих устройствах способ уменьшения влияния ρ основан на различном использовании инверсии. Инверсионный зонд имеет один источник и детектор, расстояние между ними выбирается из соотношения        z = (pп μm)-1

Для плотностей 2,5-3,5 г/см3, источника 75Sе, диапазона Zэф = 12 - 22 длина инверсионного зонда находится приблизительно в пределах 2-5 см. Инверсионный зонд позволяет уменьшать влияние р„ на показания ГГК-С в небольшом диапазоне ее изменения.

В основу двойных и двухлучевых зондов положен одинаковый принцип, базирующийся на сходном характере поведения Iy в зависимости как от длины зонда, так и от угла коллимации излучения источника. В этих устройствах, в отличие от инверсионного зонда, используют до - и заинверсионную области зависимости Iy (ρп). Если в доинверсионной области выбрать зонд z1 или коллимационный угол x1 а в заинверсионной области - z2 и x2 таким образом, чтобы величина Iy в первом случае возрастала с ростом ρ, а во втором - уменьшалась на одинаковую величину, то, регистрируя сумму Iy, можно устранить влияние ρ. В двойном зонде это осуществляется подбором соотношения активностей двух источников и их расстояний z1 и z2 до детектора. В двухлучевом зонде этого достигают подбором диаметров и углов наклона коллимационных каналов излучения источника, а также некоторым изменением z.

Каплевидные зонды предусматривают одновременное использование доинверсионной, инверсионной и заинверсионной областей зависимости Iy (ρп). Это достигается щелевой формой коллиматора излучения источника, с помощью которого осуществляется непрерывный переход от малых углов коллимации к большим, что соответствует непрерывному переходу от доинверсионной к заинверсионной зависимости Iy (ρп). Каплевидные зонды позволяют исключать мешающее влияние ρ на ГГК-С в широком диапазоне изменения плотности среды.

При использовании спектрометров и источников жесткого гамма - излучения (137Cs, б0Со) можно регистрировать одновременно Iy в областях энергий ниже и выше 200 кэВ и на основе этих измерений учитывать влияние ρ на ГГК-С.

Заключение

Метод плотностного гамма-гамма каротажа - практически самый эффективный метод, который дает информацию о плотности пород и руд, вскрытых скважиной. По диаграммам плотности выделяют нефтегазовые коллекторы, угли, рудные интервалы, каменные соли, ангидриты и другие породы. Более того, данные ГГК-П являются наиболее надежной основой для определения пористости коллекторов в нефтегазовых скважинах, по сравнению с другими видами каротажа (ННК, НТК, ГК, КС, ПС, АК, ЯМК). В ряде случаев плотность однозначно отражает литологию пород. ГГК-П является одним из методов, который решает задачу оценки состояния цементного кольца в пространстве между обсадной колонной и стенкой скважины.

Метод селективного гамма-гамма каротажа хорошо работает на рудных скважинах, как основной ставится на угольных месторождениях. Позволяет определять зольность углей, а в комплексе с КС определять марку углей. На показания ГГК-С влияют такие факторы, как влажность, текстура пород и руд, скважинные условия измерений. Влияние этих факторов исследуют на эталонных средах и в хорошо изученных (эталонных, опорных) скважинах. По результатам измерений строят соответствующие палетки: для пород и руд различных влажности, текстуры, кавернозности и диаметров скважин, которые затем используют для введения поправок при определении Zэф.

Таким образом, любое совершенствование технологий ГГК-П и ГГК-С, направленное на повышение достоверности и точности результатов измерений, является актуальной задачей.

Литература

Сковородников И.Г. Геофизические исследования скважин: Курс лекций. - Екатеринбург: УПТА, 2003. - 294 с.

Вожеников Г.С., Белышев Ю.В. Радиометрия и ядерная геофизика. Учебное пособие - Екатеринбург: Изд-во УГГГА, 2000. - 406 с.

Геофизика: учебник /Под ред. В.К. Хмелевского. - М.: КДУ, 2007. - С. 174-190.