Ядерно-магнитный каротаж Радиоактивный каротаж

Благодаря наличию механического и магнитного моментов, ядра атомов многих элементов

подобно намагниченному волчку ориентированы и вращаются (прецессируют) вокруг направления магнитного поля Земли.

Ядерно-магнитный каротаж

его влиянием магнитные моменты ядер элементов пород меняют свою ориентацию;
после

снятия поляризующего поля ядерные магнитные моменты, возвращаясь к исходной ориентации, свободно прецессируют, создавая своё, затухающее во времени электромагнитное поле, напряженность которого измеряется. Индуцированная полем в катушке зонда эдс является сигналом свободной прецессии.

составе подвижной жидкости, заключенной в порах породы.
Сигнал свободной прецессии

от ядер других элементов, входящих в состав твердой фазы породы и вязкого вещества ее пор, а также от ядер водорода кристаллизационной и связанной воды скважинной аппаратурой не регистрируется.
Для характеристики амплитуды сигнала свободной прецессии в ЯМК используется индекс свободного флюида (ИСФ) — отношение начальных амплитуд сигналов, наблюдаемых при ЯМК и в дистиллированной воде.

диаграммах не выделяются и ИСФ = 0), 
выяснения характера насыщения пластов,
определения

эффективной мощности продуктивных коллекторов.

к источнику постоянного тока силой 2-3 А.
Ось катушки перпендикулярна

оси скважины. При подключении катушка создает в окружающем пространстве поляризующее постоянное магнитное поле в направлении, перпендикулярном оси скважины, т. е. в случае вертикальной скважины практически перпендикулярном вектору магнитного поля Земли (T).
В этой связи метод ЯМК затруднительно применять в наклонных и горизонтальных скважинах.
Величина поляризующего поля примерно в 100 раз больше поля Земли. Ток пропускают, пока не закончится продольная релаксация (не более 2-3 с).
После выключения поляризующего поля, спустя мертвое время (tM = 25-30 мс ), в катушке регистрируют наведенную ЭДС.

– усилитель;
ИУ – измерительное устройство;
П – источник тока поляризации;
БУ –

блок управления;
Д – детектор;
РП – регистрирующий прибор;
ВУ – вычислительное устройство.

естественной радиоактивности горных пород или, как его чаще называют, гамма

– метод. В его основе лежит изучение закономерностей изменения естественной радиоактивности горных пород, обусловленной присутствием главным образом урана и тория с продуктами распада, а также радиоактивного изотопа калия К40. остальные радиоактивные элементы (Rb87, Zr96, La138, Sm147 и т.д.) имеют столь большие периоды полураспада, что при существующей распространенности в земной коре заметного вклада в суммарную радиоактивность внести не могут.

в весьма широких пределах – от сотых долей до нескольких

тысяч пг-экв Ra/г. Все эти минералы по радиоактивности могут быть разбиты на четыре группы.
Соотношение вклада радиоактивных элементов в общую гамма-активность пород различно. Основной вклад вгамма-активность известняков и особенно доломитов даютRa (соответственно 64% и 75%),вклад Ra, Th, K в радиоактивность песчаников примерно одинаков (Ra 23-26%, Th 40%, K 35%).В связи с этим спектр естественного гамма-излучения терригенных и карбонатных пород различен.

составляющие осадочных горных пород минералы :
кварц, доломит, ангидрит, гипс,

кальцит, сидерит, каменная соль.
Вторая группа минералов со средней радиоактивностью представлена отдельными минеральными разностями типа :
лимонит, магнетит, турмалин, корунд, барит, олигоклаз, роговая обманка и др.
К третьей группе минералов относятся :
глины, слюды, полевые шпаты, калийные соли, характеризующиеся повышенной радиоактивностью, и некоторые другие минералы.
В четвертую группу входят акцессорные минералы, радиоактивность которых более чем в 1000 раз превышает радиоактивность минералов первой группы.

под напряжением 800 – 1000 В помещен в камеру, заполненную

ионизирующим газом под низким давлением (» 0.01 ат). Часть гамма – квантов, проходя через камеру, не взаимодействует на своем пути с молекулами газа, что снижает эффективность счетчика. Другие гамма – кванты вызывают ионизацию нескольких молекул газа.
Каждый зарегистрированный счетчиком гамма – квант вызывает в цепи питания счетчика импульс тока.

обладают свойством сцентилляции – испускания фотонов света при воздействии гамма

– квантов. Фотоны отмечаются фотоумножителем и вызывают поток электронов к аноду (ток).
Большим преимуществом сцентиллятора является высокая эфективность счета (регистрируется до 50 – 60% гамма – квантов, проходящих через кристалл) по сравнению с другими типами счетчиков, эффективность которых 1 – 5%. Это позволяет уменьшить длину счетчиков с 90 до 10 см, улучшить вертикальное расчленение и обеспечить малую статическую флуктуацию.

глинистости пород;
Увязка кривых по глубине

в породе U, Th, K.
Аппаратура имеет три окна регистрации энергии

квантов радиоактивных изотопов.
Строят кривые процентного содержания радиоактивных элементов.

глин;
Определение пористости коллекторов в комплексе с ГГК, ННК, АК.
Выделение зон

трещиноватости.

гамма-квантов, достигших детектора.
Существует 2 модификации:
Плотностной;
Селективный.

зондом

Зонд состоит из стационарного источника гамма-квантов и двух детекторов. Соответственно

в аппаратуре реализована двухзондовая установка малой длины (15-25 см) и большой длины (35-45 см).
Точка записи – середина расстояния между детекторами.

(с ростом плотности растут показания);



Зонд большой длины – заинверсионный (рост

плотности вызывает уменьшение показаний).

большого зондов. С целью обеспечения безопасности персонала источник гамма-квантов выносится

из защитного экрана аппаратуры на глубине.
Для регистрации используются коллимационные каналы, заполненные заглушками из полиэтилена, препятствующие попадания ПЖ в прибор и позволяющие легко регистрировать гамма-кванты. Между излучателем и детектором располагается экран, выполненный из свинца, а между детекторами – из вольфрама.

ПЖ, глинистой корки и обсадки скважины.

«фотоэффекта».
Источники: Se (175), Tm (170) – мягкое излучение.

содержание свинца, ртути, сурьмы, железа;
Определение зольности углей.

определения ρ и Zэфф. за счет анализа полного спектра рассеянного гамма-излучения при определении

Zэфф

тепловых нейтронов или гамма-квантов, облученных стационарным потоком быстрых нейтронов.

надтепловым нейтронам – ННК-НТ; нейтронный каротаж по тепловым нейтронам -

ННК-Т; нейтронный гамма-каротаж – НГК.
Первые два вида исследований выполняют, как правило, с помощью компенсированных измерительных зондов, содержащих два детектора нейтронов.
НГК – однозондовыми или двухзондовыми приборами, содержащими источник нейтронов и один или два детектора гамма-излучения.

обычно 3,0-3,5 МэВ.
Нейтроны с энегрией 0,5 эВ – тепловые, с

энегрией 0,3-10 эВ – надтепловые.
Процесс замедления – приобретение нейтроном тепловой энергии с момента вылета из источника.
Водород – аномальный источник замедления.
Тепловые нейтроны участвуют в тепловом движении атомов и молекул, не теряя энергии (диффузия). Нейтроны поглощаются ядром. Процесс поглощения связан с испусканием гамма-квантов (ГИРЗ). Наибольшая вероятность ГИРЗ – хлор.

процесса: 1) замедление быстрых нейтронов; 2) диффузия тепловых нейтронов. Эти

процессы разделяются во времени.

Диаграмма процессов замедления быстрых нейтронов и диффузии тепловых нейтронов

зонды: показания ННК-НТ уменьшаются.
На практике применяют заинверсионные зонды, длиной 40

см (более чувствительны к содержанию водорода, больший радиус исследования).

ННК-Т применяют заинверсионные зонды длиной 40-50 см.
Аномальные поглотители: хлор, бор, кадмий, литий, марганец.а показания влияют: минерализация ПЖ уменьшает значения.

нейтронов атомами и достигающих детектора.
Колво пропорционально числу поглощенных нейтронов и

числу гамма-квантов, возникших при захвате одного теплового нейтрона.
Показания определяются содержанием водорода в породе.
Используются заинверсионные зонды длиной 50-70 см.
С увеличением в породе элементов, аномаольно поглощающих тепловые нейтроны показания НГК растут. Содержание хлора в породе приведет к росту показаний НГК.

МэВ:
спектр ГК 0,06-3,0
спектр СНГК-Ш 0,03-9,0
Энергетическое разрешение, %

не более 12
Нестабильность энергетической шкалы, % не более 1
Мертвое время спектрометрического тракта, мкс 4
Максимальная длина кабеля, м 5000
Максимально допустимое давление, МПа 40; 100*
Диапазон рабочих температур, °C от -5 до +120
Габаритные размеры, мм:
диаметр 90
длина 2950
Масса прибора, кг 55; 85*
* в зависимости от материала кожуха

высокой минерализации пластовых вод.
СНГК:
Выделение и оценка содержания железа, никеля, хрома,

титана, хлора, марганца, меди, серы, ртути.

импульсных излучателей.
Различают интегральную и спектрометрическую аппаратуру.
Интегральной аппаратурой регистируют процесс спада

плотности тепловых нейтронов (ИННК) или ГИРЗ (ИНГК).
Спектрометрической аппаратурой регистрируют спектры ГИНР т ГИРЗ (СИНГК).

интервалов времени (10-100 мкс) с частотой (10-1 000 Гц), то

есть через каждые 1 000-100 000 мкс.
Длина зонда – 30-40 см. Точка записи – середина между детектором и источником.

импульсов 10-20 кГц, то есть через каждые 50-100 мкс.
Модификация СИНГК

– С/О каротаж.

в породах по сравнению с НГК.
СИНГК:
Определение содержания углерода, кислорода, водорода,

кремния, кальция, железа, хлора;
Оценка пористости, литологического состава и нефтегазонасыщенности пород.

методов СНГК-Cl, 2 ННКт и С/О каротажа