RU127487U1 - INTEGRATED SPECTROMETRIC EQUIPMENT OF NUCLEAR LOGGING - Google Patents

Abstract

Комплексная спектрометрическая аппаратура ядерного каротажа, включающая зонд с детектором естественной радиоактивности (СГК) и детекторами гамма излучения радиационного захвата (СНГК), и зонд, содержащий детекторы тепловых нейтронов (ННК-Т), отличающаяся тем, что указанные зонды имеют общий источник нейтронов, при этом детекторы естественной радиоактивности (СГК) и детекторы гамма излучения радиационного захвата (СНГК) развернуты по оси в другую сторону от детекторов тепловых нейтронов (ННК-Т) относительно указанного источника, кроме того, охранные кожухи указанных зондов соединены с держателем источника нейтронов. Comprehensive nuclear logging spectrometric equipment, including a probe with a natural radioactivity detector (GCS) and gamma radiation detectors (CGC), and a probe containing thermal neutron detectors (NNK-T), characterized in that these probes have a common neutron source, In this case, natural radioactivity detectors (GCS) and gamma radiation detectors of radiation capture (GCC) are deployed along the axis to the other side from thermal neutron detectors (NNK-T) relative to the specified source, except first, the protective covers of these probes are connected to the holder of the neutron source.

Description

Полезная модель относится к области геофизических исследований нефтегазовых скважин методом ядерного каротажа, а именно к комплексной спектрометрической аппаратуре.The utility model relates to the field of geophysical exploration of oil and gas wells by nuclear logging, namely to complex spectrometric equipment.

Известна комплексная спектрометрическая аппаратура ядерного каротажа, включающая спектрометр гамма каротажа (СГК) и два спектрометра СНКГ-Ш, что позволяет при спуске скважинного прибора осуществлять измерения методом спектрометрического нейтронно-активационного каротажа (СНАК), а при подъеме - методом естественного гамма-излучения (СГК) и методом стационарного спектрометрического нейтронного гамма каротажа (СНГК). Широкодиапазонная аппаратура СНГК (СНГК-Ш) предназначена для оценки содержаний радиационно-активных элементов руд и горных пород (Н, Fe, Са, Si и др.). Метод СНАК дает возможность оценивать содержание активируемых нейтронами элементов, таких как кремний, алюминий, магний.Known integrated spectrometric equipment for nuclear logging, including a gamma-ray spectrometer (GC) and two spectrometers SNKG-Sh, which allows the descent of a downhole tool to measure by spectrometric neutron activation logging (SNAK), and when lifting - by natural gamma radiation (GC) ) and the method of stationary spectrometric neutron gamma ray logging (LPG). The wide-range apparatus of the LPGC (LPGC-III) is designed to evaluate the content of radiation-active elements of ores and rocks (H, Fe, Ca, Si, etc.). The SNAC method makes it possible to estimate the content of elements activated by neutrons, such as silicon, aluminum, and magnesium.

Фактически, широкодиапазонная модификация аппаратуры СНГК (СНГК-Ш) позволяет осуществить многометодные измерения за одну спускоподъемную операцию (А.А.Крысов, Т.С.Мамлеев, Г.С.Кулешов, Н.М.Зараменских, В.Н.Даниленко, В.И.Борисов, Л.К.Борисова. Комплексная спектрометрическая аппаратура ядерно-физическая аппаратура для исследования нефтегазовых скважин. // Научный симпозиум «Новые геофизические технологии для нефтегазовой промышленности» Тезисы докладов. Уфа, 2003 г., с.128(a).In fact, a wide-range modification of the CISK (SNGK-Sh) equipment allows multi-method measurements for one tripping operation (A.A. Krysov, T.S. Mamleev, G.S. Kuleshov, N.M. Zaramensky, V.N.Danilenko, V.I.Borisov, L.K. Borisova, Integrated spectrometric equipment, nuclear physics equipment for the study of oil and gas wells // Scientific symposium "New geophysical technologies for the oil and gas industry" Abstracts, Ufa, 2003, p.128 (a )

Известна аппаратура СПРК - спектрометр гамма-излучения радиационного захвата для оценки концентрации хлора (CHГK-CL) с каналом СГК и двух зондовым ННК-Т (нейтрон-нейтронный каротаж по тепловым нейтронам), предназначенная для определения пористости горных пород (Цифровые приборы спектрометрического радиоактивного каротажа СПРК и СПРК-М. Каталог ОАО НПП «ВНИИГИС», ЗАО НПФ «ГИТАС», ).Known SPRC equipment - a gamma radiation radiation capture spectrometer for estimating chlorine concentration (CHГK-CL) with an SGK channel and two probe NNK-T (neutron-neutron logging by thermal neutrons), designed to determine rock porosity (Digital spectrometric radioactive logging instruments SPRK and SPRK-M. Catalog of NPP VNIIGIS, JSC NPF GITAS,).

Скважинная часть аппаратуры содержит источник гамма-квантов и расположенные по одну сторону от источника: два зонда ННК-Т (малый и большой с детекторами тепловых нейтронов), зонд СНГК-CL с детекторами гамма излучения радиационного захвата, зонд СГК с детектором естественной радиоактивности.The downhole part of the equipment contains a gamma-ray source and located on one side of the source: two NNK-T probes (small and large with thermal neutron detectors), a CISK-CL probe with gamma radiation detectors, an SGK probe with a natural radioactivity detector.

При исследовании скважин использование комплекса из обеих модификаций (СНГК-Ш и СПРК) дает возможность определить характер насыщения коллекторов и оценить пористость пород. Получаемая двумя приборами информация дает полное представление об объекте исследования.When exploring wells, the use of a complex of both modifications (CISK-Sh and SPRK) makes it possible to determine the nature of reservoir saturation and to evaluate rock porosity. The information received by two devices gives a complete picture of the object of study.

Каждый прибор (СПРК и СНГК-Ш) имеет свой источник гамма-квантов и детекторы для их регистрации. В скважину они спускаются друг за другом и имеют в связке значительную длину.Each device (SPRK and SNGK-Sh) has its own source of gamma rays and detectors for their registration. They descend into the well one after another and have a considerable length in the bundle.

Такая компоновка приборов неудобна в эксплуатации, спуск и подъем их занимают много времени.This arrangement of devices is inconvenient in operation, their descent and rise take a lot of time.

Задачей заявляемой полезной модели является повышение удобства в эксплуатации и расширение технологических возможностей комплексной аппаратуры, а также уменьшение ее габаритов.The objective of the claimed utility model is to increase ease of use and expand the technological capabilities of complex equipment, as well as reducing its dimensions.

Указанная задача решается тем, что в комплексной спектрометрической аппаратуре ядерного каротажа, включающей зонд, содержащий детектор естественной радиоактивности (СГК) и детекторы гамма излучения радиационного захвата (СНГК), и зонд, содержащий детекторы тепловых нейтронов (ННК-Т), указанные зонды имеют общий источник нейтронов, при этом детекторы естественной радиоактивности (СГК) и детекторы гамма излучения радиационного захвата (СНГК) развернуты от детекторов тепловых нейтронов (ННК-Т) в разные стороны по оси прибора относительно указанного источника, кроме того, охранные кожухи указанных зондов соединены с держателем источника нейтронов.This problem is solved by the fact that in a complex spectrometric equipment for nuclear logging, including a probe containing a detector of natural radioactivity (GCS) and gamma-ray radiation capture detectors (SSC), and a probe containing thermal neutron detectors (NNK-T), these probes have a common a neutron source, while the detectors of natural radioactivity (GCS) and detectors of gamma radiation radiation capture (GCC) are deployed from thermal neutron detectors (NNK-T) in different directions along the axis of the device relative to azannogo source, in addition, security guards said probes are connected to the holder neutron source.

На фигуре изображена блочная схема комплексной спектрометрической аппаратуры радиоактивного каротажа (КСПРК-Ш).The figure shows a block diagram of a complex spectrometric equipment for radioactive logging (KSPRK-Sh).

КСПРК-Ш включает два зонда (малый 1 и большой 2 с детекторами гамма излучения радиационного захвата (СНГК)) и зонд СГК 3 с детектором естественной радиоактивности, которые расположены по одну сторону от общего источника нейтронов 4, и два зонда (малый 5 и большой 6 с детекторами тепловых нейтронов (ННК-Т)), которые расположены по другую сторону от общего источника нейтронов 4. Зонды 1, 2 и 3 установлены в охранном кожухе 7, а зонды 5 и 6 расположены в охранном кожухе 8. Охранные кожухи 7 и 8 соединены с держателем 9 источника нейтронов 4, по разные стороны от него.KSPRK-Sh includes two probes (small 1 and large 2 with gamma radiation detectors of radiation capture (LPG)) and an SGK 3 probe with a natural radioactivity detector, which are located on one side of a common neutron source 4, and two probes (small 5 and large 6 with thermal neutron detectors (NNK-T)), which are located on the other side of the common neutron source 4. Probes 1, 2 and 3 are installed in the protective casing 7, and probes 5 and 6 are located in the protective casing 8. Security casing 7 and 8 are connected to the holder 9 of the neutron source 4, on opposite sides about t him.

Помимо указанных зондов, КСПРК-Ш содержит регистратор 10, обеспечивающий передачу информации по каротажному кабелю 11, питание скважинного прибора и связь с датчиком глубин 12. Информация по каротажному кабелю 11 передается на бортовой компьютер 13 каротажной станции.In addition to these probes, KSPRK-Sh contains a logger 10, which provides information transfer via a logging cable 11, power to the downhole tool and communication with a depth sensor 12. Information on the logging cable 11 is transmitted to the on-board computer 13 of the logging station.

Перед работой охранные кожухи 7 и 8 зондовых частей наворачиваются на ответные части держателя 9 источника нейтронов 4. Скважинный прибор с зондами спускается в скважину на каротажном кабеле 11.Before work, the protective covers 7 and 8 of the probe parts are screwed onto the counterparts of the holder 9 of the neutron source 4. A downhole tool with probes is lowered into the well on a wireline 11.

Во время работы КСПРК-Ш происходит преобразование световых вспышек детекторов в пропорциональные по амплитуде импульсы тока посредством фотоэлектронных умножителей (ФЭУ) и преобразование теплового нейтронного излучения в амплитуды тока посредством счетчиков нейтронов, осуществляется усиление и оцифровка амплитуд и импульсов, выходящих с ФЭУ и счетчиков нейтронов, накопление спектров СНГК и СГК, и счета тепловых нейтронов, а также передача накопленных параметров по каротажному кабелю 11 на регистратор 10 и далее на компьютер каротажной станции 13.During operation of the KSPRK-Sh, light flashes of the detectors are converted into amplitude-proportional current pulses by means of photoelectronic multipliers (PMTs) and thermal neutron radiation is converted into current amplitudes by neutron counters, amplification and digitization of amplitudes and pulses coming from the PMT and neutron counters the accumulation of the spectra of the LPG and SGC, and thermal neutron counts, as well as the transfer of the accumulated parameters through the logging cable 11 to the logger 10 and then to the logging computer station 13.

Быстрые нейтроны в процессе взаимодействия с ядрами горных пород замедляются до тепловой энергии и регистрируются малым 5 и большим 6 зондами ННК-Т.Fast neutrons in the process of interaction with rock nuclei slow down to thermal energy and are detected by small 5 and large 6 NSC-T probes.

Малый 1 и большой 2 зонды СНГК детектируют гамма-излучение, образующееся в результате замедления быстрых нейтронов источника 4, диффузии тепловых нейтронов и гамма-излучения радиационного захвата (ГИРЗ), образующегося при захвате тепловых нейтронов ядрами среды, а также рассеянного гамма-излучения, образующегося в процессе рассеяния квантов ГИРЗ. Спектрометр СГК 3 регистрирует гамма-излучение, образующееся в результате распада радиоактивных ядер химических элементов, находящихся в горных породах. Вторичное излучение, образующееся в результате действия нейтронного источника на окружающую среду, до детектора СГК, находящегося на расстоянии более 2 м от источника 4, не доходит.Small 1 and large 2 LPG probes detect gamma radiation generated as a result of slowing down of fast neutrons of source 4, diffusion of thermal neutrons and gamma radiation of radiation capture (GIRS), which is formed during the capture of thermal neutrons by the nuclei of the medium, as well as scattered gamma radiation generated in the process of scattering quanta GIRZ. The SGK 3 spectrometer detects gamma radiation generated as a result of the decay of the radioactive nuclei of chemical elements located in rocks. Secondary radiation resulting from the action of a neutron source on the environment does not reach the SGK detector located at a distance of more than 2 m from source 4.

На регистратор 10 и компьютер каротажной станции 13 с прибора КСПРК-Ш в каждом цикле информационного обмена передается один спектр СГК и по два спектра (общий и низкоэнергетический) малого 1 и большого 2 зондов СНГК и интегральный счет тепловых нейтронов малого 5 и большого 6 зондов ННК-Т.In each data exchange cycle, one GMS spectrum and two spectra (total and low energy) of small 1 and large 2 LPG probes and an integrated count of thermal neutrons of small 5 and 6 large NOC probes are transmitted to the recorder 10 and the logging station 13 computer from the KSPRK-Sh instrument in each information exchange cycle -T.

Фиксированное расстояние между зондами на всем интервале исследования повышает достоверность интерпретации результатов измерений благодаря одинаковой интенсивности излучения общего источника нейтронов для всех зондов.A fixed distance between the probes over the entire study interval increases the reliability of the interpretation of the measurement results due to the same radiation intensity of a common neutron source for all probes.

КСПРК-Ш позволяет за один спуско-подъем провести измерение, равносильное измерениям, произведенным отдельными приборами: СПРК и СНГК-Ш и осуществляет: литологическое расчленение вскрытого скважинной геологического разреза и позволяет рассчитать литологическую модель с уточнением типов глинистых отложений; выделить коллектор и определить коэффициент пористости; определить характер насыщения коллекторов и рассчитать коэффициенты нефте- и газонасыщенности; определить положение ВНК (водонефтяного контакта), ГНК (газонефтяного контакта), ГВК (газоводяного контакта).KSPRK-Sh allows for one descent to carry out a measurement equivalent to measurements made by separate instruments: SPRK and SNGK-Sh and performs: lithological dissection of the opened borehole geological section and allows you to calculate the lithological model with the specification of the types of clay deposits; select the reservoir and determine the coefficient of porosity; determine the nature of saturation of the reservoirs and calculate the coefficients of oil and gas saturation; determine the position of VNK (water-oil contact), GNK (gas-oil contact), GVK (gas-water contact).

Это значительно повышает технологические возможности аппаратуры, сокращая время исследования скважины в два раза.This significantly increases the technological capabilities of the equipment, reducing the time of well research by half.

Совмещение зондов в одном скважинном приборе уменьшает длину прибора (не более 3150 мм), что повышает удобство в эксплуатации и сокращает время спускоподъемных операций.The combination of probes in one downhole tool reduces the length of the device (no more than 3150 mm), which increases ease of use and reduces the time of tripping operations.

Claims (1)

Комплексная спектрометрическая аппаратура ядерного каротажа, включающая зонд с детектором естественной радиоактивности (СГК) и детекторами гамма излучения радиационного захвата (СНГК), и зонд, содержащий детекторы тепловых нейтронов (ННК-Т), отличающаяся тем, что указанные зонды имеют общий источник нейтронов, при этом детекторы естественной радиоактивности (СГК) и детекторы гамма излучения радиационного захвата (СНГК) развернуты по оси в другую сторону от детекторов тепловых нейтронов (ННК-Т) относительно указанного источника, кроме того, охранные кожухи указанных зондов соединены с держателем источника нейтронов.

Integrated nuclear logging spectrometric equipment, including a probe with a natural radioactivity detector (GCS) and gamma radiation detectors (GCC), and a probe containing thermal neutron detectors (NNK-T), characterized in that these probes have a common neutron source, In this case, natural radioactivity detectors (GCS) and gamma radiation detectors of radiation capture (GCC) are deployed along the axis to the other side from thermal neutron detectors (NNK-T) relative to the specified source, except first, the protective covers of these probes are connected to the holder of the neutron source.

Images