7 подписчиков

Геология 3

30 ноября 202330 ноя 2023

42 мин

Лекция №3

Приборы радиоактивного каротажа

К скважинной радиометрической аппаратуре относят устройства, предназначенные для дистанционного измерения плотности потока ионизирующих частиц или квантов, а также активности источника излучения в скважине. Зонд радиометрической аппаратуры включает источники (ампульные или управляемые) и детекторы излучения, разделенные рассеивающими и (или) поглощающими фильтрами. Источники и детекторы размещены на определенном расстоянии, составляющем длину зонда.

Радиометрическая аппаратура, предназначенная для измерения плотности потока не одного, а нескольких видов излучения или излучения в нескольких энергетических интервалах, содержит несколько измерительных каналов, т.е. является двух-, трех- или многоканальной. Выбор конструкции зонда радиометрической аппаратуры и скважинного прибора в целом, а также электронной схемы отдельных узлов аппаратуры зависит от ее назначения, т.е. от используемого метода радиометрии. При этом определяющее влияние на геологическую эффективность аппаратуры оказывают конструктивные особенности зондового устройства. Схема электронной части аппаратуры предопределяет в основном ее эксплуатационные характеристики: стабильность, надежность и др. К конструктивным особенностям зондовой части аппаратуры относят: внешний диаметр, толщину стенок и материал охранного кожуха; условия экранирования источников и детекторов излучения; геометрию их расположения в приборе; наличие или отсутствие прижимных или центрирующих устройств; размеры и типы источников и детекторов излучения.

При выборе той или иной конструкции и электронной схемы необходимо учитывать общие требования, предъявляемые к любой аппаратуре для геофизических исследований в скважинах, а также специфичные требования, предъявляемые к скважинной радиометрической аппаратуре: статистическая точность измерений; дифференцирующая способность прибора; воспроизводимость результатов измерения; линейность аппаратуры; исключение взаимного влияния каналов. Под линейностью аппаратуры понимают соблюдение прямой пропорциональности между регистрируемыми средними частотами импульсов и истинной плотностью (Ф) потока, поступающего на детектор излучения, во всем диапазоне ее изменений.

Основные причины нелинейности радиометрической аппаратуры заключаются в возникновении просчетов импульсов из-за конечного разрешающего времени детекторов, отдельных узлов электронной схемы и линии связи (кабеля), т. е. из-за того, что информация в радиометрической аппаратуре передается по каналам связи в виде статистически-распределенных во времени нормализованных импульсов, средняя частота которых является измеряемой величиной. Для увеличения количества передаваемой информации целесообразно уменьшать длительность им- пульсов, передаваемых по каналу связи. С учетом параметров геофизического кабеля для телеизмерительной системы может быть рекомендована длительность импульсов информации 20-35 мкс. Взаимное влияние каналов обусловлено проникновением сигналов одного канала в тракт передачи другого канала, а также совпадением во времени отдельных сигналов, передаваемых по линии связи скважинного прибора на поверхность, и их взаимной компенсацией ли наложением. Совпадения могут вызвать либо взаимное уничтожение импульсов, либо изменение их параметров. В этом случае они не регистрируются наземной аппаратурой, и происходит потеря информации, приводящая к погрешностям измерений.

В современных приборах, использующих сцинтилляционные детекторы, средняя частота импульсов составляет в канале ГК 200 имп/с, в канале ГГК (или НГК) 3000 имп/с. При длительности импульсов 50 мкс относительная погрешность за счет совпадений достигает в канале ГК 30 %, а в канале ГГК (НГК) 1%. Следовательно, защита каналов от взаимных влияний необходима и особенно для канала с малой частотой. Для этого в скважинном приборе используют специальный выходной каскад-смеситель, который пропускает в линию связи импульсы одного из каналов в любой момент времени, а импульсы другого канала лишь в то время, когда нет импульсов первого.

Скважинная аппаратура, реализующая метод или модификацию радиоактивного каротажа (РК), как правило, включает установку для измерения естественной гамма-активности среды, окружающей прибор. В настоящее время детектор гамма-каротажа (ГК) чаще всего состоит из фотоэлектронного умножителя и сцинтиллятора. В качестве сцинтилляторов используют термостойкие кристаллы NаI(Тl), СsI(Nа), ВGО – германата висмута. Охранный стальной кожух толщиной до 10 мм значительно ослабляет плотность потока квантов, достигающего детектора. Предложено напротив детектора ГК делать вставку из дюралюминия. В этом случае скорость счета возрастает примерно на 30%, а регистрируемый спектр становится более жестким.

Разнообразны зондовые устройства, предназначенные для реализации гамма-гамма-каротажа (ГГК). Плотностная модификация ГГК реализуется обычно с использованием цезиевого источника, испускающего гамма- кванты с энергией 0,67 МэВ. В качестве детектора используют сцинтилляторы. В термостойких приборах сцинтилляционный счетчик помещают в металлический сосуд Дьюара, который обеспечивает максимальную температуру детектора не выше 120°С в течение нескольких часов при температуре окружающей среды 200°С и более.

Находят также применение термостойкие ФЭУ фирмы «HAMAMATZU» и термоустойчивые кристаллы ВGО. В приборах ГГК применяют двухзондовую установку. Для обеспечения необходимой геометрии измерений, исключения влияния ближней зоны следует прижимать зонд к стенке скважины с помощью управляемого прижимного устройства. Создание необходимого усилия прижима (около 300 Н) требует использования соответствующего исполнительного механизма, конструкции рычажной системы, схемы управления устройством. Применяют два варианта прижатия зонда к стенке скважины: в первом прижимают выдвижной блок, включающий источник и два детектора, во втором – весь прибор в целом. В последнем случае зондовое устройство выполняют в виде части, выступающей на 3-5 мм за габариты охранного кожуха. Детекторы размещают в защитных экранах с коллимационными окнами. Коллимируют также источник излучения. Обычно с помощью коллимационного окна в экране излучение направляется под углом около 45° к оси прибора. Иногда детекторы смещают к стенке скважины, чтобы обеспечить лучшее экранирование от фона стенки. Однако при этом затрудняются условия коллимации. Длину малого зонда устанавливают порядка 150мм, а большого – 300- 400 мм. Энергетический максимум спектра гамма-квантов, регистрируемых детектором малого зонда, лежит в области 0,4-0,5 МэВ, т. е. гамма-кванты претерпевают в основном однократное рас- сеяние. Детектор большого зонда регистрирует многократное рассеяние с максимумом в области 0,1-0,2 МэВ.

Зондовое устройство аппаратуры нейтронного каротажа (НК) содержит ампульный источник нейтронов (Ро – Ве или Рu – Ве) и детектор гамма-квантов (НГК) или нейтронов (ННК).

Иногда используют комбинированные системы измерений НК. Малый зонд регистрирует надтепловые, средний зонд – тепловые нейтроны, а большой – гамма-кванты радиационного за- хвата нейтронов. Для реализации так называемого бокового нейтронного каротажа предложены конструкции зондовых устройств с прижатием к стенке скважины. В этом случае источник нейтронов окружают отражающим экраном с высоким сечением неупругого рассеяния для быстрых нейтронов (например, медным). Экраном окружают и детектор тепловых (надтепловых) нейтронов, изготовляемый обычно из карбида бора, для поглощения нейтронов, идущих из скважины.

В настоящее время находят широкое применение следующие приборы радиоактивного каротажа:

ГК-60 – модуль, предназначенный для измерения мощности экспозиционной дозы естественного гамма-излучения скважин с целью привязки по глубине показаний инклинометра к реперным пластам, благодаря использованию диамагнитных материалов (дюралюминиевые и титановые корпуса). Модуль может эксплуатироваться как автономно, так и в комплексе с инклинометром ИММН 60-100/60 или модулями, имеющими аналогичное напряжение питания и телесистему. Модуль работает на одножильном каротажном кабеле длиной до 5000 м. В модуле предусмотрена возможность измерения напряжения на головке в процессе каротажа;

СГК – модуль гамма-каротажа в спектрометрическом варианте;

НГК-60 – модуль, предназначенный для определения водонасыщенной пористости. Модуль НГК-60 входит в состав программно-управляемого аппаратурно-методического комплекса МАГИС, предназначенного для ГИС бурящихся нефтегазовых скважин. Модуль НГК-60 может эксплуатироваться как самостоятельно, так и в комплексной сборке с другими модулями ГК, ГК-С, ГГК-ЛП, МАК-7, входящими в состав комплекса МАГИС.

Модуль работает на трехжильном каротажном кабеле длиной до 5000 м. с компьютеризированной каротажной станцией. Тип источника нейтронов: плутоний-бериллиевый ИБН 8-5 с выходом 1*107н/с.

Основные технические характеристики:

Диапазон измерений водонасыщеной пористости горных пород,%...1-40.

Предел допускаемых значений основной относительной погрешности (в зависимости от значения водонасыщенной пористости Кп),%...+/-[4+2(40/Kn-1)].

Диапазон рабочих температур,°С...5-120.

Допустимое гидростатическое давление,МПа...80.

Габаритные размеры модуля, мм

Длина...2100 Диаметр...73 Масса модуля, кг...50

Скорость проведения измерений,м/ч, не более:

детальных...400 обзорных...600;

2ННК-НТ – модуль предназначен для определения пористости по показаниям двух зондов нейтронного каротажа. Модуль 2ННК-НТ входит в состав программно-управляемого аппаратурно-методического комплекса МАГИС, предназначенного для ГИС бурящихся нефтегазовых скважин. Модуль 2ННК-НТ может эксплуатироваться как самостоятельно, так и в комплексной сборке с другими модулями: ГК-С, ГГК-ЛП, МАК-7, входящими в состав комплекса МАГИС. Модуль работает на трехжильном каротажном кабеле длиной до 5000 м с компьютеризованной каротажной станцией. Тип источника нейтронов: плутоний-бериллиевый ИБН 8-5 с выходом 1*10000000 н/с.

Основные технические характеристики:

Диапазон измерения водонасыщенной пористости горных пород,%...1-40.

Предел допускаемых значений основной относительной погрешности (в зависимости от значения водонасыщенной пористости Кп),%...+/-(4+2(40/Kn-1)).

Диапазон рабочих температур,°С...5 – 120.

Допустимое гидростатическое давление,МПа...80.

Габаритные размеры модуля,мм

Длина...1860 Диаметр...73

Масса модуля,кг...50

Скорость проведения измерений, м/ч, не более:

детальных...400 - обзорных...600

Перечисленная аппаратура работает в составе компьютеризованных каротажных лабораторий с регистраторами типа «Гектор» или «Вулкан». Передача информации по каротажному кабелю осуществляется с помощью унифицированной многоканальной кодоимпульсной телеметрической системы на базе кода «Манчестер-2».

Общие требования к технологии проведения каротажа радиоактивными методами

Радиоактивный каротаж (РК) – исследования, основанные на измерении параметров полей ионизирующих частиц (нейтронов и гамма квантов) с целью определения ядерно-физических свойств и элементного состава горных пород.

Радиоактивный каротаж нефтяных и газовых скважин включает следующие основные группы измерений:

– гамма-каротаж – ГК;

– гамма-гамма-каротаж – ГГК;

– нейтронный каротаж НК;

– нейтронный активационный каротаж.

Каждая группа подразделяется на несколько модификаций, различающихся типом и/или энергетическим спектром регистрируемого излучения, конструкцией измерительных зондов, методиками измерений и обработки первичных данных.

Приборами РК непосредственно измеряются сигналы детектора(ов) ионизирующего излучения в виде скорости счета – числа импульсов, регистрируемых в единицу времени. В импульсных и спектрометрических модификациях РК регистрируют скорости счета во временных и/ или энергетических окнах.

Переход от скорости счета к физическим характеристикам пород (плотность пород, эффективный атомный номер элементов, макросечение захвата нейтронов и др.) и их геологическим параметрам (пористость, насыщенность, вещественный состав пород) осуществляют с использованием зависимостей между показаниями скважинных приборов и указанными характеристиками или параметрами (установленными на моделях пород, пересеченных скважиной или методами математического моделирования).

Наиболее важными эксплуатационными и метрологическими характеристиками приборов РК являются:

– диапазоны измерения геофизических характеристик;

– предел допускаемой основной погрешности измерений;

– допускаемые максимальные скорости счета;

– нестабильность скорости счета при непрерывной работе прибора; – максимальные значения температуры и давления в скважине;

– максимальное и минимальное значения внутреннего диаметра исследуемых скважин (обсадных колонн, НКТ);

– вертикальное разрешение метода и глубинность исследований.

Значения этих характеристик и допускаемые отклонения от них регламентируются требованиями эксплуатационной документации на конкретные приборы.

Минимальные требования к методическому обеспечению обработки данных заключаются в наличии основных интерпретационных зависимостей, устанавливающих взаимосвязь между измеряемыми скоростями счета и искомыми геофизическими характеристиками или геологическими параметрами пород для стандартных условий измерений, а также дополнительных зависимостей, позволяющих учесть влияние на основные зависимости геолого-технических условий измерений: давления и температуры в скважине, ее диаметра, свойств промывочной жидкости и глинистой корки, диаметров и толщин обсадной колонны и цементного кольца, вещественного состава пород, минерализации пластовых вод, плотности флюидов и т. п.

Стандартные условия для большинства видов РК заключаются в следующем:

– породы представлены чистым известняком (минералогическая плотность 2,71 г/см3) с гранулярной (межзерновой) пористостью;

– поры породы и ствол скважины заполнены пресной водой, минерализация которой меньше 0,2 г/л;

– диаметр скважины равен 200 мм, каверны и глинистая корка отсутствуют;

– прибор прижат к стенке скважины;

– температура окружающей среды 20 °С, давление атмосферное.

В зависимости от решаемой задачи выделяют общие и детальные исследования методами РК. Отличия между ними заключаются в требованиях получения неискаженной информации для пластов с минимальной толщиной (hmin), параметры которых подлежат количественной оценке, и заданной статистической (случайной) σсл погрешности, приведенной к пласту толщиной h = 1м, значение которой определяется выражением:

σcл =100 , %

60Jh

где J – средняя скорость счета (имп/мин), ν – скорость подъема прибора (м/ч).

Выполнение этих требований достигается выбором максимально допустимой скорости vmax каротажа, которая, при отсутствии каких либо других, специальных для конкретного типа приборов требований, определяется выражением:

νmax = 6 · 10-3 σ2сл j(hmin - l3) ,

где l3 – эффективная длина зонда, м.

Требования к минимальным толщинам hmin и значениям случайных погрешностей σсл для общих и детальных измерений Рк

Вид исследований

hmin, м

σсл, %

Общие

3-5

4-7

Детальные

1,5-2,0

3-5

При использовании нескольких каналов регистрации выбирается значение vmax, минимальное для одного из каналов.

Уменьшение случайной погрешности σсл, достигается снижением скорости каротажа. В случае если подъемник не обеспечивает необходимую (низкую) скорость каротажа, измерения выполняют за несколько спускоподъемных операций. Их количество определяется делением минимально возможной скорости каротажа, которую обеспечивает подъемник, на требуемую скорость измерений.

Повышение детальности исследований достигается уменьшением шага дискретизации по глубине при одновременном снижении скорости каротажа. Шаг дискретизации по глубине выбирают из ряда 0,2; 0 ,1; 0,05 м.

Калибровку, техническое обслуживание, исследования скважин приборами радиоактивного каротажа проводят, строго соблюдая требования документов: СП 2.6.1.758-99 «Нормы радиационной безопасности НРБ-99». М.: Минздрав России, 1999; СП 2.6.1.799-99 «Основные санитарные правила обеспечения радиационной безопасности ОСПОРБ-99». М.: Минздрав России, 2000; отраслевых нормативнотехнических и руководящих документов по обеспечению радиационной безопасности.

Все работы с источниками ионизирующих излучений (ИИИ) и радиоактивными веществами (РВ) проводит персонал, обученный и допущенный к соответствующим видам работ в соответствии с требованиями, нормами и правилами НРБ-99 и ОСПОРБ-99.

Работы на метрологических стендах по поверке скважинных приборов, в которых установлены источники ионизирующего излучения, выполняют в специально выделенных помещениях (площадках), исключающих доступ лиц, не допущенных к работе с ионизирующими излучениями и непосредственно не занятых работами по поверке.

Поверку источников Сs-137 на герметичность упаковки активной компоненты выполняют, располагая первый раз зондовую часть прибора ГГК-П коллимационными отверстиями вниз на стандартном образце плотности, выполненном из алюминия, второй раз – располагая тот же образец плотности на зондовой части, повернутой коллимационными отверстиями вверх. Допустимая разность показаний при указанных положениях прибора не должна превышать ±3 %.

Предприятия и организации, выполняющие работы с источниками ионизирующего и радиоактивного излучения, должны быть оснащены переносными приборами для измерения мощности дозы гамма- и нейтронного излучения и радиометрами альфа- и бета-излучения для контроля загрязнения кожных покровов людей, средств индивидуальной защиты, поверхностей промыслового оборудования и грунта.

В таблице приведен список приборов радиоактивного каротажа с указанием основных характеристик и условий измерений:

Основные характеристики приборов РК

Обозначение прибора

Методы ГИС

Диаметр

(прибора) и скважин, мм

Предельные температура ºC, и давление, МПа

ДРСТ-3-90

2ННК-Т + 2ННК-НТ + НГК + ГК

(90)

135/100

ДРСТ-3-60

2ННК-Т + 2ННК-НТ + НГК + ГК

(60)

120/100

СРК

(2ННК-Т) + 2ННК-НТ) + НГК+ГК

(90)146

120/120

ПРКЛ-73

(2ННК) + ГК + ЛМ

(83)146

120/80

ПРКЛ-73А

НГК + ГК + ЛМ

(83)146

120/80

РК-5-76-120/80

НГК + ГК+ ЛМ

(76)146

120/80

НГК-60 (УРАЛ-100)

НГК

(73) 146/300

120/80

ГК-С (УРАЛ-100)

(Уран) + (Торий) + (Калий)

(73)146/300

120/80

ГК-С (МАГИС-2)

(Уран) + (Торий) + (Калий)

(80) 120/259

120/80

ГГК-ЛП(МАГИС-2)

ГГК

146/300

120/80

ДРСТ 3-90

Прибор радиоактивного каротажа скважинный, термостойкий, двухканальный ДРСТ 3-90.

Предназначен для исследования нефтяных и газовых скважин методами:

– двухзондового нейтрон-нейтронного каротажа по тепловым и надтепловым нейтронам (2ННК-Т, 2ННК-НТ);

– нейтронного гамма-каротажа (НГК);

– гамма-каротажа (ГК).

Прибор рассчитан на работу в нефтяных и газовых скважинах:

– глубиной до 5000 м;

– верхние значения температуры окружающей среды 135 ºС; – предельное гидростатическое давление 100 МПа.

Скважинный прибор обеспечивает проведение измерений в скважинах, заполненных водной промывочной жидкостью с содержанием NaCl от десятых долей процента до минерализации, соответствующей насыщению NaOH – до 20 %, нефти – до 10 %, и водородным показателем (pH) до 10.

Скважинный прибор эксплуатируется в комплексе со следующими изделиями:

– каротажными станциями по ГОСТ 25785-83, оснащенными цифровым каротажным регистратором, обеспечивающим прием и текущую обработку данных в соответствии с заданными функциями преобразования («ГЕКТОР» или «ВУЛКАН»);

– трехжильным бронированным каротажным кабелем длиной 3000…5000 м, оснащенным кабельным наконечником по ГОСТ 14213-81 ;

– источником быстрых нейтронов полоний-бериллиевым типа ВНИ-2 или плутоний-бериллиевым типа ИБН 8-5 с потоком нейтронов от 5×106 до 1×107 с -1.

Основные технические характеристики:

– количество одновременно измеряемых параметров – 2;

– число сменных блоков детектирования – 2;

– диапазон измерения мощности экспозиционной дозы гамма-

гамма-излучения А/кг (мкР/ч) каналом ГК от 0,35·10-12 до 8,96·10-12 (от 5 до 125);

– диапазон измерений каналом НГК от 0,35·10-12 до 1,7·10-10 (от 50 до 2300);

– диапазон измерения плотности потока тепловых нейтронов каналом ННК с-1·м-2 от 1·105 до 3,5·105;

– чувствительность каналов, не менее:

канала ГК, имп/с на 1А/кг, 2,8·1014 (имп/мин на 1 мкР/ч – 1200);

канала НГК, имп/с на 1А/кг, 0,38·1014 (имп/мин на 1 мкР/ч – 165);

канала ННК, имп/с на 1·105с-1·м-2 (имп/мин на 1·105с-1·м-2) – 28 (1700) ;

– габаритные размеры прибора, мм, не более:

диаметр .................................... 90 ;

длина .................................................3561.

Масса прибора, кг, не более .............................87.

ДРСТ 3-90 (точки записи)

контроль качества полученной информации

1. Минимальные показания НГК в интервалах глубоких каверн не должны быть меньше 1,2 усл. ед.

2. Расхождение значений основной и контрольной записи не более ±3 %.

3. Расхождения значений основного и повторного замера не должны превышать более ±4% для общих и ±3% для детальных исследований, при том что оба замера выполнены при одних и тех же скважинных условиях.

4. Сравнить значения в имп/мин со стандартными значениями в подобных скважинах (значения ГК, НГК в плотных непроницаемых пластах либо других опорных горизонтах). Данную информацию рекомендуется уточнить у главного геолога УГР, после получения заявки – до выезда на скважину.

5. Запись не должна иметь срывов, участков с отсутствием информации.

6. Скорость регистрации данных – 400 м/ч при проведении детальных исследований (масштаб 1:200), скорость – 700 м/ч при проведении общих исследований (масштаб 1:500).

ДРСТ 3-60

Прибор радиоактивного каротажа скважинный, термостойкий, двухканальный ДРСТ 3-60.

Прибор ДРСТ 3-60 (внешний вид)

Предназначен для исследования нефтяных и газовых скважин методами:

– двухзондового нейтрон-нейтронного каротажа по тепловым и надтепловым нейтронам (2ННК-Т, 2ННК-НТ);

– нейтронного гамма-каротажа (НГК);

– гамма-каротажа (ГК).

Прибор рассчитан на работу в нефтяных и газовых скважинах:

– глубиной до 5000 м;

– верхние значения температуры окружающей среды 120 ºС; – предельное гидростатическое давление 100 МПа.

Скважинный прибор обеспечивает проведение измерений в скважинах, заполненных водной промывочной жидкостью с содержанием NaCl от десятых долей процента до минерализации, соответствующей насыщению NaOH – до 20%, нефти – до 10%, и водородным показателем (pH) до 10.

Скважинный прибор эксплуатируется в комплексе со следующими изделиями:

Основные технические характеристики

– количество одновременно измеряемых параметров – 2;

– число сменных блоков детектирования – 2;

– диапазон измерения мощности экспозиционной дозы гамма-излучения, А/кг (мкР/ч) каналом ГК от 0,35·10-12 до 8,96·10-12 (от 5 до 125) ;

– диапазон измерения каналом НГК от 0,35·10-12 до 1,7·10-10 (от 50 до 2300);

– диапазон измерения каналом ННК, с-1·м-2 от 1·105 до 3,5·105;

– чувствительность каналов, не менее:

канала ГК, имп/с на 1А/кг, 2,8·1014 (имп/мин на 1 мкР/ч – 1200) ;

канала НГК, имп/с на 1А/кг, 0,38·1014 (имп/мин на 1 мкР/ч – 165) ;

канала ННК, имп/с на 1·105с-1·м-2 (имп/мин на 1·105с-1·м-2) – 28(1700) ;

– габаритные размеры прибора, не более:

диаметр – 60 мм; длина – 3446 мм;

– масса прибора, кг, не более 42.

Схема прибора ДРСТ 3-60 (точки записи)

Контроль качества полученной информации

1. Произвести запись повтора не менее 50 м, в интервале с наибольшей дифференциацией показаний. В пределах интервала повторной записи должно быть не менее двух меток глубин.

2. Расхождения значений основного и повторного замера не должны превышать более ± 4% для общих и ±3% для детальных исследований, при том что оба замера выполнены при одних и тех же скважинных условиях.

3. Сравнить значения в имп/мин со стандартными значениями в подобных скважинах (значения ГК, НГК в плотных непроницаемых пластах либо других опорных горизонтах). Данную информацию рекомендуется уточнить у главного геолога УГР, после получения заявки – до выезда на скважину.

4. Скорость регистрации данных, не более: при масштабе 1:200 – 400 м/ч, при масштабе 1:500 – 700 м/ч.

5. Запись не должна иметь срывов, участков с отсутствием информации.

СРК

Прибор скважинный радиоактивного каротажа комплексный термостойкий СРК.

Прибор СРК (внешний вид)

Предназначен для исследования нефтяных и газовых скважин методами:

– двухзондового нейтрон-нейтронного каротажа по тепловым и надтепловым нейтронам (2ННК-Т, 2ННК-НТ);

– нейтронного гамма-каротажа (НГК);

– гамма-каротажа (ГК).

Прибор рассчитан на работу в нефтяных и газовых скважинах:

– диаметром от 146 и до 300 мм;

– глубиной до 5000 м;

– верхние значения температуры окружающей среды составляют 200 ºС (для варианта исполнения АХБ 2.807.024) и 120 ºС (для варианта исполнения АХБ 2.807.024-01);

– верхнее значение гидростатического давления 120 МПа.

Скважинный прибор обеспечивает проведение измерений в скважинах, заполненных водной промывочной жидкостью с содержанием NaCl от десятых долей процента до минерализации, соответствующей насыщению NaOH – до 20%, нефти – до 10%, и водородным показателем (pH) до 10.

Скважинный прибор эксплуатируется в комплексе со следующими изделиями:

– трехжильным бронированным каротажным кабелем длиной 3000...5000 м, оснащенным кабельным наконечником по ГОСТ 14213-81 ;

Основные технические характеристики

Диапазон измерений МЭД гамма-излучения, обеспечиваемый скважинным прибором, А/кг ......................................от 14×10 -14 до 18×10 -12 .

Диапазон измерений водонасыщенной пористости (объемного влагосодержания), обеспечиваемый скважинным прибором, % ...... от 1 до 40.

Верхнее значение гидростатического давления для скважинного прибора, МПа ....................................120.

Диапазон рабочих температур окружающей среды:

– для скважинного прибора, ºС от минус 10 до плюс 120.

Ток питания ....................................................... 90 мА.

Примечание: при работе скважинного прибора в режиме ГК + НГК информация от блока детектирования НГК обрабатывается и передается по одному из каналов ННК.

Время установления рабочего режима скважинного прибора – не более 30 минут.

Продолжительность непрерывной работы скважин-ного прибора в нормальных условиях – 8 часов.

Регистрация гамма-излучения в скважинном приборе осуществляется блоком детектирования ГК, содержащим два детектора NaJ (Tl) размерами 40 × 80 мм, и сменным блоком детектирования НГК, содержащим детектор NaJ (Tl) размерами 40 × 40 мм.

Расстояние между центрами источника нейтронов и детектора НГК составляет 600 ± 2 мм.

Амплитуда выходных импульсов каналов скважинного прибора – не менее 3 В, длительность выходных им-пульсов (на уровне 0,5 их амплитуды) – не более 80 мкс.

Габариты скважинного прибора, мм:

– наружный диаметр, не более .......................... 90;

– длина ..............................................................2860. Масса скважинного прибора, кг, не более .........80.

Схема прибора СРК (точки записи)

Контроль качества полученной информации

1. Расхождения значений основного и повторного замеров не должны превышать ±6% для общих исследований и ±5% для детальных. Запись повтора – не менее 50 м в интервале с хорошей дифференциацией разреза.

2. Дифференциация показаний по разрезу – максимум НГК (2ННК-Т; 2ННК-НТ) в плотных породах, минимум в глинистых, по ГК – наоборот.

3. Значения показаний методом НГК в больших кавернах не должно быть менее 1 у. е., ГК в плотных породах – не менее 0,5 γ.

4. Запись не должна иметь срывов, участков с отсутствием информации.

5. При регистрации 2 ННК-Т, 2ННК-НТ должна наблюдаться параллельность кривых большого и малого зондов в интервалах ствола скважины близкого по диаметру к номинальному.Скорость записи не более 600 м/ч для общих и 400 м/ч для детальных исследований.

ПРКЛ-73

Прибор радиоактивного каротажа ПРКЛ-73.

предназначен для исследований нефтяных и газовых обсаженных и необсаженных скважин, а именно:

– измерения коэффициента водонасыщенной пористости горных пород путем облучения горных пород быстрыми нейтронами (ННК-Т);

– измерения мощности экспозиционной дозы (МЭД) естественного гамма-излучения горных пород (ГК);

– электромагнитной локации муфт обсадных колонн (ЛМ).

Прибор используется для проведения исследований в открытом стволе со спуском через буровой инструмент, а также для привязки интервалов перфорации при проведении геофизических исследований обсаженных скважин, в т. ч. горизонтальных:

– диаметром более 83 мм;

– глубиной до 5000 м;

– максимальная рабочая температура окружающей среды – плюс 120 º С;

– максимальное гидростатическое давление 80 МПа.

Скважинный прибор эксплуатируется в комплексе со следующими изделиями:

– трехжильным бронированным каротажным кабелем длиной 3000…5000 м, оснащенным кабельным наконечником по ГОСТ 14213-89 ;

Основные технические характеристики :

– диапазон измерения мощности экспозиционной дозы (МЭД) гамма-излучения канала ГК, мкР/ч ........................................от 1 до 250;

– диапазон измерения коэффициента водонасыщенной пористости, % ..............от 1 до 40;

– пределы допускаемой основной относительной погрешности при измерении МЭД гамма-излучения, % ............................................... ±15;

– отношение сигнал/шум локатора муфт, не менее ...................... 5:1 ;

Схема прибора (точки записи)

– установленная скорость обмена информацией прибора с наземной регистрирующей системой, кбит/с ...................................................... 14 ;

– напряжение питания постоянным током, мА ...... 50 В ±5В; 40 (+6-2) ;

– потребляемая мощность, не более, Ва ........ 3 ,5;

– габаритные размеры, мм:

длина ............................................................. 2298; диаметр ........................................................... 73 ;

– масса прибора, кг, не более ...................... 50,0;

– время установления рабочего режима, мин .................................15.

Контроль качества полученной информации

1. Расхождения значений основного и повторного замера не должны превышать более ±6% для общих исследований и ±5% для детальных.

Интервал повторных исследований – не менее 50 м (с хорошей дифференциацией разреза).

2. Дифференциация показаний по разрезу: максимум значений ННК в плотных породах, минимум в глинистых, по ГК – наоборот.

3. Значения показаний методом ННК в больших кавернах не должно быть менее 1, 2 у. е., ГК в плотных породах не менее 0,5 γ.

4. Запись не должна иметь срывов, участков с отсутствием информации.

5. Отношение сигнал/шум канала локатора муфт должно быть более 5:1.

6. При регистрации 2ННК-Т, 2ННК-НТ должна наблюдаться параллельность кривых большого и малого зондов в интервалах ствола скважины, близкого по диаметру к номинальному.

7. Скорость записи не более 500 м/ч для общих и 400 м/ч для детальных исследований.

ПРКЛ-73 А

Прибор радиоактивного каротажа ПРКЛ-73А

Прибор ПРКЛ-73А (внешний вид)

Прибор предназначен для исследований нефтяных и газовых скважин, а именно:

– измерения водонасыщенной пористости горных пород путем облучения горных пород быстрыми нейтронами (ННК) и регистрации гамма-излучения радиационного захвата нейтронов породообразующими элементами (НГК);

– измерения мощности экспозиционной дозы (МЭД) естественного гамма-излучения горных пород (ГК);

– электромагнитной локации муфт обсадных колонн (ЛМ).

Прибор используется для проведения исследований в открытом стволе в т. ч. со спуском через буровой инструмент, а также для привязки интервалов перфорации при проведении геофизических исследований обсаженных скважин, в т. ч. и горизонтальных сильно наклоненных:

– диаметром ................................. от 83 до 300 мм;

– глубиной ................................................ до 5000 м;

– максимальная рабочая температура

окружающей среды плюс ...............................120 ºС;

– максимальное гидростатическое давление 80 МПа;

– скорость каротажа, не более ......................500 м/ч.

Скважинный прибор эксплуатируется в комплексе со следующими изделиями:

Основные технические характеристики

– диапазон измерения МЭДгамма излучения канала ГК, мкР/ч ..... от 1 до 250;

– диапазон измерения коэффициента

водонасыщенной пористости, % .............. от 1 до 35;

– пределы допускаемой основной относительной погрешности

при измерении МЭД гамма-излучения, % ..........±15 ;

– отношение сигнал/шум локатора муфт, не менее ......................5:1 ;

Схема прибора ПРКЛ-73А (точки записи)

– установленная скорость обмена информацией прибора с наземной

регистрирующей системой, кбит/с ......................... 14;

– напряжение питания постоянным током, мА, 50 ±5В и ток 40 (+6-2) ;

-потребляемая мощность, Ва, не более .................. 3 ,5;

– габаритные размеры, мм:

длина ......................................................... 2700; диаметр ................................................................. 73 ;

– масса, кг, не более ............................................ 55;

– масса с ЗИП ....................................................... 60 ;

– время установки рабочего режима, мин ........ 15;

Контроль качества полученной информации

1. Расхождения значений основного и повторного замера не должны превышать более ± 6% для общих исследований и ± 5% для детальных.

2. Дифференциация кривой по разрезу: максимум НГК в плотных породах, минимум в глинистых; по ГК – наоборот.

3. Значения показаний методом НГК в больших кавернах не должно быть менее 1, 2 у. е., ГК в плотных породах – не менее 0,5 γ.

4. Запись не должна иметь срывов, участков с отсутствием информации.

5. Отношение сигнал/шум канала локатора муфт более 5:1.

6. Скорость записи не более 500 м/ч для общих и 400 м/ч для детальных исследований.

РК-5-76-120/80

Прибор предназначен для:

– измерения водонасыщенной пористости горных пород путем облучения горных пород быстрыми нейтронами и регистрации гаммаизлучения радиационного захвата нейтронов породообразующими элементами (НГК);

– измерения мощности экспозиционной дозы (МЭД) естественного гамма-излучения горных пород (ГК);

– электромагнитной локации муфт обсадных колонн (ЛМ).

Прибор можно использовать для проведения исследований в открытом стволе со спуском через буровой инструмент, а также для привязки интервалов перфорации при проведении геофизических исследований обсаженных скважин.

Прибор рассчитан на работу в нефтяных и газовых скважинах:

– диаметром более 83 мм, в том числе со спуском через буровой инструмент и горизонтальные скважины;

– максимальная рабочая температура окружающей среды – 120 ºС;

– максимальное гидростатическое давление – 80 МПа; – скорость каротажа – не более 500 м/час.

Скважинный прибор эксплуатируется в комплексе со следующими изделиями:

– одножильным бронированным каротажным кабелем длиной 3000…5000 м, оснащенным кабельным наконечником по ГОСТ 14213-81 ;

Основные технические характеристики

Наименование каналов, номера, присвоенные им, и точки записи (расстояние от торца головки скважинного прибора до центра датчика) (расстояние от торца головки до источника нейтронов составляет 2 ,54 м):

Точки записи прибора Рк-5-76-120/80

Номер канала

Наименование канала

Точка записи (м)

8 (0)

Канал измерения коэффициента водонасыщенной пористости (НГК)

1 , 94

14 (6)

Канал локатора муфт

0 , 3

15 (7)

Канал измерения мощности экспозиционной дозы гамма-излучения горных пород

0 , 67

В скобках указаны номера, под которыми информация каналов выводится на цифровую индикацию в наземном приборе КСА-Т7 «КАТЕК».

Канал измерения коэффициента водонасыщенной пористости горных пород:

– диапазон измерения от 0,7 до 40 %;

– пределы допускаемой дополнительной относительной погрешности, вызванной изменением температуры от 5 до 120 ºС, не более – ±5 %.

Канал измерения мощности экспозиционной дозы гамма-излучения горных пород:

– диапазон измерения от 0 до 1792,5·10-14 А/кг (250 мкР/ч).

Канал локатора муфт:

– отношение амплитуды выходного сигнала локатора муфт на муфте обсадной колонны к сигналу фона неперфорированной трубы не ме-

׃5 еен .1

Питание скважинного прибора – постоянный ток положительной полярности силой 200 мА.

Потребляемая скважинным прибором мощность не более 6 Ва.

Габаритные размеры, мм:

– диаметр ...................................................76 ± 0,58;

– длина .................................................2694 ± 5,4; Масса, кг .............................................................41.

Скорость перемещения скважинного прибора при геофизических исследованиях скважины, м/ч:

– в терригенном разрезе до .............................. 250;

– в карбонатном разрезе до ............................450.

Время установления рабочего режима не более 15 мин. после включения. Время непрерывной работы не более 8 часов.

Схема прибора РК-5-76-120/80 (точки записи)

Контроль качества полученной информации

1. Сравнить значения основного и контрольного замера, расхождение не должно превышать более ±6% для общих исследований и ±5% для детальных.

2. Расхождения значений основного и повторного замера не должны превышать более ±6% для общих исследований и ±5% для детальных.

3. Дифференциация показаний по разрезу – максимум НГК в плотных породах, минимум в глинистых, по ГК – наоборот.

4. Значения показаний методом НГК в больших кавернах не должно быть менее 1 у. е., ГК в плотных породах – не менее 0,5 γ.

5. Запись не должна иметь срывов, участков с отсутствием информации.

6. Скорость записи не более 600 м/ч для общих и 400 м/ч для детальных исследований.

НГК-60 (УРАЛ-100)

Обозначение

Прибор нейтронного каротажа НГК-60

Прибор предназначен для определения водонасыщенной пористости горных пород по показаниям нейтронного гамма-каротажа в составе АМК УРАЛ-100 (но может использоваться и отдельно). С его помощью осуществляют:

– измерения коэффициента водонасыщенной пористости горных пород путем облучения горных пород нейтронами (НГК).

Область применения

Геофизические исследования в открытом стволе в поисковых, разведочных и эксплуатационных скважинах:

– диаметром от 146 до 300 мм;

– глубиной до 5000 м;

– максимальная рабочая температура окружающей среды – плюс 120 ºС;

- максимальное гидростатическое давление 80 МПа.

Скважинный прибор эксплуатируется в комплексе со следующими изделиями:

– источником быстрых нейтронов плутоний-бериллиевым типа ИБН 8-5 с потоком нейтронов до 1×107 с-1.

Основные технические характеристики

– диапазон измерения коэффициента водонасыщенной пористости (объемного влагосодержания).................................... от 1 до 40 %;

– пределы допускаемой основной относительной погрешности при измерении МЭД гамма-излучения ................................................. ±15%;

- установленная скорость обмена информацией прибора с наземной регистрирующей системой ....................................................... 14 кбит/с;

– напряжение питания постоянным током: ......50 В ±5В; 40 (+6- 2) мА;

– потребляемая мощность, не более .........................................3 ,5 Ва;

– габаритные размеры:

длина ......................................................... 2200 мм;

диаметр ........................................................ 73 мм;

– масса не более ..........................................50 ,0 кг;

– время установления рабочего режима 30 мин.

Схема прибора НГК-60 (точки записи)

Контроль качества полученной информации

5. Запись не должна иметь срывов, участков с отсутствием информации.

6. Скорость записи не более 800 м/ч для общих и не более 400 м/ч для детальных исследований.

ГК-С (АМК «УРАЛ- 100»)

Модуль спектрометрического гамма-каротажа ГК-С

Прибор ГК-С (внешний вид)

назначение

Модуль предназначен для измерения массовых долей естественных радиоактивных элементов (ЕРЭ) урана (U), тория (Th) и калия-40 (К) в горных породах при исследовании необсаженных нефтяных и газовых скважин. Измерительная установка ГК-С состоит из сцинтилляционного детектора гамма-излучения и электронной схемы. Измеряемые величины – скорости счета в энергетических окнах в имп/мин и суммарная скорость счета, расчетные величины – массовые содержания названных ЕРЭ и МЭД естественного гамма-излучения.

Область применения

Модуль может эксплуатироваться как самостоятельно, так и совместно с модулями 2ННК-НТ, 2ННК-Т, НГК-60, ГК, ГГК-ЛП, МАК-7, входящими в АМК «УРАЛ-100».

Модуль рассчитан на работу в нефтяных и газовых скважинах:

– диаметром от 146 до 300 мм;

– глубиной до 5000 м;

– максимальная рабочая температура окружающей среды – 80 ºС;

– максимальное гидростатическое давление – 60 МПа;

– скорость каротажа – не более 250 м/ч.

Скважинный прибор эксплуатируется в комплексе со следующими изделиями:

– трехжильным бронированным каротажным кабелем длиной 3000…5000 м, оснащенным кабельным наконечником по ГОСТ 14213-81.

Основные технические характеристики

Диапазоны измерения массовых долей ЕРЭ, %:

– калия ........................................................от 0,1 до 15;

– урана и тория .....................................................от 10-4 до 200 · 10-4.

Габаритные размеры модуля, мм:

– диаметр ..........................................................(73 ± 1); – длина не более ..............................2010.

– Масса модуля, кг .................................. не более 40;

Ток, потребляемый модулем, должен быть не более 130 мА, при напряжении на кабельной головке 50 (±5 В).

Мощность, потребляемая модулем, Ва .... не более 7,5.

Пределы допустимых значений основной относительной погрешности при измерении массовых долей ЕРЭ, % ...............................± 20; Время установления рабочего режима модуля .......не более 30 мин.

Время непрерывной работы модуля ..................8 ч.

Схема прибора ГК-С (точки записи)

Контроль качества полученной информации

1. Сравнить значения основного и контрольного замера, расхождение для интегрального канала не должно превышать более ± 6% для общих исследований и ± 5% для детальных; для каналов урана, тория и калия расхождения не должны превышать пределы основных погрешностей.

2. Дифференциация показаний по разрезу: максимум в глинистых породах, минимум – в плотных.

3. Скорость движения модуля 100 м/ч в интервалах детальных исследований, представляющих особый интерес. Исследования рекомендуется проводить при остановке модуля.

4. Запись не должна иметь срывов, участков с отсутствием информации.

Модуль спектрометрического гамма-каротажа

ГК-С (МАГИС-2)

Обозначение

Модуль гамма-каротажа спектрометрический ГК-С(А)

Прибор ГК-С (МАГИС-2) (внешний вид)

Модуль ГК-С предназначен для измерения массовой доли в горных породах естественных радиоактивных элементов (ЕРЭ) урана (U), тория (Th) и калия-40 (K). Выполняет свои функции по измерению массовых долей ЕРЭ только в составе системы: модуль ГК-С(А), модуль телеметрии МТ-4, линия связи, каротажный регистратор, компьютер.

Область применения

Модуль рассчитан на работу в обсаженных и необсаженных нефтяных и газовых скважинах:

– диаметром, мм .....................................от 120 до 300;

– глубиной, м .................................................... до 5000;

– максимальная рабочая температура окружающей среды, ºС... 120 ;

– максимальное гидростатическое давление 80 МПа;

– скорость каротажа, м/ч, не более ...................120.

Скважинный прибор эксплуатируется в комплексе со следующими изделиями:

Основные технические характеристики :

– диапазон измерения массовой доли ЕРЭ калия .... от 0,1 до 15%,; урана и тория ...................................................от 10-4 до 200·10-4 %;

– пределы допускаемой основной относительной погрешности

при измерении массовой доли ЕРЭ ........................................±20 %;

– питание модуля осуществляется переменным током

с частотой ................................................................................400 Гц. Ток, потребляемый модулем ........................................................0 ,4 А;

– потребляемая мощность, не более ....................7,5 Ва;

– гарантированное время непрерывной работы, не менее ........... 8 ч;

– габаритные размеры модуля:

– длина, не более .............................................. 2200 мм;

– диаметр ................................................................ 80 мм;

– масса модуля, не более .........................................36 кг;

– максимальное рабочее гидростатическое давление .......... 80 МПа.

Схема прибора ГК-С (точки записи)

Контроль качества полученной информации

1. Критерием качества первичных материалов является: равенство скоростей счета по каналам полуреперов в пределах ±10%; воспроизводимость в интервале детальных исследований с точностью ±5% основного и повторного замеров по всем каналам модуля в однородных интервалах толщиной не менее 2 м.

Повторная запись интервала (не менее 50 м) должна быть выполнена ниже верхней границы детальных исследований (масштаб записи 1:200).

2. Дифференциация показаний по разрезу: максимум в глинистых породах, минимум в плотных.

3. Скорость не более 100 м/ч (детальные исследования).

4. Запись не должна иметь срывов, участков с отсутствием информации.

Модуль плотностного гамма-гамма-каротажа ГГК-П (МАГИС-2)

Модуль предназначен для измерения объемной плотности горных пород по показаниям двух зондов плотностного гамма-гамма-каротажа. Может эксплуатироваться отдельно с модулем телеметрии МТ-4 или в комплексной сборке АМК МАГИС-2.

Область применения

Геофизические исследования необсаженных скважин, заполненных промывочной жидкостью на нефтяной или водной основе, с толщиной глинистой корки до 20 мм. Измерения проводятся в вертикальных скважинах (угол не более 5 град.) с незначительной кавернозностью ствола скважины.

Прибор рассчитан на работу в нефтяных и газовых скважинах:

– диаметром от 146 до 300 мм;

– глубиной до 4500 м;

– верхние значения температуры окружающей среды 120 ºС; – предельное гидростатическое давление 80 МПа.

Скважинный прибор эксплуатируется в комплексе со следующими изделиями:

– трехжильным бронированным каротажным кабелем длиной 3000…5000 м, оснащенным кабельным наконечником по ГОСТ

14213-81 ;

– ампульным источником гамма-излучения типа ИГИЦ-4-2 (цезий-137) с энергией излучения 0,66 МэВ и с мощностью экспозиционной дозы на расстоянии 1 м в пределах (3,0-6,0)·10 -9 А/кг.

Основные технические характеристики :

– время установления рабочего режима модуля 30 мин с момента включения;

– пределы допускаемых значений основной относительной погрешности при измерении объемной плотности горных пород ........ ±1,5 %;

– питание модуля осуществляется переменным током

частотой, Гц .................................................................................. 400 ;

– ток, потребляемый модулем в режиме регистрация, мА ........ 400;

– время полного раскрытия (закрытия) прижимного устройства,

мин, не более .................................................................................... 5 ;

– габаритные размеры модуля, мм:

– длина, не более ........................................................................ 3270 ;

– диаметр, не более ........................................................................ 73 ;

– масса модуля, кг, не более ............................................................. 80 ;

– продолжительность непрерывной работы модуля в нормальных условиях, ч ................................................................8.

Контроль качества полученной информации

1. Проверить расхождение каротажных диаграмм контрольной, основной и повторной записей в условных единицах, которое не должно превышать ± 4% для общих и ± 3% для детальных исследований.

2. Запись повтора не менее 50 м в интервале с наибольшей дифференциацией разреза.

3. Зарегистрированные значения плотности горных пород проверяются по опорным пластам с известной плотностью и должны иметь, в основном, значения в диапазоне от 2 до 3 г/см³. В кавернах и углистых породах значения плотности горных пород могут быть меньше 2 г/см³. Значения плотности в опорных пластах необходимо уточнить у главного геолога УГР, после получения заявки – до выезда на скважину.

4. Скорость записи не более 500 м/ч для общих и 400 м/ч для детальных исследований.