Интерпретация результатов НГК

Метод НГК дифференцирует породы по водородосодержанию. Как известно, среди осадочных пород наибольшее количество водорода содержат глины в составе химически связанной и поровой воды. Общее содержание воды в глинах может достигать 44 %. Поэтому на диаграммах НГК глины выделяются самыми низкими значениями и представляют собой надежный «базовый» или опорный горизонт.

Самые же высокие уровни радиационного гамма-излучения наблюдаются против плотных малопористых известняков, которые могут служить другим опорным горизонтом, с минимальной пористостью (  ≈ 1 %).

Песчаники и пески не содержат химически связанной воды, вследствие чего даже самые пористые из них отмечаются более высокими значениями НГК, чем глины. Среди гидрохимических осадков наименьшими значениями   выделяются гипсы благодаря высокому (до 48 %) содержанию кристаллизационной воды, наибольшими – ангидриты.

Уровень записи   над пластом-коллектором (песчаник) занимает промежуточное положение между глинами и известняками и зависит от пористости и глинистости коллектора.

Определение границ и мощностей пластов. Контакты и мощности пластов в НГК определяются так же, как и в ГК, главным образом, по правилу полумаксимума аномалии.

Определение коэффициента пористости. Поскольку показания НГК зависят от полного водородо-хлоросодержания породы, включая содержание кристаллизационной воды и воды, адсорбированной глинистой частью породы, то наиболее точные результаты по определению пористости получаются в карбонатных отложениях. При количественной интерпретации диаграмм НГК величина интенсивности , снятая против изучаемого пласта, непосредственно не используется. Причиной этого являются отсутствие строгой эталонировки радиометров и наличие сторонних излучений от самого источника нейтронов и рассеянного гамма-излучения, которые очень трудно учесть полностью.

Методы НГК и ГГК в комплексе с другими видами геофизических исследований широко применяются для расчленения разреза, выделения в нем водородсодержащих прослоев, а также для определения пористости коллекторов нефти и газа (рис. 3.33).

 

Рис. 3.33. Диаграммы электрических

и радиоактивных методов каротажа

 

 

Нейтрон-нейтронный каротаж

 

При нейтрон-нейтронном каротаже (ННК) наблюдаются те же физические процессы, что и при нейтронном гамма-каротаже. Различие заключается в том, что при нейтрон-нейтронном каротаже в скважинном приборе применяются индикаторы (специальные разрядные или сцинтилляционные счетчики), реагирующие не на гамма-кванты, а на тепловые или надтепловые нейтроны.

Показания при нейтрон-нейтронном каротаже так же, как и при нейтронном гамма-каротаже, определяются в основном водородосодержанием горных пород. При большой длине зонда показания тем выше, чем меньше водородосодержание среды» окружающей скважинный прибор. Нейтрон-нейтронными методами невозможно отличить содержащуюся в породах связанную воду от свободной пластовой воды.

Нейтрон-нейтронный каротаж проводят в двух модификациях: по и тепловым нейтронам (ННК-Т) и надтепловым нейтронам (ННК-НТ).

Нейтрон-нейтронный каротаж

            по тепловым (ННК-Т)

Нейтрон-нейтронный каротаж по тепловым нейтронам (ННК-Т) заключается в измерении плотности потока тепловых нейтронов, образующихся в результате замедления в горных породах быстрых нейтронов от стационарного источника.

При постоянной длине зонда плотность потока тепловых нейтронов (En_T – 0,025 эВ) зависит от замедляющих и поглощающих свойств среды, т.е. от водородосодержания и наличия элементов с высоким сечением захвата тепловых нейтронов. Таким образом, ННК-Т дает такие же результаты, как и метод НГК. На диаграммах нейтронного каротажа по тепловым нейтронам, водородосодержащие пласты выделяются так же как и на кривых НГК, низкими значениями, малопористые пласты – более высокими значениями. Однако на показания ННК-Т значительное влияние оказывают элементы, обладающие большим сечением захвата тепловых нейтронов, поэтому ННК-Т весьма чувствителен к содержанию хлора и получаемые результаты сильно зависят от минерализации промывочной жидкости и пластовой воды.

При исследовании нефтяных и газовых скважин используют зонды ННК-Т длиной 30–50 см. Учет скважинных условий и количественная интерпретация производится по аналогии с НГК.

При исследовании нефтяных и газовых скважин хорошие результаты дает многозондовый нейтрон-нейтронный каротаж (МННК). В скважинном приборе МННК измерение нейтронного потока производят с помощью двух или нескольких детекторов, расположенных на разном расстоянии от источника. Длина малого зонда составляет 30–40 см, а большого – 60–70 см.

Отношение А характеризует скорость спада плотности нейтронов при удалении от источника, а она возрастает с увеличением водородосодержания и, следовательно, пористости пород при их неизменной литологии и постоянстве скважинных условий.

Нейтрон-нейтронный каротаж

            по надтепловым нейтронам (ННК-НТ)

Надтепловыми считаются нейтроны с энергией от 100 эВ до 20 кэВ. Плотность потока надтепловых нейтронов определяется, главным образом, замедляющими свойствами среды, т.е. ее водородосодержанием, и практически не зависит от ее поглощающих свойств (от содержания элементов с большим сечением захвата тепловых нейтронов). В этом заключается преимущество ННК-НТ перед ННК-Т и НГК.

Детекторами надтепловых нейтронов служат бор-фтористые газоразрядные и сцинтилляционные счетчики тепловых нейтронов ЛДН, окруженные парафин-борным фильтром.

Поскольку в среде, где размещается детектор, существуют и надтепловые, и тепловые нейтроны, бор, содержащийся в фильтре, поглощает тепловые нейтроны, поступающие на счетчик, а парафин, вкотором содержится много водорода, замедляет надтепловые до тепловых энергий, которые затем попадают на счетчик и регистрируются им. В ННК-НТ так же, как и в других нейтронных методах, могут использоваться как большие, так и малые зонды.

Для нейтрон-нейтронного каротажа характерна небольшая глубинность исследования, которая в зависимости от свойств пород и их водородосодержания составляет от 20 до 30 см (уменьшаясь с ростом водородосодержания). Наименьшая глубинность характерна для ННК-НТ, т.к. область распространения надтепловых нейтронов меньше, чем тепловых.

Обсадная колонна поглощает тепловые и надтепловые нейтроны, занижая данные ННК-Т и ННК-НТ.

На показания нейтронных методов воздействуют многие, порой трудноучитываемые факторы (диаметр скважины, глинистая корка, зона проникновения, положение прибора в скважине и др.), поэтому интерпретация диаграмм нейтронных методов является весьма сложной операцией, требующей высокой квалификации исполнителей.