Способ нейтронного каротажа для определения содержания урана в ураново-рудных формациях, пересеченных скважиной

Использование: для определения содержания урана в ураново-рудных формациях, пересеченных скважиной, посредством нейтронного каротажа. Сущность изобретения заключается в том, что получают во множестве точек записи значений скорости счета мгновенных нейтронов деления и значений скорости счета тепловых нейтронов, определяют в процессе обработки спада скорости счета мгновенных нейтронов деления и тепловых нейтронов в каждой точке каротажа, получают во множестве точек записи каротажа вторичными методами физических характеристик скважины и пласта ураново-рудной формации, в котором данные каротажа получены испусканием пачек нейтронов с энергией 14 МэВ, рассеивающих свою энергию до уровня тепловых, а детектируют эпитепловые мгновенные нейтроны деления, испускаемые ураном, делящимся тепловыми нейтронами. При этом в качестве основы для расчета содержания урана принимают значение интегральной скорости счета детектора эпитепловых нейтронов, приведенное посредством данных монитора нейтронного потока к единому потоку нейтронов, в качестве эталона содержания урана используют параметрическую скважину, аттестованную в пласте ураново-рудной формации и рудовмещающей толще по содержанию урана, мощности, времени жизни теплового нейтрона в пласте, вышеназванный эталон хранит и воспроизводит совокупность физических характеристик скважины и пласта ураново-рудной формации, проводят цикл каротажных исследований, который включает в себя проведение двух аппаратурных проверок эталона до проведения каротажа поисковой скважины и после проведения каротажа поисковой скважины для получения среднего значения пересчетного коэффициента Kп, оцениваемого по определенному математическому отношению, который используют в расчете содержания урана по разрезу, пересеченному поисковой скважиной. Технический результат: снижение погрешности оценки содержания урана. 4 ил.

 

Изобретение относится к ядерно-физическим методам каротажа, используемым при поисках, разведке месторождений урана, при контроле технологических процессов, вызывающих техногенное смещение радиоактивного равновесия между радием и ураном. Способ может иметь широкое применение для слежения за процессами извлечения урана и экологического мониторинга территорий, прилегающих к геотехнологическим полям подземного выщелачивания.

Гамма-каротаж - метод, как правило, используемый для определения содержания урана, основан на регистрации гамма-излучения висмута-214 и свинца-214: короткоживущих продуктов распада радона радиоактивного семейства урана-радия, на долю которых приходится более 95% гамма квантов всего семейства. Присутствие этих элементов однозначно определяют содержание радия, материнского для них элемента, но не урана: в силу различных способностей к миграции в агрессивных средах выщелачивания урана.

Примеры реализации способа прямого определения урана с использованием импульсного генератора нейтронов и детекторов нейтронов приведены ниже.

Известен способ определения содержания урана, основанный на регистрации «запаздывающих» нейтронов деления. [Czubek J.A., Loskievicz J. Optimum condition for uranium detect in delayed neutron well logging. - "Exploration for uranium ore deposit" IARA, Viena, 1976, p. 471-486; Беспалов Д.Ф., Михайленко Б.В. Опробования аппаратуры импульсного нейтронного каротажа по запаздывающим нейтронам деления // ВАНТ. Сер. Радиационная техника. - 1990. Вып. 1 (41). С. 47-50]. Осколки деления ядра урана-235 снимают возбуждение промежуточного ядра посредству β-распада, при этом выделяется энергия превышающая энергию связи нейтрона в ядре и появляется вероятность испускания нейтрона. Делящееся ядро урана-235 выделяет мгновенные и «запаздывающие» нейтроны, в среднем на один акт деления приходится 2,3 нейтрона. Самый большой период полураспада для «запаздывающих» нейтронов 55,6 секунды.

К недостаткам следует отнести низкую производительность метода связанную с незначительным количеством (0,6%) «запаздывающих» нейтронов по сравнению с общим количеством нейтронов испускаемых при делении.

Известен способ каротажа по мгновенным нейтронам деления урана основанный на отношении интегральных скоростей счета эпитепловых и тепловых нейтронов [опубликованная заявка КНР CN 103711479, МПК G01V 5/10, 09.04.2014],

Система сдвоенных нейтронных временных спектрометров, записывающих временные спектры эпитепловых и тепловых нейтронов источником которых является импульсный нейтронный генератор и делящиеся ядра, для расчета содержания урана использует отношения:

,

,

где qu - содержание урана; NE - интегральная скоростей счета эпитепловых нейтронов; NT - интегральная скоростей счета тепловых нейтронов; NE/T -отношение интегральных скоростей счета эпитепловых и тепловых нейтронов в выбранном временном окне; t - конечная граница временного окна для расчета интегральной скорости счета; t≤200 - начальная, не превышающая 200 микросекунд, граница временного окна для расчета интегральной скорости счета; τЕ - время жизни эпитепловых нейтронов; τт - время жизни тепловых нейтронов; К - коэффициент пересчета величины и η - фоновая чувствительность эпитеплового спектрометра известной величины.

К недостаткам следует отнести: высокую погрешность расчета содержания урана, обусловленную ограниченной точностью определения времени жизни эпитепловых нейтронов вследствие недостаточной статистической представительности наблюдений эпитепловым детектором на удаленных от нейтронного импульса временных задержках; снижение чувствительности метода ввиду использования отношения скоростей счета эпитепловых и тепловых нейтронов для учета флуктуаций потока импульсного генератора нейтронов; отсутствие учета влияния конструкции и состояния скважины.

Известен способ нейтронного каротажа для исследования ураново-рудных формаций пересеченных скважиной, включающий: получение во множестве точек записи каротажа скважины значений скорости счета мгновенных нейтронов деления и значений скорости счета тепловых нейтронов; определение спада скорости счета мгновенных нейтронов деления и тепловых нейтронов в каждой точке каротажа; получение во множестве точек записи каротажа вторичными методами физических характеристик скважины и урановой формации, в котором данные каротажа получены испусканием пачек 14 МэВ нейтронов, рассеивающих свою энергию до уровня тепловых, а детектируют эпитепловые мгновенные нейтроны деления, испускаемые ураном, взаимодействующим с тепловыми нейтронами и используют калибровочную зависимость выхода нейтронного генератора [патент США US 4350887, МПК G01V 5/10, 21.09.1982]. Данное решение принято в качестве прототипа.

Недостатком прототипа является высокая погрешность оценки содержания урана в пласте ураново-рудной формации.

Погрешность оценки обусловлена:

- восстановлением временного распределения поля тепловых нейтронов, производимым по косвенным наблюдениям гамма-излучения радиационного захвата 28Si (порог 3,3 МэВ), чувствительным к гамма-излучению радиационного захвата 28Аl, 40K, 57Fe, 41Са;

- использованием для учета флуктуаций потока нейтронного генератора отношения с участием величины времени жизни теплового нейтрона, параметра, восприимчивого к литологии разреза скважины;

- использованием для отыскания калибровочной зависимости выхода нейтронного генератора насыпных моделей, не позволяющих полностью воспроизвести и поддерживать такие характеристики пласта ураново-рудной формации и рудовмещающей толщи, как влажность и поровая минерализация.

Техническим результатом является повышение точности оценки содержания урана в пласте ураново-рудной формации.

Технический результат достигается посредством уменьшения парциальной погрешности отдельных параметров, участвующих в расчете содержания урана:

- погрешности оценки флуктуации потока нейтронов (генератора), погрешности оценки времени жизни теплового нейтрона в пласте,

- погрешности определения влажности и поровой минерализации в пласте ураново-рудной формации.

Технический результат достигается тем, что в способе нейтронного каротажа для определения содержания урана в ураново-рудных формациях, пересеченных скважиной, включающем, получение во множестве точек записи значений скорости счета мгновенных нейтронов деления и значений скорости счета тепловых нейтронов, определение в процессе обработки спада скорости счета мгновенных нейтронов деления и тепловых нейтронов в каждой точке каротажа, получение во множестве точек записи каротажа вторичными методами физических характеристик скважины и пласта ураново-рудной формации, в котором данные каротажа получены испусканием пачек нейтронов с энергией 14 МэВ, рассеивающих свою энергию до уровня тепловых нейтронов, а детектируют эпитепловые мгновенные нейтроны деления, испускаемые ураном, делящимся тепловыми нейтронами, в качестве основы для расчета содержания урана принимают значение интегральной скорости счета детектора эпитепловых нейтронов, приведенное посредством данных монитора нейтронного потока к единому потоку нейтронов, в качестве эталона содержания урана используют параметрическую скважину, аттестованную в пласте ураново-рудной формации и рудовмещающей толще по содержанию урана, мощности, времени жизни теплового нейтрона в пласте, вышеназванный эталон хранит и воспроизводит совокупность физических характеристик скважины и пласта ураново-рудной формации, проводят цикл каротажных исследований, который включает в себя проведение двух аппаратурных проверок эталона до проведения каротажа поисковой скважины и после проведения каротажа поисковой скважины для получения среднего значения пересчетного коэффициента Kп, оцениваемого по отношению:

где

- среднее содержание урана в пласте ураново-рудной формации эталона;

- осредненная в пласте ураново-рудной формации эталона интегральная скорость счета детектора эпитепловых нейтронов в выбранном временном окне;

- осредненная в интервале рудовмещающей толщи эталона интегральная скорость счета детектора эпитепловых нейтронов в выбранном временном окне,

пересчетный коэффициент используют в расчете содержания урана по разрезу, пересеченному поисковой скважиной в соотношении:

где

Пст - корректирующая поправка за толщину стали обсадной колонны;

Пкв - корректирующая поправка за кавернозность ствола скважины;

- время жизни теплового нейтрона в пласте ураново-рудной формации эталона;

- время жизни теплового нейтрона в текущем кванте глубины поисковой скважины;

tw - время термализации нейтронов импульсного генератора;

dMэтл-Р - оценка потока нейтронов, полученная монитором нейтронного потока в пласте ураново-рудной формации эталона;

dMскв - оценка потока нейтронов, полученная монитором нейтронного потока в текущем кванте глубины поисковой скважины;

сглаженная автосверткой интегральная скорость счета детектора эпитепловых нейтронов в выбранном временном окне в текущем кванте глубины поисковой скважины,

выбор начальной границы tw временного окна для вычисления интегральной скорости счета детектора эпитепловых нейтронов осуществляют отысканием абсциссы точки смены экспоненциальной зависимости, сглаживающей временное распределение эпитепловых нейтронов в пласте ураново-рудной формации эталона, выбор начальной границы временного окна для расчета времени жизни теплового нейтрона в пласте осуществляют отысканием абсциссы точки смены экспоненциальной зависимости, сглаживающей временное распределение тепловых нейтронов в рудовмещающей толще эталона, а конечную границу обоих временных окон определяют как максимум времени регистрации распределения нейтронов.

На фиг. 1 показано устройство, реализующее предлагаемый способ нейтронного каротажа для определения содержания урана в ураново-рудных формациях.

Приняты обозначения: 1 - импульсный генератор быстрых (14 МэВ) нейтронов; 2 - детектор эпитепловых нейтронов; 3 - детектор тепловых нейтронов; 4 - монитор нейтронного потока генератора; 5 - блок электроники; 6 - наземный пульт управления и согласования с бортовым компьютером каротажной станции; 7 - бортовой компьютер каротажной станции; 8 - пласт ураново-рудной формации; 9 - рудовмещающая толща.

Бортовой компьютер 7 каротажной станции соединен с наземным пультом 6 управления и согласования. Наземный пульт 6 управления и согласования соединен с блоком 5 электроники. Скважинный прибор, представляющий собой совокупностью узлов: блока 5 электроники соединенного с монитором 4 нейтронного потока, с детектором 3 тепловых нейтронов, с детектором 2 эпитепловых нейтронов и импульсным генератором 1 нейтронов, перемещают по оси скважины, вскрывающей рудовмещающую толщу 9 и пласт 8 ураново-рудной формации.

После испускания генератором 1 в исследуемую среду, представленную пластом 8 ураново-рудной формации и рудовмещающей толщей 9, пачки нейтронов с энергией 14 МэВ происходит их замедление и термализация. Урановые руды относятся к замедлителям со слабым поглощением нейтронов и через время соответствующее полной термализации в среде будут присутствовать только тепловые нейтроны. Эффективное сечение реакции деления обратно пропорционально скорости нейтронов и на тепловых нейтронах для урана-235 превышает 500 барн. При реакции деления выделяются два или три нейтрона на каждый акт деления. Нейтроны испускаются возбужденными осколками деления в течение малого времени и условно называются мгновенными. Мгновенные нейтроны деления регистрируются детектором 2 эпитепловых нейтронов, тепловые - детектором 3 тепловых нейтронов. Монитор 4 нейтронного потока регистрирует флуктуации потока нейтронов генератора 1. Блок 5 электроники на базе микроконтроллера осуществляет накопление и передачу данных наземному пульту 6 управления и согласования, осуществляющему первичное преобразование и передачу информации бортовому компьютеру 7 каротажной станции. Основным отличием устройства, реализующего предлагаемый способ, от ранее описанных устройств, является оснащение скважинного прибора монитором 4 нейтронного потока, который позволяет осуществлять учет флуктуаций нейтронного потока без использования отношения данных детектора 2 эпитепловых нейтронов и детектора 3 тепловых нейтронов, несущих неоднозначность оценке содержания урана. Основным отличием способа в целом является построение расчетов содержания урана на повторяющихся измерениях эталона, изготовленного в естественном залегании рудного тела, что позволяет адекватно воспроизводить условия измерений. Эталон сохраняет физические свойства горных пород, формирующие пространственно-временное распределение нейтронов, и позволяет избежать вычисления абсолютных оценок этих свойств, и ошибок, связанных с этими вычислением.

На фиг. 2 представлено временное распределение нейтронов, полученное детектором 2 эпитепловых нейтронов, в модели урановой формации. Ось абсцисс - ось времени, прошедшего с момент окончания нейтронного импульса в микросекундах. Ось ординат - ось скорости счета детектора 2 эпитепловых нейтронов в импульсах за секунду в логарифмическом масштабе. Спустя время tw по окончании импульса нейтронов генератора наблюдается изменение характера зависимости скорости счета от времени, вызванное окончанием процесса термализации. Величина tw зависит от конструкции скважинного прибора и является определяющей чувствительность технической реализации способа каротажа по мгновенным нейтронам деления.

На фиг. 3 представлено временное распределение нейтронов, полученное детектором 3 тепловых нейтронов, на рудовмещающей толще 9 скважины. Ось абсцисс - ось времени, прошедшего с момент окончания нейтронного импульса в микросекундах. Ось ординат - ось скорости счета детектора 3 тепловых нейтронов в импульсах за секунду в логарифмическом масштабе. Спустя время tb по окончании импульса нейтронов генератора наблюдается изменение характера зависимости скорости счета от времени, вызванное окончанием отклика скважинной составляющей на воздействие нейтронов генератора и началом отклика пластовой. Величина tb зависит от конструкции скважины и является определяющей при выборе базы расчета времени жизни теплового нейтрона в пласте.

На фиг. 4 приведены результаты сравнительного анализа расчетов содержания урана, сделанного по данным кернового опробования, представленного гистограммой, и способа каротажа по мгновенным нейтронам деления, представленного графиком, на примере скважины, пересекающей урановую формацию гидрогенного типа. Ось абсцисс - ось условной глубины исследования в метрах. Ось ординат - ось содержания урана в процентах. Расхождение оценки метропроцента, величины вычисляемой как произведение среднего содержания урана в рудном интервале и мощности рудного интервала, на рудных интервалах с бортовым содержанием 0,03% не превышает 1,95%.

Способ работает следующим образом. Бортовой компьютер 7 посредству наземного пульта 6 передает команду блоку электроники 5, установить режим работы генератора нейтронов 1. Наблюденные данные детекторов и монитора 4 после преобразования передаются блоком электроники 5 в наземный пульт 6 управления и согласования и далее в бортовой компьютер 7 каротажной станции для формирования итогового файла исходных данных. Два интервала параметрической скважины, вскрывающей представительные для конкретного месторождения объекты, отвечающие требованию типичности состава, строения и физических свойств рудовмещающей толщи 9 и пласта 8 ураново-рудной формации, пройденной с высоким выходом керна, аттестуют по данным импульсного нейтрон - нейтронного каротажа и кернового опробования в качестве эталона пласта урановой формации и рудовмещающей толщи. Эталоны хранят и воспроизводят физические величины:

- среднее содержание урана в пласте ураново-рудной формации

- среднее содержание урана в интервале рудовмещающей толщи

- мощность пласта ураново-рудной формации;

- мощность интервала рудовмещающей толщи;

- среднее время жизни теплового нейтрона в пласте ураново-рудной формации.

Эталон служит для получения оценки пересчетного коэффициента и контроля стабильности этой оценки. Цикл каротажных исследований включает в себя проведение двух аппаратурных наблюдений на эталоне: до проведения каротажа поисковой скважины и после проведения каротажа поисковой скважины для получения среднего значения пересчетного коэффициента Kп оцениваемого по отношению:

где

- среднее содержание урана в пласте ураново-рудной формации эталона;

- осредненная в пласте ураново-рудной формации эталона интегральная скорость счета детектора 2 эпитепловых нейтронов в выбранном временном окне, при этом величину интегральной скорости счета S1 вычисляют по формуле:

где - скорость счета детектора 2 эпитепловых нейтронов в i-том временном интервале за квант накопления, Т - длительность кванта накопления, tw - начальная граница интегрирования скорости счета детектора 2 эпитепловых нейтронов и время термализации нейтронов, определяемое как результат обработки наблюдений в пласте ураново-рудной формации эталона (фиг. 2), М - конечная граница интегрирования скорости счета. Абсцисса точки изменения характера экспоненциальной зависимости указывает величину tw;

- осредненная в интервале рудовмещающей толщи 9 эталона интегральная скорость счета детектора 2 эпитепловых нейтронов в выбранном временном окне. Пересчетный коэффициент используют в расчете содержания урана по разрезу, пересеченному поисковой скважиной в соотношении:

где

Пст - корректирующая поправка за толщину стали обсадной колонны;

Пкв - корректирующие поправки за кавернозность ствола скважины;

- время жизни теплового нейтрона в пласте ураново-рудной формации эталона;

- время жизни теплового нейтрона в текущем кванте глубины поисковой скважины, при этом величину времени жизни теплового нейтрона в пласте τ2 вычисляют по формуле:

где - скорость счета в i-том временном окне детектора 3 тепловых нейтронов за квант накопления; xi - вес i-того временного окна; tb - начальная граница интегрирования скорости счета детектора 3 тепловых нейтронов, время начала отклика пластовой составляющей во временном распределении детектора 3 тепловых нейтронов, определяемое как результат обработки наблюдений в пласте 8 ураново-рудной формации эталона: абсцисса точки изменения характера экспоненциальной зависимости (фиг. 3); М - конечная граница интегрирования скорости счета детектора 3 тепловых нейтронов, определяемая как максимум времени регистрации распределения нейтронов;

tw - время термализации нейтронов импульсного генератора;

dMэтл_Р - оценка потока нейтронов, полученная монитором 4 нейтронного потока в пласте ураново-рудной формации эталона;

dMскв - оценка потока нейтронов, полученная монитором 4 нейтронного потока в текущем кванте глубины поисковой скважины;

сглаженная автосверткой интегральная скорость счета детектора 2 эпитепловых нейтронов в выбранном временном окне в текущем кванте глубины поисковой скважины, при этом величину сглаженной скорости счета в j-том кванте глубины вычисляют по формуле:

где S1(n) - значение интегральной скорости счета детектора 2 в n-ном кванте глубины геофизического исследования скважины, S1(n+j) - значение интегральной скорости счета детектора 2 в (n+j) кванте глубины геофизического исследования скважины, m - выбранная ширина таблицы свертки.

Формула (3) позволяет рассчитать содержание урана в каждом кванте глубины поисковой скважины с учетом нейтронных свойств пласта ураново-рудной формации, не прибегая к вычислению абсолютных значений величин пористости, влажности, степени поровой минерализации, лишь по отношению к имеющемуся эталону, адекватно воспроизводящему относительную меру этих величин.

Таким образом, достигается указанный технический результат, а именно снижение погрешности оценки содержания урана в пласте ураново-рудной формации.

Способ нейтронного каротажа для определения содержания урана в ураново-рудных формациях, пересеченных скважиной, включающий получение во множестве точек записи значений скорости счета мгновенных нейтронов деления и значений скорости счета тепловых нейтронов, определение в процессе обработки спада скорости счета мгновенных нейтронов деления и тепловых нейтронов в каждой точке каротажа, получение во множестве точек записи каротажа вторичными методами физических характеристик скважины и пласта ураново-рудной формации, в котором данные каротажа получены испусканием пачек нейтронов с энергией 14 МэВ, рассеивающих свою энергию до уровня тепловых нейтронов, а детектируют эпитепловые мгновенные нейтроны деления, испускаемые ураном, делящимся тепловыми нейтронами, отличающийся тем, что в качестве основы для расчета содержания урана принимают значение интегральной скорости счета детектора эпитепловых нейтронов, приведенное посредством данных монитора нейтронного потока к единому потоку нейтронов, в качестве эталона содержания урана используют параметрическую скважину, аттестованную в пласте ураново-рудной формации и рудовмещающей толще по содержанию урана, мощности, времени жизни теплового нейтрона в пласте, вышеназванный эталон хранит и воспроизводит совокупность физических характеристик скважины и пласта ураново-рудной формации, проводят цикл каротажных исследований, который включает в себя проведение двух аппаратурных проверок эталона до проведения каротажа поисковой скважины и после проведения каротажа поисковой скважины для получения среднего значения пересчетного коэффициента Kп, оцениваемого по отношению:

где

- среднее содержание урана в пласте ураново-рудной формации эталона;

- осредненная в пласте ураново-рудной формации эталона интегральная скорость счета детектора эпитепловых нейтронов в выбранном временном окне;

- осредненная в интервале рудовмещающей толщи эталона интегральная скорость счета детектора эпитепловых нейтронов в выбранном временном окне,

пересчетный коэффициент используют в расчете содержания урана по разрезу, пересеченному поисковой скважиной, в соотношении:

где

Пст - корректирующая поправка за толщину стали обсадной колонны;

Пкв - корректирующая поправка за кавернозность ствола скважины;

- время жизни теплового нейтрона в пласте ураново-рудной формации эталона;

- время жизни теплового нейтрона в текущем кванте глубины поисковой скважины;

tw - время термализации нейтронов импульсного генератора;

dMэтл_Р- оценка потока нейтронов, полученная монитором нейтронного потока в пласте ураново-рудной формации эталона;

dMскв - оценка потока нейтронов, полученная монитором нейтронного потока в текущем кванте глубины поисковой скважины;

сглаженная автосверткой интегральная скорость счета детектора эпитепловых нейтронов в выбранном временном окне в текущем кванте глубины поисковой скважины,

выбор начальной границы tw временного окна для вычисления интегральной скорости счета детектора эпитепловых нейтронов осуществляют отысканием абсциссы точки смены экспоненциальной зависимости, сглаживающей временное распределение эпитепловых нейтронов в пласте ураново-рудной формации эталона, выбор начальной границы временного окна для расчета времени жизни теплового нейтрона в пласте осуществляют отысканием абсциссы точки смены экспоненциальной зависимости, сглаживающей временное распределение тепловых нейтронов в рудовмещающей толще эталона, а конечную границу обоих временных окон определяют как максимум времени регистрации распределения нейтронов.



 

Похожие патенты:

Использование: для исследования нефтегазовых скважин. Сущность изобретения заключается в том, что комплексная аппаратура для исследования нефтегазовых скважин включает модуль ядерного каротажа, содержащий спектрометрические зонды с детекторами гамма-излучения радиационного захвата – СНГК, зонды с детекторами тепловых нейтронов - ННК-Т и спектрометрический зонд с детектором естественной радиоактивности - СГК, а также модуль электромагнитного дефектоскопа - ЭД.

Изобретение относится к области физического приборостроения, в частности к источникам нейтронного излучения, и предназначено для использования при разработке нейтронных и рентгеновских генераторов.

Использование: для регистрации нейтронов с использованием эффекта сцинтилляции в скважинах и других областях применения на нефтяных месторождениях. Сущность изобретения заключается в том, что выполняют позиционирование в скважине, по меньшей мере, одного сцинтиллятора, содержащего эльпасолит, причем эльпасолит представлен формулой Cs2LiMN6, где M представляет собой, по меньшей мере, один элемент из группы, содержащей иттрий и лантан, и N представляет собой, по меньшей мере, один элемент из группы, содержащей хлор и бром, подают нейтроны в область геологической формации, находящуюся вблизи скважины; принимают оптическое излучение от сцинтиллятора, генерирующего оптическое излучение в результате взаимодействия с нейтронами, отраженными от геологической формации; и преобразуют оптическое излучение, поданное сцинтиллятором, в электрический сигнал, принимают электрический сигнал в процессоре и применяют процессор, сконфигурированный для применения метода дискриминации по форме импульсов для различения: а) форм импульсов, полученных в результате взаимодействия между нейтронами и сцинтиллятором, и b) форм импульсов, полученных в результате взаимодействия между гамма-излучением и сцинтиллятором.

Использование: для измерения свойств пласта. Сущность изобретения заключается в том, что инструмент для измерения свойств пласта содержит корпус инструмента, источник нейтронов для излучения нейтронов, расположенный внутри корпуса инструмента, нейтронный детектор, расположенный внутри корпуса инструмента на расстоянии от источника нейтронов, и нейтронный защитный экран, расположенный в рабочем положении относительно нейтронного детектора, причем указанный нейтронный защитный экран имеет наружную поверхность и ограничивает внутренний объем, при этом нейтронный защитный экран выполнен с возможностью предотвращения проникновения нейтронов, имеющих энергию ниже первого заданного порога, от наружной поверхности во внутренний объем.

Изобретение относится к разработке нефтяных залежей и может быть применено для проведения геолого-технических мероприятий по увеличению добычи нефти. Способ заключается в том, что до осуществления ГРП проводят предварительные комплексные геофизические исследования скважины (ГИС) и производят закачку в интервалы перфорации поочередно жидкости разной минерализации с выполнением ГИС после каждой закачки.

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при подсчете запасов углеводородов в коллекторах доманиковых отложений. Технический результат - подсчет запасов углеводородов в коллекторах доманиковых отложений на основании проведения геофизических исследований существующих скважин.

Использование: для оценки формаций, смежных со стволом скважины. Сущность изобретения заключается в том, что описан прибор нейтронного каротажа с мульти-источником.

Использование: для измерения плотности и пористости породы с использованием нейтронного излучения. Сущность изобретения заключается в том, что скважинное устройство с двухсторонним расположением измерительных зондов содержит нейтронный источник, расположенный соосно с корпусом скважинного устройства, а также два нейтронных и два гамма-зонда, находящиеся по разные стороны от нейтронного источника, при этом в качестве нейтронного источника применяется нейтронный генератор, каждый нейтронный зонд содержит не менее двух детекторов, которые располагаются между корпусом скважинного устройства и корпусом нейтронного генератора параллельно оси скважинного устройства, одинаково удаленно от оси скважинного устройства и одинаково удаленно от мишени нейтронного генератора, равномерно по углу вокруг оси скважинного устройства, причем детекторы в различных нейтронных зондах повернуты вокруг оси скважинного устройства по отношению друг к другу.

Использование: для бесконтактного измерения плотности вещества с помощью нейтронного и гамма-излучения. Сущность изобретения заключается в том, что устройство для радиационного измерения плотности включает в себя источник излучения, находящийся на оси блока радиационной защиты и имеющий возможность менять положение с помощью устройства перемещения, сцинтилляционные детекторы со сцинтилляторами, расположенными в одной плоскости в форме соосных с источником излучения и блоком радиационной защиты вставленных друг в друга колец, при этом в качестве источника излучения используется электронный генератор импульсного излучения быстрых нейтронов, подключенный к блоку управления, сцинтилляторы в кольцах дополнительно разбиты на равные угловые сектора, количество угловых секторов составляет не менее двух, каждый из угловых секторов содержит сцинтилляторы для регистрации одного или нескольких видов излучений: эпитепловых или тепловых нейтронов, а также гамма-излучения, сцинтилляторы в кольцах и угловых секторах расположены по отношению друг к другу с зазором, сцинтилляторы, предназначенные для регистрации разных видов излучения, располагаются в каждом кольце чередующимся образом, сцинтилляторы, предназначенные для регистрации определенного вида излучения, располагаются в смежных кольцах по одному радиусу, фотоприемные устройства сцинтилляционных детекторов эпитепловых и/или тепловых нейтронов подключены к временным анализаторам, а фотоприемные устройства сцинтилляционных детекторов гамма-излучения подключены к амплитудным анализаторам, выходы амплитудных и временных анализаторов, а также блок управления подключены к процессору.

Использование: для регистрации нейтронного и гамма-излучений, применяемых для измерения ядерно-физических характеристик породы при каротаже нефтяных и газовых скважин.

Изобретение относится к горному делу и может быть применено для определения ориентации трещины, полученной в результате гидроразрыва пласта. Способ определения пространственной ориентации трещины гидроразрыва включает проведение гидроразрыва пласта - ГРП с образованием трещины разрыва и определение пространственной ориентации трещины гидроразрыва после проведения ГРП. Перед проведением ГРП в скважину в интервал пласта, подлежащего гидроразрыву, на колонне труб спускают геофизический прибор, вращением колонны труб с геофизическим прибором на угол 360° производят импульсно-нейтронный каротаж путем замера нейтронно-поглощающей способности породы пласта, извлекают колонну труб с геофизическим прибором из скважины, производят ГРП с образованием и креплением трещины разрыва проппантом. Причем в процессе крепления трещины проппант закачивают двумя порциями, первой порцией закачивают проппант в 4/5 части от его общей массы, а второй порцией закачивают маркированный проппант, содержащий 0,4 мас.% гадолиния (Gd64157,25) в 1/5 части от общей массы проппанта. При этом фракции проппанта одинаковы в обеих порциях. По окончании крепления трещины стравливают давление из скважины и промывают забой скважины от излишков маркированного проппанта, извлекают колонну труб с пакером из скважины, в скважину в интервал пласта с трещиной, закрепленной в призабойной зоне маркированным проппантом, на колонне труб спускают геофизический прибор, вращением колонны труб с геофизическим прибором на угол 360° производят импульсно-нейтронный каротаж путем замера нейтронно-поглощающей способности породы пласта и трещины разрыва и определяют пространственную ориентацию трещины гидроразрыва. Технический результат заключается в упрощении технологии определения пространственной ориентации трещины гидроразрыва; повышении надежности и эффективности определения направления пространственной ориентации трещины; сокращении продолжительности процесса реализации способа. 6 ил.

Описаны способы идентификации местонахождения и высоты искусственно созданных трещин подземного пласта, а также присутствия какого-либо материала, связанного с набивкой по технологии «frac pack» или гравийной набивкой, поблизости ствола скважины с использованием приборов каротажа методом захвата импульсных нейтронов. Расклинивающий агент/песок, используемый в процессах гидравлического разрыва пласта и создания набивки, маркирован поглощающим тепловые нейтроны материалом. При наличии расклинивающего агента увеличения в выявленных при помощи каротажа методом захвата импульсных нейтронов значениях сечения захвата компонента пласта и/или ствола скважины в сочетании с уменьшениями в измеренных значениях скорости счета используют для того, чтобы определить местонахождение трещин пласта, а также присутствие и процентное заполнение материала набивки в области ствола скважины. Изменения в измеренных значениях сечения захвата пласта относительно изменений в других параметрах каротажа методом захвата импульсных нейтронов обеспечивают относительную индикацию расклинивающего агента в трещинах по сравнению с расклинивающим агентом в области ствола скважины. Технический результат заключается в повышении эффективности определения местонахождения и высоты частиц набивки по технологии «frac pack». 7 н. и 46 з.п. ф-лы, 13 ил., 6 табл.

Описаны способы идентификации местонахождения и высоты искусственно созданных трещин подземного пласта, а также присутствия какого-либо материала, связанного с набивкой по технологии «frac pack» или гравийной набивкой, поблизости ствола скважины с использованием приборов каротажа методом захвата импульсных нейтронов. Расклинивающий агент/песок, используемый в процессах гидравлического разрыва пласта и создания набивки, маркирован поглощающим тепловые нейтроны материалом. При наличии расклинивающего агента увеличения в выявленных при помощи каротажа методом захвата импульсных нейтронов значениях сечения захвата компонента пласта и/или ствола скважины в сочетании с уменьшениями в измеренных значениях скорости счета используют для того, чтобы определить местонахождение трещин пласта, а также присутствие и процентное заполнение материала набивки в области ствола скважины. Изменения в измеренных значениях сечения захвата пласта относительно изменений в других параметрах каротажа методом захвата импульсных нейтронов обеспечивают относительную индикацию расклинивающего агента в трещинах по сравнению с расклинивающим агентом в области ствола скважины. Технический результат заключается в повышении эффективности определения местонахождения и высоты частиц набивки по технологии «frac pack». 7 н. и 46 з.п. ф-лы, 13 ил., 6 табл.

Использование: для определения содержания урана в ураново-рудных формациях, пересеченных скважиной, посредством нейтронного каротажа. Сущность изобретения заключается в том, что получают во множестве точек записи значений скорости счета мгновенных нейтронов деления и значений скорости счета тепловых нейтронов, определяют в процессе обработки спада скорости счета мгновенных нейтронов деления и тепловых нейтронов в каждой точке каротажа, получают во множестве точек записи каротажа вторичными методами физических характеристик скважины и пласта ураново-рудной формации, в котором данные каротажа получены испусканием пачек нейтронов с энергией 14 МэВ, рассеивающих свою энергию до уровня тепловых, а детектируют эпитепловые мгновенные нейтроны деления, испускаемые ураном, делящимся тепловыми нейтронами. При этом в качестве основы для расчета содержания урана принимают значение интегральной скорости счета детектора эпитепловых нейтронов, приведенное посредством данных монитора нейтронного потока к единому потоку нейтронов, в качестве эталона содержания урана используют параметрическую скважину, аттестованную в пласте ураново-рудной формации и рудовмещающей толще по содержанию урана, мощности, времени жизни теплового нейтрона в пласте, вышеназванный эталон хранит и воспроизводит совокупность физических характеристик скважины и пласта ураново-рудной формации, проводят цикл каротажных исследований, который включает в себя проведение двух аппаратурных проверок эталона до проведения каротажа поисковой скважины и после проведения каротажа поисковой скважины для получения среднего значения пересчетного коэффициента Kп, оцениваемого по определенному математическому отношению, который используют в расчете содержания урана по разрезу, пересеченному поисковой скважиной. Технический результат: снижение погрешности оценки содержания урана. 4 ил.

Наверх