Нейтронный гамма-метод. Интерпретация диаграмм НГМ

Нейтронный  гамма – метод  НГМ

     Нейтронные методы объединяют варианты  радиометрии скважин, для которых общим является изучение эффектов, возникающих  при облучении горных пород потоком нейтронов. Наибольшее применение получили нейтронный гамма-метод (НГМ)  и импульсный нейтронный гамма-метод (ИНГМ). При исследовании скважин нейтронными методами в радиометре ниже индикаторов излучения помещают источник нейтронов (обычно полониево-берилловый), который  при движении радиометра по скважине испускает непрерывный во времени ( в НГМ) или прерывистый ( в ИНГМ) поток нейтронов.

    Для нейтронных методов основное значение имеют процессы рассеяния и поглощения нейтронов. Рассеяние нейтронов ,в основном упругое, обусловливает потерю ими энергии и  з а м е д л е н и е. Причем наибольшие потери при столкновениях происходят на ядрах   л е г к и х   элементов, в первую очередь, на ядрах  в о д о р о д а.   Рассеяние производит переход быстрых  нейтронов в медленные (тепловые). Замедление происходит тем больше, чем больше в среде водорода. При взаимодействии  тепловых  нейтронов с ядрами происходит радиационный захват, сопровождаемый вторичным - излучением. Наибольшей активностью в отношении радиационного захвата  нейтронов обладают ядра   х л о р а. Таким образом,

основными факторами, вызывающими замедление и поглощение нейтронов .

являются  Н-  и Сl- содержащие среды (с большими сечениями рассеяния

 [ бары ]  и захвата   [бары]. Важно отметить, что аномально высокими значениями сечения рассеяния () характеризуется вода и нефть, что создает благоприятные физические предпосылки для выделения водо- и нефте-  насыщенных пластов-коллекторов НГМ.

     Обоснование выбора зонда НГМ и физическое  объяснение получаемой им диаграммы  

     При малом зонде   большое  число тепловых нейтронов и высокое вторичное   - излучение  в сфере до индикатора создает Н-содержащая среда; не содержащая Н среда (непористая порода) не создает тепловые нейтроны и вторичное   -излучение.

    При  большом зонде  картина обратная.      На сфере с индикатором  в

 Н-содержащей среде уже нет тепловых нейтронов( раньше поглощены) и нет   -излучения; непористая, плотная порода на удалении от песчаника до сферы успела замедлить нейтроны до уровня тепловых, теперь они захватываются ядрами атомов и порождают вторичное   -излучение.

     Из-за отмеченного обращения ситуации малые зонды называются  доинверсионными, большие – послеинверсионными.

    На практике чаще используются большие(  30см) послеинверсионные зонды из-за большой глубинности исследования . В этом случае породы с высоким водородосодержанием () выделяются минимальными показаниями среды более плотных пород.

Интерпретация диаграмм НГМ

     На диаграммах НГМ  интенсивность   возрастает  с уменьшением водородосодержания среды, поэтому минимумами    выделяются каверны и пласты с повышенным Н-содержанием, максимумами – плотные участки разреза (рис.   ).   Ф о р м а   кривых   , как  и  в  случае  кривых   (ГМ), зависит от

параметров    и  корректируется  той  же  палеткой.  При определении   г р а н и ц  пластов по диаграмме  НГМ  пользуются тем же правилом , что и при интерпретации диаграмм     в  ГМ.  Регистрируемая величина    состоит из полезной компоненты (интенсивность радиационного захвата пород)    и  помех, которые при полной интерпретации диаграмм НГМ следует  исключить  или  учитывать.

    Регистрируемую интенсивность запишем как сумму полезного сигнала

 ( ) и совокупности сторонних излучений (С = const):

  , что позволяет использовать нормированную амплитуду  , которая рассчитывается так же , как параметр  при обработке диаграмм  ГМ  .  Величина  определяется выражением  :

               , где    (*)

   -  интенсивности 2-го   -излучения в интерпретируемом и опорных пластах с минимальными и максимальными показаниями НГМ. В качестве опорных пластов обычно используют интервалы разреза представленными породами с MIN ( ангидрит, плотные известняки и доломиты)  и MAX водородосодержанием   (глины, каверны, гипс). Пласту с    соответствует    и  наоборот.  Все  значения в формуле (*)

исправляются за естественное гамма-излучение(     )  :

=                        - отношение  чувствительностей  каналов НГМ и ГМ . Использование параметра    одновременно обеспечивает эталонировку  диаграммы  НГМ в единицах водородосодержания  или  пористости (по  аналогии  с  ГМ).

     Для учета влияния скважины на показания НГМ при вычислении параметра    в опорных и интерпретируемых пластах, используют значения  , приведенные к единым скважинным условиям. Как и при интерпретации диаграмм ГМ это приведение выполняют путем расчета исправленного значения     по формуле:

    =       , где    - поправочный  коэффициент,учитывающий влияние одного из факторов:  …..

...Соответствующие значения    определяют по палеткам  (рис.      )                                                         

    Определение водородосодержания и пористости пород по диаграммам НГМ. Диаграммы НГМ, используемые для количественной интерпретации,

э т а л о н и р у ю т с я   в единицах того параметра, который подлежит определению ( и ). Экспериментальные зависимости =                  объединены в палетки, используемые при определении параметров  и       по  диаграммам  НПС  (рис.....).

     В производственных условиях используют следующие способы эталонировки: