Министерство образования и науки Российской Федерации

Министерство высшего и среднего специального образования Республики Узбекистан

Филиал федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования

«Российский государственный университет нефти и газа

(национальный исследовательский университет) имени И.М. Губкина»

(РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина) в г.Ташкенте

ОТДЕЛЕНИЕ «ТЕХНОЛОГИИ ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ И ГЕОФИЗИЧЕСКОЙ РАЗВЕДКИ»

Практическая работа №1

по курсу: «Ядерная геофизика и радиометрия скважин»

на тему: Инверсия показаний стационарных нейтронных методов.

Выполнил: студент 3 курса

Группы УГИ 19-01

Хасанов Дж. Р.

Принял: Коваленко К.В.

Ташкент 2021

Цель работы:

1. 
   Рассчитать зависимости плотности нейтронов, регистрируемых детектором (N), от коэффициента пористости (Kп) и размера зонда (r) в возрастном приближении.
   
2. 
   Построить зависимости Ls(Кп), k(Кп).
   
3. 
   Рассчитать и построить на графике зависимости N(Кп) шифр r, длины зондов 10, 20, 40, 60 см.
   
4. 
   Рассчитать и построить на графике зависимости N(r) шифр Кп. Для значений пористости 3, 10, 20, 30 %.
   
5. 
   Написать отчет с изложеним теоретической и практической частей работы.
   
6. 
   Дать объяснение инверсии показаний стационарного нейтронного метода в зависимости от пористости среды и от размеров зонда.
   

Теоретическая часть:

ННМ-НТ – (нейтрон-нейтронный метод по над тепловыми нейтронами) состоит в измерении плотности потока нейтронов, замедленных в системе, скважина – пласт, детектором, находящимся на определенном расстоянии от стационарного источника нейтронов, в процессе перемещения измерительного прибора по стволу скважины. ННМ-НТ используется для определения объемного водородосодержания

---

пласта, а при отсутствии в скелете породы химически связанной воды – для определения пористости и газонасыщенности.

ННМ-Т – (нейтрон-нейтронный метод по тепловым нейтронам) заключается в регистрации плотности нейтронов, диффундирующих в системе, скважина – пласт после их замедления до тепловых энергий. Показания ННМ-Т используются для оценки пористости коллекторов при неизменном их насыщении: если известна пористость – для определения газонасыщенности, если пластовая вода сильно минерализована – для определения типа флюида, насыщающего поровое пространство.

В геофизике переменное водородосодержание является изучаемой величиной (аргументом), связанной с ФЕС коллекторов нефти и газа, а расстояние между источником и детектором – управляемым параметром. Анализ результата возрастного приближения, как частного случая строгого решения уравнения переноса, даёт более точную оценку границ применимости.

Изменение (обращение) функции с растущей на убывающую с изменением параметра называется инверсией, или инверсионным эффектом. Зона расстояний, на которых зависимости N₀(m) обладают минимальной чувствительностью к m, является инверсионной и делит зависимости N₀(m) и соответствующие зонды на доинверсионные (растущие по m показания) и заинверсионные (убывающие по m показания).

Одной из важнейших характеристик горных пород является длина замедления L_s, рассчитываемая через полный возраст нейтронов _s. Полный возраст нейтронов _s – это шестая часть среднего квадрата пространственного смещения нейтрона в среде при замедлении от начальной энергии Е₀ до данной энергии Е.

Величина _s(u) есть не что иное, как фермиевский возраст. Она характеризует средний квадрат расстояния , проходимого нейтроном в процессе собственно замедления.

Фермиевский возраст даёт величину возраста на этапе собственно замедления. Таким образом, между полным

---

_s(u) и фермиевским ₀(u) возрастами существует не только количественное, но и качественное, различие.
Исходные данные:



Полное время жизни нейтронов

Фермиевский возраст нейтронов

Мощность источника принять 10⁶ нейтронов/с.
Отчет о проделанной работе:

1. 
   По исходным данным были построены зависимости Ls(Кп), k(Кп) по данным приведенным в таблицах 1 и 2. Данные зависимости выглядят следующим образом:
   

Рис.1 График зависимости длины замедления нейтронов от коэффициента пористости



Рис.2 График зависимости коэффициента k от коэффициента пористости
На основании данных графиков, при помощи линии тренда были получены следующие аппроксимирующие функции:

1) L_s=-4,737ln(K_п)+4,6146;

2) k=1,2764* .

Задав значения коэффициента пористости в диапазоне [0,01;0,31] с шагом 0,01, по формулам L_s=-4,737ln(K_п)+4,6146 и k=1,2764* рассчитываем значения длины замедления нейтронов и коэффциента k.

2. 
   Так как полное время жизни нейтронов и длина замедления нейтронов связаны следующим соотношением , были рассчитаны значения полного времени жизни нейтронов, и по формуле определен Фермиевский возраст.
   
3. 
   Был построен график зависимости τ0 (Кп) со значениями Кп от 1% до 30% с шагом 1.
   

Рис.3 График зависимости τ0 (Кп)

4. 
   Были высчитаны коэффициенты ψ по формуле
   

---

где Q = 10^6; r = 10, 20, 30, 40, 60;

π = 3,1415.

5. 
   Следующим шагом являлся расчёт зависимости ψn (Кп) (плотности нейтронов), регистрируемых детектором в возрастном приближении, для зондов с длинами 10,20, 40 и 60. По результатам были построены следующие зависимости:
   

Рис. 4 График зависимости плотности нейтронов от коэффициента пористости при заданных длинах зонда

6. 
   Был построен график зависимости ψn при значениях Кп = 0.03, 0.1, 0.2 и 0.3 (были взяты значения с большим шагом для видимости результата) от r.
   

Рис.5 График зависимости плотности нейтронов от длины зонда при заданных значениях коэффициента пористости

Выводы:

1. Полное время жизни нейтронов прямо пропорционально квадрату длины замедления нейтронов.

2. Длина замедления нейтронов уменьшается с увеличением коэффициента пористости.

3. С увеличением коэффициента пористости Фермийский возраст уменьшается.

4. На основании графика, представленного на рисунке 3, можно сделать вывод, что при малых длинах зонда между плотностью нейтронов и коэффициентом пористости существует прямая зависимость. При больших длинах зонда данная зависимость обратная.

5. Проявляется эффект инверсии: при увеличении длины зонда, возрастает диапазон чувствительности зонда к коэффициенту пористости. При его уменьшении, наблюдается уменьшение чувствительности зонда к коэффициенту пористости. Это можно наблюдать на графике, приведенном на рисунке 3 угол наклона функции, возрастает с увеличением длины зонда.

6. В зоне инверсии зависимости плотности нейтронов от коэффициента пористости перекрещиваются.

7. В области больших длин зонда зависимость плотности нейтронов от длины зонда для Кп с высокой пористостью находятся ниже, чем для Кп с низкой пористостью. За зоной инверсии наблюдается обратная картина.

Литература:

1. Кожевников Д.А., Коваленко К.В., Лазуткина Н.Е. Теория геофизических методов исследований скважин. Учебное пособие. М., Российский государственный университет нефти и газа (национальный исследовательский университет) имени И.М. Губкина, 2018, - 188 с.

---

2. Теория методов ГИС. Геофизические методы исследований скважин: Учебник / Под ред. док. физ.-мат. наук проф. Д.А. Кожевникова. – М.: Российский государственный университет нефти и газа имени И.М. Губкина, 2015. – 618 с.: 186 ил.

3. Стрельченко В.В. Геофизические исследования скважин – М.: Недра-Бизнесцентр, 2008. – 551 с.

4. Горбачев Ю.И. Геофизические исследования скважин: Учеб. для вузов – М.: Недра, 1990. – 398 с.

5. Ellis, D.V., Singer, J.M. Well Logging for Earth Scientists. Springer, 2008

---

Смотрите также файлы

• Основные понятия, определения и требования.docx

• Отчет по лабораторной работе 6 Определение момента инерции твердого тела.docx

• Задача 1 а определите стороны административного судопроизводства по следующим категориям дел.doc

• Тіршілік рылымыны макромолекулалы дегейін зерттейтін ылым.docx

• Аксиома 2 аксиома эквивалентности системы сил.docx