Нейтронный каротаж нефтегазовых скважин: его модификации, обработка и интерпретация результатов

 
 
 
 
 
 
Э. Г. Урманов 
 
 
 
 
 
НЕЙТРОННЫЙ КАРОТАЖ НЕФТЕГАЗОВЫХ СКВАЖИН 
ЕГО МОДИФИКАЦИИ, ОБРАБОТКА И ИНТЕРПРЕТАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ 
 
Учебно-методическое пособие 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Москва    Вологда 
«Инфра-Инженерия» 
2023 
1 
 

 
УДК 550.832 
ББК 33.36 
У69 
 
 
 
Рецензенты: 
д. т. н., профессор, заведующий кафедрой геофизических методов исследования 
Уфимского государственного нефтяного технического университета (УГНТУ) 
Лобанков Валерий Михайлович; 
главный геолог центра обработки и интерпретации геофизических материалов 
(ЦОИ) ПАО «Пермнефтегеофизика» Сальникова Ольга Леонидовна 
 
 
Урманов, Э. Г. 
У69  
Нейтронный каротаж нефтегазовых скважин: его модификации, обработка и интерпретация результатов : учебно-методическое пособие / 
Э. Г. Урманов. – Москва ; Вологда : Инфра-Инженерия, 2023. – 80 с. : ил., 
табл. 
ISBN 978-5-9729-1215-5 
 
Рассматриваются основные модификации нейтронного каротажа 
нефтегазовых скважин их преимущества и недостатки при исследовании 
различных по литологии разрезов. Приводятся основные технические характеристики применяемой аппаратуры, требования к методике и техническим средствам метрологического обеспечения. Приводятся примеры решения задачи при исследовании разрезов различной литологии, в том числе в комплексе с данными других методов ГИС.    
Для студентов и аспирантов нефтегазовых специальностей. Может 
быть полезно специалистам нефтегазовой отрасли, нефте- и газопромысловым геофизикам и геологам. 
 
УДК  550.832 
ББК   33.36 
 
 
 
 
 
 
 
ISBN 978-5-9729-1215-5 
” Урманов Э. Г., 2023 
 
” Издательство «Инфра-Инженерия», 2023 
 
” Оформление. Издательство «Инфра-Инженерия», 2023 
2 
 

¡ÁÄÃÄÌÇÄ
 
Нейтронный каротаж в различных модификациях: нейтронный каротаж по 
тепловым нейтронам (ННКт), нейтронный каротаж по надтепловым нейтронам 
(ННКнт), нейтронный гамма-каротаж (НГК) давно применяется при исследовании разрезов нефтегазовых скважин. Он в одной из модификаций включен в обязательный комплекс геофизических исследований всех категорий нефтяных и газовых скважин и остается единственным методом определения пористости коллекторов в комплексе ГИС эксплуатационных скважин. Однако из-за отсутствия 
единого подхода в метрологическом обеспечении аппаратуры, разброса основных параметров средств метрологического обеспечения, неполного учета влияния геолого-технических условий измерения (ГТУ) или нарушения порядка их 
учета при обработке материалов скважинных измерений и, наконец, единства в 
терминологии, его данные довольно часто вызывают критические замечания. 
Так, например, сопоставление результатов НК, полученных разными приборами, 
не всегда повторяют друг друга. При сравнении результатов, полученных приборами отечественного производства и зарубежных фирм, также наблюдаются расхождения, что связано как с различиями их технических характеристик (недостаточная чувствительность детекторов излучения, пониженная активность применяемых источников нейтронов в отечественных приборах, примерно на 1 порядок, что связано с ограничениями по нормативным документам [24, 25]), неполный учет ГТУ при обработке результатов измерений, в результате чего предпочтение часто отдается последним. В связи с этим, несмотря на присутствие НК в 
комплексе ГИС всех категорий скважин, его данные из-за слабой дифференциации показаний против глинистых пластов и коллекторов часто не используются 
при оперативной интерпретации, особенно при исследовании таких разрезов, как 
полимиктовые песчаники Западной Сибири.  
Нейтронный каротаж, как метод радиоактивного каротажа, обычно сопровождается методом гамма-каротажа (ГК). Его данные используются для корреляции геологического разреза, оценки глинистости коллекторов и решения ря- 
3 
 

да других задач. Однако данные этого метода также, как и методов НК, из-за 
неоднозначности метрологического обеспечения, неполного учета влияния ГТУ 
измерений при обработке результатов вызывают много нареканий.    
 
 
 
4 
 

±ÄÏËÇÌÚÇÍÎÏÄÃÄÊÄÌÇÞ
 
В настоящем методическом пособии применяются следующие термины 
с соответствующими определениями: 
• нейтронный каротаж (НК) – радиоактивный каротаж, основанный на 
измерении плотности потока тепловых (ННКт) и надтепловых (ННКнт) нейтронов или вторичных гамма-квантов (НГК), образующихся в результате поглощения нейтронов при облучении горных пород стационарным (радиоизотопным) 
источником нейтронов; 
• импульсный нейтронный каротаж (ИНК) – нейтронный каротаж, основанный на измерении нестационарной плотности потока нейтронов (ИННК) 
или гамма-квантов, образующихся при радиационном захвате тепловых нейтронов, (ИНГК) при облучении горных пород импульсным источником быстрых 
нейтронов и определении среднего времени жизни (IJ) или сечения захвата (Ȉа) 
тепловых нейтронов; 
• спектрометрический гамма-каротаж (СГК) – гамма-каротаж, при котором по энергетическому спектру и интенсивности регистрируемого гамма- 
излучения горных пород в характерных энергетических областях определяют 
массовое содержание естественных радиоактивных элементов – урана (U), тория 
(Th) и калия (K); 
• плотностной гамма-гамма-каротаж (ГГКп) – радиоактивный каротаж, 
основанный на измерении плотности потока рассеянного гамма-излучения при 
облучении горных пород стационарным источником гамма-квантов и определении их плотности;  
• акустический каротаж (АК-ǻТ) – каротаж, основанный на измерении 
времени распространения упругих волн сжатия (продольных или P-волн) в вскрытых скважиной породах;  
• стандартные образцы пористости (СО пористости) – модели пластов 
с известным коэффициентом водонасыщенной пористости и минерального со5 
 

става, используемые для градуировки и калибровки аппаратуры нейтронных 
методов каротажа; 
• эталонировочная установка – бассейн или бак с пресной водой с соответствующими габаритными размерами, используемый для эталонировки показаний зондов нейтронного каротажа, установления цены условной единицы (у. е.); 
• имитаторы пористого пласта (ИПП), используемые в качестве образцов пористости при отсутствии соответствующих СО пористости. 
 
 
 
6 
 

®ÄÏÄÖÄÌÛÐÍÉÏ¿ØÄÌÇÈÇÍÀÍÆÌ¿ÖÄÌÇÈ
 
В настоящем методическом пособии применены следующие сокращения 
и обозначения (мнемоники): 
РК – радиоактивный каротаж (принятое в обиходе выражение);  
НК – нейтронный каротаж; 
ННКт – нейтрон-нейтронный каротаж по тепловым нейтронам; 
2ННКт – двухзондовый (компенсированный) ННКт [21]; 
ННКнт – нейтрон-нейтронный каротаж по надтепловым нейтронам; 
НГК – нейтронный гамма каротаж; 
ИНК – импульсный нейтронный каротаж; 
ИННК – импульсный нейтрон-нейтронный каротаж; 
ИНГК – импульсный нейтронный-гамма каротаж; 
IJ – среднее время жизни тепловых нейтронов; 
Ȉa – макроскопическое сечение захвата тепловых нейтронов; 
V/V – объемная доля (породы, пустот); 
е. з. (cu) – единица измерения макроскопического сечения захвата тепловых нейтронов; 
у. е. (уе) – показание зонда (скорость счета – имп/мин) в стандартной среде – баке с пресной водой (Ȉв = 22 е. з. или Св < 0,05 г/л); 
Св – минерализация (соленость) воды, г/л; 
ГГКп – гамма-гамма каротаж по плотности вскрытых скважиной горных 
пород; 
АК(DT) – акустический каротаж по времени распространения волны сжатия (продольной волны); 
ГК – гамма каротаж – регистрация гамма-излучения естественных радиоактивных элементов (ЕРЭ) в разрезе скважин; 
СГК – спектрометрический гамма-каротаж; 
THOR – диаграмма массового содержания тория; 
URAN – диаграмма массового содержания урана; 
7 
 

POTA – диаграмма массового содержания калия; 
ppm – единица измерения массового содержания (тория, урана) в миллионной доле; 
SGR – диаграмма общей радиоактивности вскрытых скважиной горных 
пород (интегрального ГК) по данным СГК; 
CGR – диаграмма интегрального ГК с вычетом вклада уранового компонента гамма-излучения горных пород; 
WННКт– коэффициент кажущейся водонасыщенной пористости по данным ННКт по шкале известняка; 
WНГК – коэффициент кажущейся водонасыщенной пористости по данным 
НГК по шкале известняка; 
WИНК – коэффициент кажущейся водонасыщенной пористости по данным ИНК по шкале известняка; 
КпНК – коэффициент общей пористости по данным НК; 
КпНГК – коэффициент общей пористости по данным НГК; 
КпИНК – коэффициент общей пористости по данным ИНК; 
КпГГКп – коэффициент общей пористости по данным ГГКп; 
КпАК – коэффициент общей пористости по данным АК; 
ДС – диаметр скважины; 
Кгл – коэффициент объемной глинистости; 
Сгл – коэффициент массовой глинистости; 
Wгл – водный эквивалент глин; 
Wск – водный эквивалент скелета (матрицы) породы; 
Кнт (KNT) – коэффициент текущей нефтенасыщенности породы-коллектора; 
Кгт (KGT) – коэффициент текущей газонасыщенности породы-коллектора; 
Кнг – коэффициент нефте- и газонасыщенности породы-коллектора по данным геофизических исследований скважины (ГИС) открытого (не обсаженного) 
ствола. 
 
8