ГЛУБИННОСТЬ ИССЛЕДОВАНИЯ

Геометрический фактор характеризует представительность цилиндрических объемов различного радиуса R по величине их относительного вклада в результирующие показания (независимо от конкретной решаемой задачи), поэтому знание радиального изменения G(R) позволяет определить геометрическую глубин­ность исследования.

Геометрическая глубинность исследования («радиус исследования») R*(Z) есть радиус такого цилиндриче­ского объема, из которого поступает определенная доля, напри­мер 90% или 95%, всего регистрируемого на зонде Z излучения (см. рис. 58,б); величина R*(Z) определяется непосредствен­но через геометрический фактор

G(R*;Z)= 0,9. (9.203)

Геометрическая глубин­ность изучалась эксперимен­тально и теоретически в свя­зи с задачей определения размеров цилиндрических моделей пласта, обеспечи­вающих отсутствие краевых эффектов. Кривые, анало­гичные приведенным на рис. 58,б, нередко называют кри­выми глубинности. Для раз­личных ядерно-физических методов эти кривые имеют форму кривых насыщения, которые, однако, заметно различаются по величине геометрической глубинности (рис. 59).

На рис. 60 показана за­висимость радиуса исследо­вания ННМт от размера зонда для обсаженной сква­жины (d_c=197 mm, d_кол = 127 мм), заполненной во­дой, и пластов с водонасыщением 1 и 20 %, вычислен­ная по декрементной интерпретационной модели (9.203), в сравнении с результатами расчетов по методу Монте-Карло [22,23]. Расхождение с данными аналитичес­кого расчета наблюдается только для сравнительно больших зондов, где погрешность расчетов по методу Монте-Карло уже велика.

Выполненные расчеты показывают, что радиус ис­следования существенно за­висит от размера зонда, водородосодержания пласта (изменение хлоросодержания, учитываемое в ННМт, влияет слабо), диаметра, конструкции и заполнения скважины, диаметра глубинного прибора, а также спектра нейтронного источника.

Наряду с понятием геометрической глубинности целесооб­разно рассматривать понятие «информационной глубинности» исследования, которая измеряется радиусом ци­линдрического объема, изменение свойств исследуемой среды вне которого на заданную величину вызывает изменение пока­заний прибора, превышающее погрешность измерений.

Общее определение информационной глубинности исследо­вания [16] таково: пусть I(R; х₁, x₂ = x₁+∆x) — показание прибора, определяемое параметрами двух сред x₁ и x_z, из кото­рых первая заключена в цилиндрическом слое толщиной R—r_с (соосном со скважиной), вторая — вне этого цилиндра. Если ∆I(R; x₁, x₂) — изменение показаний прибора, вызванное заданным возмущением ∆x, то информационной глубинностью исследования (радиусом исследования) по параметру х назы­вается такое значение R_ε (x, ∆х), при котором

∆I(R_ε, x_1, ∆x)=kε, (9.204)

где ε — заданная погрешность измерений, k — параметр надежности.

Информационный радиус исследования зависит от свойств пласта, параметра, для определения которого применяется дан­ный метод, от конструкции скважины и прибора, от стабиль­ности и эффективности регистрирующей аппаратуры и мощ­ности источника. Непосредственно через фактор G эта величи­на не выражается. Важнейшими примерами информационной глубинности являются впервые введенные А.В.Золотовым понятия «глубинность исследования по хлору» и «глубинность исследо­вания по водороду».

Понятие информационной глубинности проиллюстрируем на практически важном примере глубинности исследования по хло­ру, определенной по результатам математического моделирования методом Монте-Карло (рис. 61). Следуя И.Л.Дворкину, радиусом исследования по хлору назовем разность R—r_с, где R — радиус зоны проникновения пресного фильтрата глинисто­го раствора в пласт, насыщенный минерализованной водой_, r_с —радиус скважины, при условии, что показания ННМт в пласте с пресным проникновением отличаются от показаний в пласте, полностью насыщенном пресной водой, на величину по­грешности измерений.

Рис.9.6. Геометрический радиус исследования ННМт как функция размера зонда в обсаженной скважине, запол­ненной водой. Расчет методом Монте-Карло (по данным И. Л. Дворкина и В. Н. Старикова). dс=197 мм, dкол,=127 mm, dпр = 42 мм, ис­точник Ро—Be. Вода в скважине, цементе и пласте - пресная. 1 — т=1%; 2 — m=20 %; 3 — m=20 %.

Рис.9.7. Зависимость коэффициента дифференци­ации показаний ННМт по хлору от глубины проникновения h пресной жидкости в пласт, насыщенный минерализованной водой (по И. Л. Дворкину и др., расчет методом Монте-Карло). Размер зонда Z=25 см, dc = 197 мм, dкол= 127 мм„ dпр =42 мм, источник Ро—Be.

Расчеты выполнены для двух случаев: скважина сухая, (со­ответствует прибору, наружный диаметр которого -близок к внутреннему диаметру обсадной колонны) (рис. 61, кривая 1) и скважина заполнена водой (соответствует измерениям прибо­ром малого диаметра) (рис. 61, кривая 2). Коэффициент дифференции показаний по хлору χ_Cl представляет собой отношение показаний N_H в пласте, насыщенном соленой водой, к показа­ниям N_B в пласте с зоной проникновения пресной воды, в зависимости от глубины проникновения h = R—r_c. Приняв погреш­ность измерений ε = 5 %, по кривым рис. 61 можно определить, что в скважине, заполненной водой, радиус исследования по хлору составляет всего 3—5 см, а в сухой скважине — около 10 см. Поскольку радиус исследования по хлору определяется длиной диффузии тепловых нейтронов, а радиус исследования по водороду — и длиной замедления, и длиной диффузии, вто­рой значительно больше первого.

Из-за увеличения погрешности измерений с ростом размера зонда информационный радиус исследования как функция Z имеет максимум [84].