ИНТЕРПРЕТАЦИОННЫЕ И МЕТРОЛОГИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ ННМ


В стационарных методах радиометрии скважин используют­ся однозондовые и двухзондовые (многозондовые) модифика­ции. Последние впервые были опробованы сотрудниками лабо­ратории ядерной геофизики б. Московского нефтяного инсти­тута им. И. М. Губкина (О. А. Барсуков и др.) под названием «боковое нейтронное зондирование». Промыш­ленное значение они приобрели после появления высокоэффек­тивных гелиевых счетчиков и достаточно мощных источников нейтронов. Однозондовые и двухзондовые модификации заметно различаются своими метрологическими характеристиками, спо­собами интерпретации результатов измерений и самими интер­претационными параметрами.

При количественном определении «пористости» или «водородосодержания» (точнее, водонасыщенной пористости m или объемной влажности) однозондовыми приборами используются интерпре­тационные параметры

— показания прибора, выраженные в условных единицах, а так­же так называемый двойной разностный параметр

где Imax и Imin — показания в «опорных» пластах (или со­ответствующих эталонировочных устройствах).

Imax=I(m, Z); Imin=I(M, Z),

m = mmin и M = mmax — соответственно минимальное и максималь­ное водородосодержание, имеющие место в изучаемом коллекторе, или обеспечиваемые конструкцией эталонировочного устройства.

Коэффициент дифференциации прибора по водородосодержанию (для фиксированных условий измерений)

(9.205)

Зависимость коэффициента дифференциации от размера зон­да определяется выражением

где - коэффициент дифференциации на нулевом зонде, a ∆α(Z)=α(M,Z)- α(m, Z).

Если прибор прижат к стенке скважины, геометрические факторы скважины и пласта перестают зависеть от размера зонда при меньших Z, чем в случае центрированного зонда. В связи с этим зависимость χ(Z) оказывается экспо­ненциальной [при (M-m)>0,3; если (M - m)<0,15, зависимость уже неэкспоненциальна]. Величины D, D' и J изменяются в пределах (0≤m≤l):

1≤D(m) ≤χm ; ; 0≤J(m) ≤1

Таким образом, в однозондовых модификациях нейтронных методов первичным интерпретационным параметром является дифференциация показаний D(m1, m2, Z)двух пластов по определяемой нейтронной (петрофизической) характеристике m:

(9.206)

В двухзондовых (и многозондовых) модификациях ННМ используется интерпретационный параметр

, Z1<Z2, (9.207)

представляющий собой не что иное, как величину дифференциации показаний относительно изменения размера зонда (для простоты будем полагать, что счетные эффективности детекторов на зондах Z1и Z2 одинаковы). Одно из важных достоинств двухзондовых приборов состоит в том, что для них не требуется в разрезе опорных пластов с известным водородосодержанием.

Для двухзондовых приборов коэффициентом дифференциации по водородосодер­жанию служит величина

;

χm1, χm2 — коэффициенты дифференциации на зондах размерами Z1 и Z2.

Для количественного определения пористости используется зависимость

, ∆Z=Z2-Z1

Из определений (9.206) и (9.207) следует, что отношение дифференциаций двухзондового прибора по размеру зонда Z для пластов с параметрами m1и т2 равно отношению дифферен­циаций однозондовых приборов по водородосодержанию при размерах зондов Z1 и Z2:

Рассмотрим чувствительность интерпретационных парамет­ров однозондовых и двухзондовых приборов к изменению по­ристости.

 

Рис.9.11. Чувствительность показаний к измерению пористости как функция размера зонда в скважинах различной конструкции. Пласт известняка. Диаметр прибора — 42 мм, источник Ро—Be. В скважине — вода, прибор прижат к стенке скважины. Стрелкой указан размер инверсионного зонда. Шифр кривых — значения водонасыщенной пористости.   Рис.9.12. Зависимость максимальной погрешности определения водородосодержания от размера зонда для двухзондового прибора ННМт, Для однозондовых приборов схема оптимизации та же, только увеличи вается Am. Q1, Q2 — мощности ис­точников (Q2 ≈ 10 Q1)  

 

Чувствительность S(т)показаний однозондового прибора к изменению т, выра­женная через интерпретационный параметр, определяется по формуле

(9.208)

(знак минус учитывает уменьшение показаний с увеличением т на обычно используемых заинверсионных зондах).

Из соотношения

следует удобное правило для вычисления чувствительности однозондового прибора

, (9.209)

которое еще более упрощается практически линейным харак­тером зависимости от т обратной величины Dm-1. На рис.9.11 показана зависимость чувствительности однозондового прибора от размера зонда при некоторых фиксированных зна­чениях пористости. Как показывает анализ графиков, в наибо­лее интересной части значений (>15%) чувствительность по­казаний к изменению пористости снижается.

Из определений вытекает, что чувствительность интерпретационного параметра двухзондо­вого прибора к изменению пористости

(9.210)

равна разности чувствительностей однозондовых приборов, из которых составлен данный двухзондовый. Аналогичные соот­ношения справедливы для чувствительностей относительно изменения любого параметра (включая помехи).

Поскольку размер Z2 наибольшего из зондов ограничен ве­личиной заданной погрешности измерений (мощностью источ­ника нейтронов), оптимизация конструкции двухзондового при­бора сводится к определению размера малого зонда Z1.

Возможны три варианта: 1) Z1<Zинв; 2) Z1≈Zинв; 3) Z1>Zинв.

В первом случае S(Z1)<0 и S2>S(Z2), во втором случае S(Z1)≈0, S2≈S(Z2), в третьем случае S(Z1)>0, S2<S(Z2). Таким образом, в зависимости от длины Z1малого зонда чувствительность S2(m) двухзондового прибора может быть боль­ше, меньше или равна чувствительности S(Z2) однозондового прибора на длинном зонде Z2. Казалось бы, для получения максимальной чувствительности S2(m) показаний двухзондового прибора к из­менению водородосодержания короткий зонд надо расположить в доинверсионной области (Z1<Zинв). Однако критерием опти­мизации конструкции прибора и методики измерений является до­стижение минимальной погреш­ности измерения т, а не макси­мальная чувствительность пока­заний к измеряемому параметру (погрешность измерений опреде­ляется не только чувствительно­стью показаний к измеряемому параметру, но и чувствительно­стями к изменениям всех параметров-помех).

Поскольку с увеличением раз­мера зонда величина геометриче­ского фактора скважины быстро уменьшается, чувствительность показаний к изменению диаметра скважины (которое вносит наи­больший вклад в погрешность определения пористости) понижается. На доинверсионных зондах чувствительность к параметрам-помехам особенно велика; выигрыш в чувствительности к водородосодержанию не дает двухзондовому прибору (Z1<Zинв) преимущества перед однозондовым в точности измерений. Если же Z1>Zинв, то двухзондовый прибор при меньшей чувствительности к пористости, чем у однозондового прибора, обеспечивает более точное определе­ние т.



Дата добавления: 2020-08-31; просмотров: 465;


Поиск по сайту:

Воспользовавшись поиском можно найти нужную информацию на сайте.

Поделитесь с друзьями:

Считаете данную информацию полезной, тогда расскажите друзьям в соц. сетях.
Poznayka.org - Познайка.Орг - 2016-2024 год. Материал предоставляется для ознакомительных и учебных целей.
Генерация страницы за: 0.01 сек.