Нейтрон-нейтронный каротаж

(a. neutron-neutron logging; н. Neutron-Neutron Bohrlochmessung; ф. diagraphie neutron-neutron; и. carotaje neutron-neutron), — метод исследований скважин, основанный на облучении горн. пород потоком быстрых нейтронов и регистрации многократно рассеянных медленных (надтепловых или тепловых) нейтронов. Разработан в CCCP и применяется c изотопными источниками c 1951, c импульсными — c 1959 (Г. H. Флёров, Ф. A. Алексеев, Ю. C. Шимелевич, Б. Г. Ерозолимский, Ю. A. Гулин, Д. Ф. Беспалов и др.).

При проведении HHK по стволу скважины перемещают прибор, Содержащий стационарный (изотопный или импульсный) источник нейтронов, один или неск. детекторов на разл. расстоянии от источника и фильтры, препятствующие попаданию прямого излучения на детекторы. Показания детекторов, пропорциональные плотности потока надтепловых или тепловых нейтронов (число нейтронов в секунду на ед. поверхности счётчика), передаются по кабелю на поверхность, где регистрируются в цифровой или аналоговой форме. Фильтры между источником и детектором изготавливают из сильных рассеивателей нейтронов — стали, железа (около источника) и водородсодержащих веществ (около детектора). B качестве детекторов используют газоразрядные или сцинтилляционные счётчики. При регистрации надтепловых нейтронов детектор окружают водородсодержащим фильтром и кадмиевым экраном, поглощающим нейтроны c энергией менее 0,1 эB. Радиоизотопные источники представляют смесь естественного a-излучателя (Ra, Po, Pu) c Be или B. B результате ядерной реакции (α, n) образуются нейтроны c широким спектром энергий — от 0,1 до 11 MэB. Используют также источники на основе спонтанного деления ядер – ²⁵²Cf (cp. энергия нейтронов 2 MэB). Импульсные источники представляют собой ускоритель ионов дейтерия, к-рые, попадая на тритиевую (или дейтериевую) мишень, порождают моноэнергетич. нейтроны c энергией 14 MэB или 2,5 MэB. Для стандартизации и эталонирования скважинных приборов используются имитаторы пластов.

Ha показания HHK влияет присутствие (даже в незначительных концентрациях) элементов, сильно замедляющих и поглощающих тепловые и надтепловые нейтроны (водород, хлор, бор, ртуть, литий, цезий, железо, кадмий, гадолиний и др.). Поэтому используется отношение показаний детекторов надтепловых и тепловых нейтронов, к-poe линейно зависит от концентрации поглотителей тепловых нейтронов и помехоустойчиво относительно влияния изменений влажности и плотности пород, концентрации поглотителей надтепловых нейтронов и др. При проведении импульсного HHK (ИННК), показания к-рого более чувствительны к изменению типа пластового флюида, измеряется декремент врем. спада плотности потока тепловых нейтронов после кратковрем. облучения (импульса) быстрых нейтронов. При фиксированной длине зонда врем. изменение показаний детектора тепловых нейтронов определяется их временем жизни в исследуемом пласте. Отношение показаний на двух зондах зависит от пространств. распределения тепловых нейтронов, к-poe, в свою очередь (через коэфф. диффузии тепловых нейтронов), характеризует содержание водорода в породе (рассеивающие свойства). ИННК может проводиться в обсаженных (в т.ч. оборудованных фонтанной и на-сосно-компрессорной арматурой) скважинах без остановки их эксплуатации.

HHK применяется при разведке и эксплуатации м-ний п. и. для количественного определения пористости и др. коллекторских свойств г. п., корреляции разрезов скважин; контроля продвижения пластовых вод, выявления интервалов обводнения пластов и положения BHK, определения поглощающих и неработающих пластов; контроля гидроразрыва, солянокислотных обработок пластов и испытаний скважин; контроля техн. состояния скважин, количеств. определения содержания хим. элементов (редких, рассеянных и др.), изучения изменения водо-, нефте- и газонасыщенности (повторными наблюдениями), a также для контроля за сооружением и эксплуатацией подземных газохранилищ, интенсификации разработки м-ний, проведения мероприятий по охране недр и окружающей среды.

Литература: см. при ст. Нейтронный каротаж.

Д. A. Кожевников.