Модуль ГМЛ обеспечивает проведение измерений в скважинах, заполненных водной промывочной жидкостью с содержанием NaCl от десятых долей процента до минерализации, соответствующей насыщению, NaOH – до 20%, нефти – до 10% и водородным показателем (рН) от 7 до 10, при верхних значениях температуры окружающей среды 120оС и гидростатического давления 80 Мпа.
Модуль эксплуатируется со следующими изделиями:
- програмно-управляемой каротажной станцией «Мега»:
- кабелем грузонесущим геофизическим марки КГ3-60-180-1 длиной до 7000 м.
В комплексе с указанными изделиями модуль ГМЛ-М обеспечивает измерение мощности экспозиционной дозы (МЭД) естественного гамма-излучения горных пород и значение давления промывочной жидкости в интервале исследования скважины, контроль температуры внутри модуля и значения питающего напряжения, а также локацию муфтовых соединений обсадной колонны, выделение перфорированных интервалов, возможность взаимной увязки и привязки по глубине результатов различных методов ГИС и контроля продвижения модуля (сборки) в скважине.
Диапазон измерения МЭД естественного гамма-излучения, обеспечиваемый каждым из каналов ГК (ГК1 и ГК2) модуля – от 2 до 250 мкР/ч.
Диапазон измерения давления промывочной жидкости, обеспечиваемый каналом манометра модуля – от 0,01 до 80 Мпа.
Канал термометра модуля обеспечивает контроль температуры внутри модуля в диапазоне температур рабочих условий применения.
Чувствительность каналов ГК1 и ГК2 модуля ГМЛ-М по гамма- излучению источника Ra226 в точке верхнего значения диапазона измерения не менее 600 имп/мин на 1 мкР/ч.
Питание модуля осуществляется постоянным электрическим напряжением от соответствующего источника, входящего в состав оборудования каротажной лаборатории Мега.
Номинальное значение питающего напряжения на входе модуля составляет 40+-2 В. Сила электрического тока питания модуля – не более 170 мА.
Мощность потребляемая прибором не более 7,2 Вт.
Верхнее значение гидростатического давления рабочих условий применения для модуля – 80 Мпа.
Диапазон рабочих температур окружающей среды – от минус 10 д плюс 120оС.
Число информационных каналов модуля ГМЛ – семь: два канала гамма-каротажа (каналы ГК1 и ГК2), каналы манометра (М), контроля питающего напряжения (U), локатора муфт (ЛМ), и калибровки термометра.
Отношение сигнал/помеха канала ЛМ – не менее 4.
Время установления рабочего режима – не более 30 мин. Продолжительность непрерывной работы в нормальных климатических условиях 8 ч, при температуре окружающей среды 120оС – 3 ч.
Регистрация гамма-излучения осуществляется блоком детектирования ГК, содержащим два сцинтилляционных детектора (по одному в каналах ГК1 и ГК2), каждый из которых состоит из фотоумножителя ФЭУ-74А и кристалла NaJ(Tl) размерами 40*80 мм.
Наружный диаметр модуля не более 90 мм.
Длина модуля не более 2700 мм.
Масса модуля не более 80 кг.
Принцип измерения МЭД, реализованный в модуле, основан на преобразовании регистрируемых блоком детектирования гамма-квантов, обусловленных естественной радиоактивностью горных пород, в электрические сигналы, средняя частота следования которых в интервале измерения связана с МЭД гамма излучения в этом интервале функциональной зависимостью:
N=B*S, (12)
где N – средняя частота следования импульсов, 1/с;
B – МЭД гамма-излучения;
S – чувствительность канала ГК модуля ГМЛ, кг(А.с)
В результате, измерение МЭД гамма-излучения сводится к определению чувствительности канала ГК модуля (коэффициента преобразования), являющейся постоянной величиной для данного экземпляра, и измерению средней частоты следования выходных импульсов этого канала.
Измерение в процессе каротажа давления промывочной жидкости осуществляется с помощью тензопреобразователя, который представляет собой тензометрический мост и производит непрерывное пропорциональное преобразование воздействующего на него скважинного давления в выходной электрический сигнал (напряжение постоянного тока). Этот аналоговый сигнал по запросу преобразуется в двенадцатиразрядный параллельный двоичный код и передается в наземную часть комплекса «Мега» для дальнейшей обработки.
Измерение температуры внутри модуля осуществляется с помощью термопреобразователя (полупроводникового датчика температуры), обеспечивающего непрерывное пропорциональное преобразование температуры окружающей среды в аналоговую величину – напряжение постоянного тока. Указанное напряжение преобразуется в двенадцатиразрядный параллельный двоичный код и передается в наземную часть комплекса «Мега», где обеспечивает помимо контроля температуры внутри модуля и возможность коррекции показаний тензопреобразователя.
Принцип работы канала ЛМ заключается в регистрации специфичных низкочастотных сигналов, возникающих в катушке индуктивности локатора при прохождении им муфтовых соединений и иных элементов компоновки обсадной колонны или ее проперфорированного интервала из-за перераспределения магнитного потока, создаваемого постоянными магнитами локатора, их преобразовании в аналоговые сигналы (напряжение постоянного тока). Эти сигналы по запросу преобразуются в двенадцатиразрядный параллельный двоичный код и передаются через телеметрическую линию связи (ТЛС) по кабелю к наземным устройствам лаборатории «Мега» для дальнейшей обработки регистрации. При этом оцифровывается максимальное значение аналогового сигнала в интервале между соседними запросами.
2ННК-М
Модуль 2ННК-М предназначен для роботы, как в составе комплекса Мега-Р, так и в автономном режиме, при исследовании скважин диаметром от 110 мм на месторождениях нефти и газа методами двухзондовой модификации нейтрон-нейтронного каротажа по тепловым нейтронам (2ННК-Т).
Модуль 2ННК-М обеспечивает проведение измерений в скважинах, заполненных водной промывочной жидкостью с содержанием NaCl от десятых долей процента до минерализации, соответствующей насыщению, NaOH – до 20%, нефти – до 10% и водородным показателем от 7 до 10, при верхних значениях температуры окружающей среды 120оС и гидростатического давления 80 МПа.
Модуль 2ННК-М эксплуатируется со следующими изделиями:
- каротажной станцией «Мега»;
- источником быстрых нейтронов полоний-бериллиевым типа ВНИ-2 или плутоний-бериллиевым типа ИБН8-5 с потоком нейтронов от 5*106 до 107 с-1
- кабелем грузонесущим геофизическим марки КГЗ-60-180 длиной до 7000 м.
В комплексе с указанными изделиями модуль 2ННК-М обеспечивает измерение водонасыщенной пористости (объемного влагосодержания) пластов, вскрытых скважиной, а также контроль напряжения питания модуля
в процессе каротажа.
Технические данные
Диапазон измерений водонасыщенной пористости, обеспечиваемый модулем 2ННК-М – от 1 до 40 %.
Пределы допускаемой относительной основной погрешности, вносимой модулем 2ННК-М при измерении водонасыщенной пористости в установленном порядке имитаторов пористого пласта определяется формулой:
SКп = +-(3,7 +(40/Кп - 1)), (13)
где Кп – значение водонасыщенной пористости в процентах.
Питание модуля осуществляется постоянным электрическим напряжением от соответствующего источника, входящего в состав оборудования каротажной лаборатории «Мега».
Номинальное значение питающего напряжения на входе модуля составляет 40+-2 В. Сила электрического тока питания модуля – не более 150 мА.
Мощность потребляемая модулем – не более 6,3 Вт.
Диапазон рабочих температур окружающей среды – от минус 10 до плюс 120оС.
Верхнее значение гидростатического давления рабочих условий применения для модуля – 80 Мпа.
Число информационных канала модуля 2ННК-М – три: канал нейтрон-нейтронного каротажа с малым зондовым расстоянием (ННКм), канал нейтрон-нейтронного каротажа с большим зондовым расстоянием (ННКб) и канал контроля питающего напряжения.
Время установления рабочего режима модуля не более 30 мин.
Продолжительность непрерывной работы модуля в нормальных климатических условиях 8 ч, при верхнем значении температуры окружающей среды рабочих условий применения – 3 ч.
Регистрация нейтронного излучения осуществляется блоком интегрирования 2ННК, содержащим два гелиевых счетчика типа СНМ-56 (по 1 шт. в каналах ННКм и ННКб).
Расстояния между центром источника нейтронов, установленного в камеру зонда модуля 2ННК-М, и ближайшими к нему торцами счетчиков СНМ-56 каналов ННКм иННКб (зондовые расстояния) составляют 258+-5 и 508+-5 мм.
Наружный диаметр модуля 2ННК-М – не более 90 мм.
Длина модуля 2ННК-М – не более 2210 мм.
Масса модуля 2ННК-М – не более 60 кг.
Принцип работы
Модуль 2ННК-М предназначен для непосредственного проведения исследований в скважинах и представляет собой устройство, конструкция которого типична для приборов радиоактивного каротажа интегрального типа.
Принцип измерения водонасыщенной пористости Кп вскрытых скважиной пластов состоит в облучении горных пород потоком быстрых нейтронов полоний-бериллиевого или плутоний-бериллиевого источника и преобразовании замедлившихся в исследуемой среде потоков тепловых нейтронов, зарегистрированных двумя установленными на фиксированных расстояниях от источника детекторами нейтронов, в потоки электрических импульсов, средние частоты следования которых связаны со значением Кп в общем случае функциональной зависимостью:
Кп = В*А + С, (14)
где В,С – постоянные коэффициенты, значения которых определяются по результатам соответствующих опытно-методических работ (ориентировочно В=75,2, С=-8,2 );
А = (Nбв/Nмв)*(Nм/Nб) – выходные показания каналов ННК модуля, выраженные в условных единицах. При этом, Nбв и Nмв – средние частоты следования выходных импульсов каналов ННКм и ННКб, соответственно, регистрируемые в исследуемой среде при каротаже.