«Компьютеризация геофизических методов исследования скважин» (стр. 3 из 4)
Оглавление:
3.3 Аппаратура импульсного нейтронного каротажа рудных скважин АИНК – 60:
Область применения: обсаженные и необсаженные рудные скважины.
Методы каротажа, реализуемые АИНК:
- импульсный нейтронный каротаж с регистрацией мгновенных нейтронов деления;
- Гамма-каротаж.
Аппаратура предназначена для прямого определения в естественном залегании массовой доли урана при разведке месторождений радиоактивных руд в скважинах, заполненных грунтовыми водами, слабокислыми, слабощелочными растворами или буровым раствором. Одновременно АИНК-60 позволяет определять массовую долю радия (в эквиваленте урана) по данным гамма-каротажа естественной радиоактивности. Диапазон измерений массовой доли природного урана: 0,005 - 0,5 %. Диапазон измерений массовой доли радия (в эквиваленте урана): 0,005 - 1 %. Во время проведения каротажа скважинный прибор измеряет:
- временное распределение мгновенных нейтронов деления изотопа 235U;
- временное распределение тепловых нейтронов;
- гамма-излучение естественной радиоактивности.
Для повышения точности измерений в скважинном приборе предусмотрено мониторирование потока быстрых нейтронов.
| Основные технические данные скважинного прибора | |
| Частота следования нейтронных импульсов, Гц | 20 |
| Количество измерительных зондов | 3 |
| Внешний диаметр, мм | 60 |
| Длина, мм | 3200 |
| Масса, кг | 15 |
| Напряжение питания, В | 150±15 |
| Потребляемая мощность, Вт | 40 |
| Максимальное рабочее давление, МПа | 30 |
| Максимальная рабочая температура, оС | +85 |
Скважинный прибор укомплектован импульсным генератором нейтронов ИНГ-101. Метрологические характеристики аппаратуры обеспечиваются полевым блоком градуирования, входящим в комплект поставки аппаратуры.
| Основные технические данные блока градуирования | |
| Диаметр, мм | 255 |
| Высота, мм | 260 |
| Масса, кг, не более | 11 |
| Напряжение питания, В | 150 ± 10 |
| Потребляемая мощность, Вт, не более | 5 |
| Диапазон рабочих температур, оС | -30 - +60 |
-[2]
Оглавление:
4. Портативные нейтронные генераторы:Институт является единственной в России организацией, владеющей в полном объеме научно-исследовательской базой и технологией изготовления портативных нейтронных генераторов различного назначения. Разрабатываемые генераторы обеспечивают импульсное нейтронное излучение в широком диапазоне потока, частот генерации и длительности импульсов. ВНИИА также владеет технологией изготовления основной элементной базы нейтронных генераторов: вакуумных и газонаполненных нейтронных трубок, коммутирующих элементов,
высоковольтных трансформаторов и конденсаторов. На базе нейтронных генераторов в институте разрабатывается и выпускается специальная аппаратура для таких областей применения, как:- каротаж нефтегазовых скважин;
- нейтронно-радиационный элементный анализ;
- исследования по физике ядерных реакторов и критсборок;
- обнаружение и контроль содержания ядерных материалов;
- обнаружение взрывчатых веществ.
Нейтронные генераторы имеют уникальные характеристики:
- вес от 0,5 до 10 кг;
- нейтронный выход до 1011 н/сек;
- излучение от импульсного, длительностью 0,01 мкс, до постоянного потока.
Поставки нейтронных генераторов и аппаратуры на их основе ведутся в США, Великобританию, Германию, Китай, страны СНГ, а также отечественным потребителям. -[2]
Оглавление:
4.1 Нейтронные генераторы для каротажной аппаратуры:
- ИНГ-10-50-120
- ИНГ-101
- ИНГ-06
- ИНГ-08
Поставки ведутся в более чем тридцать нефте- и уранодобывающих организации России, страны ближнего и дальнего зарубежья. Среди наших клиентов - предприятия и организации Туркменистана, Казахстана, Киргизстана, Украины, Белоруссии, Китая, США, Германии. Генератор состоит из выполненных в металлических цилиндрических корпусах одного диаметра и соединяющихся посредством резьбы:
- излучателя нейтронов;
- устройства питания и управления.
| Тип нейтронной трубки | вакуумная |
| Поток нейтронов, нейтр/с | 1·108 |
| Длительность нейтронного импульса, мкс | 0,8 |
| Частота, Гц | 1-50 |
| Ресурс, ч | 75 |
| Потребляемая мощность, Вт | 30 |
| Габаритные размеры излучателя нейтронов диаметр (мм), длина (мм) | 34, 1300 |
| Максимальная рабочая температура, оС | +120 |
| Питание | сеть постоянного тока напряжением 150В |
| Управление | внешний источник прямоугольных импульсов напряжения положительной полярности амплитудой 15В, длительностью 10-100 мкс |
| Технические характеристики ИНГ-101 | |
| Тип нейтронной трубки | вакуумная |
| Поток нейтронов, нейтр/с | 1·108 |
| Длительность нейтронного импульса, мкс | 0,8 |
| Частота, Гц | 1-20 |
| Ресурс, ч | 100 |
| Потребляемая мощность, Вт | 30 |
| Габаритные размеры излучателя нейтронов диаметр (мм), длина (мм) | 34, 1300 |
| Максимальная рабочая температура, оС | +120 |
| Питание | сеть постоянного тока напряжением 150В |
| Управление | внешний источник прямоугольных импульсов напряжения положительной полярности амплитудой 15В, длительностью 10-100 мкс |
| Технические характеристики ИНГ-06 | |
| Тип нейтронной трубки | газонаполненная |
| Поток нейтронов, нейтр/с | 1·108 |
| Длительность нейтронного импульса, мкс | 20-100 |
| Частота, Гц | 400-10000 |
| Ресурс, ч | 300 |
| Потребляемая мощность, Вт | 30 |
| Габаритные размеры излучателя нейтронов диаметр (мм), длина (мм) | 70, 1260 |
| Максимальная рабочая температура, оС | +120 |
| Питание | сеть постоянного тока напряжением 200В |
| Управление | внешний источник постоянного тока напряжением 5 В или встроенный стандартный последовательный интерфейс RS232 |
| Технические характеристики ИНГ-08 | |
| Тип нейтронной трубки | газонаполненная |
| Поток нейтронов, нейтр/с | 5·107 |
| Длительность нейтронного импульса, мкс | 20-100 |
| Частота, Гц | 400-10000 |
| Ресурс, ч | 300 |
| Потребляемая мощность, Вт | 30 |
| Габаритные размеры излучателя нейтронов диаметр (мм), длина (мм) | 34, 1820 |
| Максимальная рабочая температура, оС | +120 |
| Питание | сеть постоянного тока напряжением 200В |
| Управление | внешний источник постоянного тока напряжением 5 В или встроенный стандартный последовательный интерфейс RS232 |
-[2]
Оглавление:
5. Геофизические методы исследования земной коры :
По способу проведения работ геофизические исследования подразделяются на следующие технологические комплексы: аэрокосмические (дистанционные), полевые (наземные), акваториальные (или аквальные, океанические, морские, речные), подземные (шахтно-рудничные), геофизические исследования скважин (ГИС). Иногда дистанционные методы изучения Земли с помощью самолетов, вертолетов, искусственных спутников, пилотируемых космических кораблей и орбитальных станций не считают геофизическими, поскольку при этих работах преобладают съемки в видимом диапазоне спектра электромагнитных волн (фото- и телевизионные съемки). Однако, кроме таких визуальных наблюдений все чаще используются дистанционные методы невидимого диапазона электромагнитных волн: инфракрасные, радиолокационные (радарная и радиотепловая), радиоволновые, ядерные, магнитные и другие съемки, которые являются сугубо геофизическими. Особое место в геофизике занимают геофизические исследования скважин (ГИС), отличающиеся от прочих геофизических методов специальной аппаратурой и техникой наблюдений и имеющие большое прикладное значение при документации разрезов скважин. Эти методы называют также буровой, промысловой геофизикой или каротажом. Как отмечалось выше, верхние оболочки Земли являются предметом исследования не только геофизических методов, но и других наук: геологии со всеми разделами, геохимии, географии и др. Геофизические методы исследования, базируясь на этих науках, являются, прежде всего, геологическими. Вместе с тем, давая другим наукам о Земле всевозможную информацию, они изменяют сам характер геологоразведочных работ. О большой роли геофизики говорит, например, такой факт: треть ассигнований и четверть специалистов в геологоразведочных организациях связаны с геофизикой. Теория геофизических методов исследований - физико-математическая, а сама эта прикладная отрасль геофизики и геологии относится скорее к точным наукам в отличие от описательной, какой все еще является геология. Математическое моделирование, т.е. решение геофизических задач с помощью математики, настолько сложно, что здесь используются передовые ее достижения и самый высокий уровень компьютеризации. На геофизических задачах в немалой степени совершенствуется математический аппарат. Математическое решение прямых задач, т.е. определение параметров физического поля по известным физическим свойствам, размерам и форме геологических объектов, хотя иногда очень сложно, но однозначно. Вместе с тем, одно и то же распределение параметров физического поля может соответствовать различным соотношениям физических свойств и размеров геологических объектов. Иными словами, математическое решение обратной задачи геофизики (как и вообще математической физики), т.е. определение размеров геологических объектов и свойств слагающих их пород по наблюденному полю, не только значительно сложнее, но и, как правило, неоднозначно. Аппаратура геофизических методов исследования основана на использовании механики, электроники, автоматики, вычислительной техники, т.е. способы измерений - физико-технические. При этом инструментальный уровень очень высокий, а сама аппаратура через каждые 5 - 10 лет полностью обновляется. Методика, т.е. способ проведения работ, сводится к профильным, а чаще площадным геофизическим съемкам. Густота сети наблюдений зависит от поставленных задач, масштабов съемки, размеров и глубины залегания разведываемых объектов. В результате геофизических съемок получаются графики и карты наблюденных параметров поля. Их обработка состоит из всевозможных трансформаций наблюденных полей, качественного (визуального) выделения аномалий, их физико-математической интерпретации, выполняемой, как правило, с помощью ЭВМ и геологического истолкования результатов. Физико-математическая интерпретация выполняется на основе физико-геологических моделей (ФГМ), приближенно соответствующих реальным геологическим объектам. Сущность моделирования сводится к аппроксимации разведываемых объектов априорными (до опыта) ФГМ, т.е. телами простой геометрической формы (шар, столб, цилиндр, пласт и др.) или сложной формы с разными контрастностями их физических свойств по сравнению с окружающей средой. Для выбранных ФГМ решаются прямые задачи и теоретические материалы сравниваются с наблюденными. Меняя параметры ФГМ, в ходе математического моделирования добиваются минимальных расхождений расчетных и наблюденных полей. Полученные апостериорные (после опыта) ФГМ и являются наиболее вероятным результатом интерпретации. Чтобы добиться более однозначной интерпретации, нужна дополнительная информация: сведения о физических свойствах пород, например, по ГИС, данные других геолого-геофизических методов. Процессы обработки экспериментальных данных и физико-математической интерпретации разрабатываются в вычислительной геофизике. Геологическое истолкование геофизических данных основывается на полнейшем использовании всей качественной и особенно количественной параметрической геологической информации. С ее помощью устанавливаются теоретические, логические или статистические связи между геолого-геофизическими характеристиками Среды, полученные на эталонных и опорных точках, которые переносятся на все рядовые точки наблюдения. Эффективность разведочной геофизики в решении той или иной задачи определяется правильным выбором метода (или комплекса методов), рациональной и высококачественной методикой и техникой проведения работ, качеством как геофизической интерпретации, так и геологического истолкования результатов. Сложность геофизической интерпретации объясняется как неоднозначностью решения обратной задачи, так иногда и приближенностью самого решения. Поэтому из нескольких возможных вариантов интерпретации необходимо выбрать наиболее достоверный, что можно сделать, если использовать все сведения о физических свойствах пород района исследований, об их литологии, тектоническом строении, гидрогеологических условиях. Иными словами, лишь при хорошем знании геологии района можно дать наиболее достоверное истолкование результатов геофизических методов исследований, что требует совместной работы геофизиков и геологов при интерпретации. Последнее, очевидно, нельзя выполнить, если геофизики не имеют прочных знаний по геологическим дисциплинам и слабо знакомы с изучаемым районом, а геологи не разбираются в сущности и возможностях тех или иных методов геофизической разведки. Важнейшим методологическим принципом, понимая под которым теорию рациональной деятельности, для геофизической разведки является комплексирование: межметодное геофизическое (применение хотя бы 2 - 3-х из перечисленных методов геофизики), разноуровневое (аэрокосмические, аквально-полевые, подземно-скважинные наблюдения), междисциплинарное (использование геологической, гидрогеологической, биологической, медицинской и другой информации). Методика комплексных исследований характеризуется стадийностью (переходом от легких методов к тяжелым, от мелких масштабов к крупным), выборам типовых комплексов для определенных условий и решаемых задач, переходом к рациональным экономически обоснованным методам решения конкретных задач. Теория комплексной интерпретации на базе компьютерных технологий разрабатывается вычислительной геофизикой или геофизической информатикой. Цель комплексной интерпретации сводится к достижению однозначности геологических выводов путем выбора, анализа, оптимизации ФГМ. Возрастание роли геофизики в связи с увеличением глубин и сложности разведки месторождений ведет не к замене геологических методов геофизическими, а к рациональному их сочетанию, широкому использованию всеми геологами данных геофизики. Единство и взаимодействие геологической и геофизической информации - руководящий методологический принцип комплексирования наук о Земле. Объясняется это тем, что возможности каждого частного метода геологоразведки (геологическая съемка, бурение, проходка выработок, геофизика, геохимическая разведка и др.) ограничены. Однако, в любых условиях геофизика облегчает разведку глубокозалегающих полезных ископаемых, особенно в труднодоступных районах. Сближение и совместное использование и геологической, и геофизической информации - единственный разумный и экономически целесообразный путь изучения недр. Таким образом, обобщая сказанное выше, следует повторить, что исследования земной коры (прикладная геофизика) - это многогранная научно-прикладная дисциплина со сложной структурой и разными подходами к классификациям по: