Метод радиоактивных изотопов и акустический метод

Метод радиоактивных изотопов (меченых атомов)

Метод радиоактивных изотопов основан на том, что в буровой раствор вводят некоторое количество радиоактивного изотопа и продвижение такого меченого раствора прослеживают путем измерения гамма-излучения по стволу скважины. Наибольший интерес при изучении геологического разреза представляет обнаружение проницаемых горных пород (коллекторов) по повышению их радиоактивности в результате проникновения в них активированного бурового раствора или его фильтрата. Такие исследования проводят как в необсаженных, так и в обсаженных скважинах, например, для определения зон поглощения в нагнетательных скважинах. Другое применение метода — разделение водо- и нефтенасыщенных пород путем закачки активированного раствора, преимущественно проникающего либо в водоносные (например, раствор на водной основе), либо в нефтеносные пласты (раствор на нефтяной основе). Наконец, довольно широко этот метод используют при изучении технического состояния скважин.

Работы с радиоактивными изотопами проводят в следующей последовательности: а) исследуют разрез скважины гамма-методом («фоновый» замер); б) вводят радиоактивный изотоп в буровой раствор, заполняющий ствол скважины; в) выжидают время, необходимое для проникновения меченного раствора в пласты, пройденные скважиной (во многих случаях, особенно при малой плотности раствора, осуществляют искусственное «продавливание» раствора; после этого ствол скважины промывают для удаления остатков радиоактивного вещества); г) повторяют измерения гамма-методом; д) сопоставляя два замера ГМ, обнаруживают интервалы, радиоактивность которых существенно изменилась между двумя замерами.

Для активирования раствора применяют радиоактивные вещества, хорошо растворимые в буровом растворе. Иногда используют взвеси порошкообразных веществ, обогащенных радиоактивным изотопом. Чтобы уменьшить срок радиоактивного заражения скважины, период полураспада изотопа следует брать небольшим. Наиболее широко применяются изотопы ⁵⁹Fe (Т1/2 — 45 дней), ¹³¹1 (8 дней) и ⁹⁵Zr (65 дней). Активность раствора обычно порядка 10⁸ Бк на 1 м³ раствора.

Для обеспечения безопасности работ вводить радиоактивный препарат в раствор следует в стволе скважины. Лучше всего вводить изотопы с помощью специальных инжекторов — глубинных приборов, в которых размещены камеры для отдельных порций радиоактивного вещества и устройство, позволяющее вводить это вещество в раствор на любой заданной глубине.

Помехами при применении метода радиоактивных изотопов является сорбция радиоактивных соединений непроницаемыми породами, особенно глинами, а в обсаженных скважинах — обсадной колонной. Благодаря этому наблюдается некоторое повышение показаний ГМ почти по всему стволу скважины. Кроме того, возможны ложные аномалии на забое (вследствие скопления активных осадков) и на верхней границе нефти или эмульсии в стволе скважины (из-за сорбции нефтью радиоактивного изотопа и других причин).

Поскольку при работе методом изотопов происходит радиоактивное загрязнение скважинного прибора из-за сорбции радиоактивного вещества его корпусом, такие приборы не следует применять при обычном ГМ.

Работы с использованием открытых радиоактивных изотопов относятся к числу весьма опасных и требуют исключительно тщательного соблюдения установленных мер техники безопасности. Указанные недостатки метода изотопов стимулируют разработку способов решения тех же задач с применением растворов, меченных нерадиоактивными веществами, к которым чувствителен тот или иной метод исследования скважин. Среди них важное место занимают вещества с высоким сечением поглощения нейтронов и частично вещества, хорошо активирующиеся нейтронами Пути движения таких растворов определяют с помощью соответственно импульсных нейтронных методов и метода наведенной активности.Совокупность таких методов, применяющих меченые вещества (включая и метод изотопов), называют методом индикаторных веществ.

Акустический метод используется для определения места обрыва на силовых кабельных линиях.Определить место обрыва индукционным методом нельзя, так как в месте обрыва ток от индукционного генератора равен нулю, а значит и магнитное поле вокруг кабеля отсутствует.

Для реализации акустического метода используется генератор мощных ударных импульсов и акустический приемник.Генератор ударных импульсов представляет собой совокупность специального высоковольтного конденсатора и разрядника. Конденсатор подключается к силовой кабельной линии через разрядник. При срабатывании разрядника все напряжение с заряженного конденсатора оказывается мгновенно приложенным к кабельной линии. В кабельной линии возникает электромагнитная волна, которая распространяется по линии и, достигнув места обрыва кабеля, вызывает пробой в этом месте. Пробой сопровождается звуковым сигналом (щелчком), по месту нахождения которого и определяется место обрыва. Обычно разряд конденсатора производится периодически (раз в несколько секунд), поэтому и пробои повторяются с той же периодичностью.Для улавливания сигнала от пробоя служит акустический приемник со специальным акустическим датчиком, например типа "краб". Такой датчик "чувствует" акустический сигнал под землей. По максимальной интенсивности звукового сигнала находится место обрыва кабельной линии.На практике часто используются акустические приемники, которые имеют не только канал приема акустических сигналов с акустическим датчиком, но и канал приема электромагнитных сигналов с соответствующим датчиком. Наличие двух каналов позволяет ускорить нахождение места поврежденияРаботает двухканальный приемник следующим образом.Момент пробоя сопровождается не только звуковым сигналом, но и электромагнитным импульсом. Звуковой сигнал распространяется от места пробоя во все стороны со звуковой скоростью, а электромагнитная волна - со скоростью, близкой к скорости света. Поэтому сначала на приемник будет приходить электромагнитный импульс, а затем - акустический сигнал.Чем ближе приемник находится к месту пробоя тем меньше задержка между приходом электромагнитного и акустического сигналов.
Указанная зависимость линейная, на приемнике в цифровом виде индицируется расстояние до места пробоя. При поиске места пробоя задача измерителя - найти место, где эта разность минимальна.

125. Области применения методов изучения технического состояния обсаженных скважин и решаемые ими геологические задачи.???????

Применение термического каротажа для оценки качества цементирования основано на том, что при затвердевании цемента выделяется тепло, и температура в затрубном пространстве поднимается. Положительные температурные аномалии наблюдаются на тех участках, где цемента больше (в частности против каверн), отрицательные — против пород с повышенной теплопроводностью и там, где количество цемента понижено. В целом зацементированный интервал отмечается дифференцированностью термограммы и повышенными значениями температуры на фоне ее общего возрастания с глубиной.В результате удается установить верхнюю границу подъема цемента и выделить участки, где он отсутствует.

Применение акустического каротажа для оценки качества цементирования основано на зависимости параметров акустических волн от состояния цементного камня и качества сцепления цемента с колонной и породой. Существует акустическая цементометрия на головных и отраженных волнах. С ее помощью удается установить высоту подъема цемента, его распределение в затрубном пространстве, изучить состояние контактов цемента с колонной и породой.

Применение гамма-гамма-каротажа для оценки качества цементирования основано на том, что плотности цемента и промывочной жидкости существенно различны. С помощью приборов и методики ГГК-П, предназначенных специально для изучения качества крепления скважин, удается установить высоту подъема цемента, исследовать его распределение в затрубном пространстве, выявить переходную зону от верхней границы цементного камня к ПЖ (зона гель-цемента), установить местоположение дефектов (раковин и каналов) в цементном камне, определить эксцентриситет колонны, оценить толщину ее стенки

Метод радиоактивных изотопов.Эти методы основаны на регистрации гамма-излучения радиоактивных изотопов,добавляемых в цементный раствор в процессе его приготовления.Метод изотопов особенно эффективен при ремонтных работах.когда количество закачиваемого в затрубное пространство цементного раствора невелико.