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.