RU2846920C1 - Method of multimode multi-probe neutron logging for determining the wall thickness of a casing in gas-filled wells - Google Patents
Method of multimode multi-probe neutron logging for determining the wall thickness of a casing in gas-filled wellsInfo
- Publication number
- RU2846920C1 RU2846920C1 RU2025116012A RU2025116012A RU2846920C1 RU 2846920 C1 RU2846920 C1 RU 2846920C1 RU 2025116012 A RU2025116012 A RU 2025116012A RU 2025116012 A RU2025116012 A RU 2025116012A RU 2846920 C1 RU2846920 C1 RU 2846920C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- nnk
- neutron
- thickness
- readings
- probe
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к газодобывающей промышленности, к области ядерно-физических методов исследований газовых скважин, а именно к способам для определения толщины стенки обсадной колонны (ОК).The invention relates to the gas production industry, to the field of nuclear-physical methods for studying gas wells, namely to methods for determining the wall thickness of a casing string (C).
Известен прибор гамма-дефектомер-толщиномер скважинный СГДТ-2, предназначенный для контроля толщины стенки труб обсадных колонн (ОК) скважин. Прибор состоит из двух зондов, предназначенных для регистрации рассеянного γ-излучения (гамма-излучения) различных энергий.The SGDT-2 borehole gamma-ray flaw detector and thickness gauge is designed to monitor the wall thickness of well casing strings. The device consists of two probes designed to record scattered gamma radiation of varying energies.
Зондовое устройство толщиномера состоит из источника мягкого γ-излучения (Tm-170), блока индикатора и свинцового экрана с двумя коллимационными окнами, направленными навстречу друг другу под углом 45° относительно оси прибора. Использование хорошо коллимированного мягкого γ-излучения и малой длины зонда (около 8 см) обусловливает показания толщиномера, в основном зависящие от толщины стенки труб ОК (толщины стенки ОК).The thickness gauge's probe consists of a soft γ-ray source (Tm-170), an indicator unit, and a lead screen with two collimation windows oriented toward each other at a 45° angle relative to the instrument's axis. The use of well-collimated soft γ-rays and a short probe length (approximately 8 cm) results in thickness gauge readings that depend primarily on the wall thickness of the pipe.
Известно, что интенсивность потока рассеянного γ-излучения находится в обратной зависимости от толщины стенки ОК, следовательно, имея калибровочные зависимости потока рассеянного у-излучения от толщины стенки ОК и результаты измерений интенсивности потока в исследуемой скважине, можно вычислить толщину стенки ОК. Погрешность измерения толщины стенки ОК не превышает ±0,25 мм.It is known that the scattered γ-radiation flux intensity is inversely related to the wellbore wall thickness. Therefore, using calibration curves for the scattered γ-radiation flux versus the wellbore wall thickness and flux intensity measurements in the borehole under study, we can calculate the wellbore wall thickness. The measurement error for the wellbore wall thickness does not exceed ±0.25 mm.
В приборе также реализована возможность оценки заполнения заколонного пространства цементным камнем отдельным зондовым устройством с использованием источника цезий-137 (Алексеев Ф.А., Головацкая И.В., Гулин Ю.А. Ядерная геофизика при исследовании нефтяных месторождений. М., Недра, 1978, 359 с.).The device also has the ability to assess the filling of the annular space with cement stone using a separate probe device using a cesium-137 source (Alekseev F.A., Golovatskaya I.V., Gulin Yu.A. Nuclear geophysics in the study of oil fields. Moscow, Nedra, 1978, 359 p.).
Прибор не пригоден для исследования газонаполненных скважин из-за влияния рассеянного γ-излучения, образующегося в пространстве (зазоре) между корпусом прибора и стенкой колонны, искажающего результаты измерений.The device is not suitable for studying gas-filled wells due to the influence of scattered γ-radiation generated in the space (gap) between the device body and the column wall, which distorts the measurement results.
Другим недостатком аппаратуры является применение двух типов источников γ-излучения, что существенно повышает радиационную опасность при проведении исследований скважин.Another disadvantage of the equipment is the use of two types of γ-radiation sources, which significantly increases the radiation hazard during well surveys.
Аппаратура характеризуется большим диаметром - 110 мм, что не позволяет использовать ее для исследования газовых скважин, находящихся под давлением, через фонтанную арматуру и оборудованных насосно-компрессорными трубами (НКТ).The equipment is characterized by a large diameter - 110 mm, which does not allow it to be used for studying gas wells under pressure, through a wellhead and equipped with tubing.
Известен способ контроля качества цементирования в затрубном кольцевом пространстве скважин с применением аэрированных цементных растворов методами ГГК-Ц и нейтрон-нейтронного каротажа по надтепловым нейтронам - ННК-Нт (пат.SU №1008430, Способ контроля качества цементирования скважин. Бернштейн Д.А., Абдуллин А.Б., Лаптев В.В. и др., заяв. 17.11.1981, опуб. 30.03.1983, Бюл. №12).A method is known for monitoring the quality of cementing in the annular space of wells using aerated cement slurries using the GGK-Ts method and neutron-neutron logging using epithermal neutrons - NNK-Nt (patent SU No. 1008430, Method for monitoring the quality of well cementing. Bernstein D.A., Abdullin A.B., Laptev V.V. et al., declared 11/17/1981, published 03/30/1983, Bulletin No. 12).
Известный способ предусматривает определение водосодержания -wоб вещества в затрубном кольцевом пространстве путем измерения интенсивности надтепловых нейтронов метода ННК-Нт, при этом определяют скелетную плотность - δск аэрированного цементного раствора по формулеA known method involves determining the water content -w ob of a substance in the annular space by measuring the intensity of epithermal neutrons using the NNK-Nt method, while determining the skeletal density - δ sk of the aerated cement mortar using the formula
δц - плотность сухого цементного материала,δ c - density of dry cement material,
δв - плотность воды,δ in - density of water,
δоб - объемная плотность цементного раствора, затем проводят сопоставление найденного значения скелетной плотности - δск со значением объемной плотности - δоб, и судят о качестве цементирования.δ ob is the bulk density of the cement mortar, then the found value of the skeletal density - δ sk is compared with the value of the bulk density - δ ob , and the quality of cementation is judged.
Известный способ осуществляется следующим образом.The known method is carried out as follows.
Регистрируют диаграмму показаний метода рассеянного гамма-излучения по стволу и периметру скважины, по которой определяют объемную плотность цементного раствора - δоб в пространстве между ОК и стенками скважины.A diagram of the readings of the scattered gamma radiation method is recorded along the wellbore and perimeter, which is used to determine the bulk density of the cement slurry - δ ob in the space between the OK and the wellbore walls.
По показаниям ННК-Нт, зарегистрированным до цементирования и спуска ОК и после цементирования колонны, определяют водосодержание - wоб, затем по прилагаемой формуле определяется скелетная плотность и степень аэрации - δск.Based on the readings of the NNK-Nt, recorded before cementing and lowering the OK and after cementing the column, the water content is determined - w ob , then the skeletal density and the degree of aeration - δ sk are determined using the attached formula.
Способ реализуется с помощью двух отдельных приборов - прибора СГДТ-3, позволяющего регистрировать по стволу и периметру цементограммы ГГК-Ц, и аппаратуры нейтронного каротажа, выполненной на основе прибора СГДТ-3 с измененной конструкцией, с уменьшенной до 30 см длиной зонда, содержащего источник быстрых нейтронов Pu+Ве, экран из полиэтилена, детектор медленных нейтронов - ДНМ с фильтром из кадмия и замедлитель нейтронов.The method is implemented using two separate devices - the SGDT-3 device, which allows recording cementograms of the GGK-Ts along the borehole and perimeter, and neutron logging equipment, made on the basis of the SGDT-3 device with a modified design, with a probe length reduced to 30 cm, containing a Pu+Be fast neutron source, a polyethylene screen, a slow neutron detector - DNM with a cadmium filter and a neutron moderator.
Недостатками известного способа являются:The disadvantages of the known method are:
- использование двух модификаций приборов для проведения исследований в скважине исключает сопряженность во времени и пространстве (единство) выполняемых измерений, что снижает достоверность интерпретации, так как состояние заполнения заколонного пространства эволюционирует в пространстве и во времени,- the use of two modifications of instruments for conducting research in a well eliminates the conjugacy in time and space (unity) of the measurements performed, which reduces the reliability of the interpretation, since the filling state of the annular space evolves in space and time,
- сложность практической реализации способа, связанная с проведением замеров методом ГГК-Ц в обсаженной и зацементированной скважине, и трех замеров с измененным прибором СГДТ-3 в варианте метода ННК-Нт для проведения исследований на разных стадиях процесса цементирования скважины - до цементирования в открытом стволе, после спуска ОК и после цементирования колонны,- the complexity of the practical implementation of the method, associated with conducting measurements using the GGK-Ts method in a cased and cemented well, and three measurements with a modified SGDT-3 device in the version of the NNK-NT method for conducting research at different stages of the well cementing process - before cementing in an open hole, after lowering the OK and after cementing the column,
- высокие трудозатраты на проведение исследований,- high labor costs for conducting research,
- применение при исследованиях двух типов радиоактивных источников гамма-излучения: цезия-137 и нейтронного плутоний-бериллиевого (Pu+Ве), что существенно повышает радиационную опасность при проведении исследований скважин.- the use of two types of radioactive gamma radiation sources during research: cesium-137 and neutron plutonium-beryllium (Pu+Be), which significantly increases the radiation hazard during well research.
Известен метод нейтронной цементометрии для диагностики заполнения облегченным цементным камнем заколонного пространства нефтегазовых скважин, осуществляемый применением комплекса двухзондового нейтрон-нейтронного каротажа по тепловым нейтронам - 2ННК-Т и двухзондового нейтрон-нейтронного каротажа по надтепловым нейтронам 2ННК-Нт (пат. РФ №2710225, «Метод нейтронной цементометрии для диагностики заполнения облегченным цементным камнем заколонного пространства нефтегазовых скважин (варианты)», Е21В 47/0005, G01V 5/10).A method of neutron cementometry is known for diagnosing the filling of the annular space of oil and gas wells with lightweight cement stone, carried out using a two-probe neutron-neutron logging system for thermal neutrons - 2NNK-T and a two-probe neutron-neutron logging system for epithermal neutrons 2NNK-Nt (RU Patent No. 2710225, “Method of neutron cementometry for diagnosing the filling of the annular space of oil and gas wells with lightweight cement stone (variants)”, E21B 47/0005, G01V 5/10).
В исследуемых скважинах проводят каротаж методами 2ННК-Т и 2ННК-Нт, в результате которых регистрируют интенсивность потоков надтепловых нейтронов на малом - и большом - зондах метода 2ННК-Нт и интенсивность потоков тепловых нейтронов на малом - и большом зонде - метода 2ННК-Т, производят вычисление функционала цемента затем по палеточной зависимости от Сет, полученной на моделях пластов, определяют количественное содержание цемента Сет в %, в соответствии с коэффициентом пористости Kn(ГИС), определяемым по комплексу геофизических исследований скважин (ГИС) открытого ствола исследуемой скважины или в соответствии с коэффициентом пористости Kn, полученным в результате измерения зондами метода In the studied wells, logging is carried out using the 2NNK-T and 2NNK-Nt methods, as a result of which the intensity of epithermal neutron fluxes is recorded at low - and big - probes of the 2NNK-Nt method and the intensity of thermal neutron fluxes at low - and a large probe - 2NNK-T method, calculates the cement functional then according to the palette dependence from the Set obtained on the formation models, the quantitative content of cement Set in % is determined in accordance with the porosity coefficient K n (GIS), determined by a set of geophysical well surveys (GIS) of the open borehole of the well under study or in accordance with the porosity coefficient K n obtained as a result of measurement by probes of the method
Недостаток известного метода заключается в следующем.The disadvantage of the known method is as follows.
Метод обеспечивает определение количественного содержания цемента в % за ОК и не предназначен для определения толщины стенки ОК в газонаполненных скважинах.The method ensures the determination of the quantitative content of cement in % for the wellbore and is not intended to determine the wall thickness of the wellbore in gas-filled wells.
Технический результат, достигаемый заявляемым изобретением, заключается в расширении функциональных и аналитических возможностей нейтронных методов, позволяющих оценивать толщину стенки ОК в газонаполненных скважинах, за счет применения мультиметодного многозондового нейтронного каротажа.The technical result achieved by the claimed invention consists in expanding the functional and analytical capabilities of neutron methods, allowing the wall thickness of the wellbore to be assessed in gas-filled wells, through the use of multi-method multi-probe neutron logging.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе мультиметодного многозондового нейтронного каротажа для определения толщины стенки ОК в газонаполненных скважинах, включающем проведение нейтрон-нейтронного каротажа по тепловым нейтронам - ННК-Т и нейтрон-нейтронного каротажа по надтепловым нейтронам - ННК-Нт, в процессе которых регистрируют интенсивность потоков надтепловых нейтронов зонда метода ННК-Нт и интенсивность потоков тепловых нейтронов зонда метода ННК-Т по разрезу скважины, в отличие от известного, каротаж в скважине осуществляют при помощи центрированного в ОК малогабаритного прибора нейтронного каротажа ННК-Нт+ННК-Т, содержащего детекторы надтепловых нейтронов и детекторы тепловых нейтронов, размещенные в общей кассете малого зонда, экранированного от источника нейтронов, при этом, регистрируют текущие показания интенсивности потоков надтепловых нейтронов - малого зонда метода ННК-Нт и текущие показания интенсивности потоков тепловых нейтронов - малого зонда метода ННК-Т по разрезу скважины и определяют функцию толщины стенки ОК - как отношение текущих показаний - малого зонда метода ННК-Т к текущим показаниям - малого зонда метода ННК-Нт, которое нормируют на отношение показаний - малого зонда метода ННК-Нт к показаниям - малого зонда метода ННК-Т в воздухонаполненной колонне номинального диаметра, помещенной в емкость с пресной водой, следующим образом:The specified technical result is achieved by the fact that in the method of multi-method multi-probe neutron logging for determining the wall thickness of the wellbore in gas-filled wells, including conducting neutron-neutron logging using thermal neutrons - NNK-T and neutron-neutron logging using epithermal neutrons - NNK-Nt, during which the intensity of epithermal neutron fluxes of the probe of the NNK-Nt method and the intensity of thermal neutron fluxes of the probe of the NNK-T method along the wellbore section are recorded, in contrast to the known one, logging in the well is carried out using a small-sized neutron logging device NNK-Nt+NNK-T centered in the wellbore, containing epithermal neutron detectors and thermal neutron detectors located in a common cassette of a small probe shielded from the neutron source, while recording current readings of the intensity of epithermal neutron fluxes - small probe of the NNK-Nt method and current readings of the intensity of thermal neutron fluxes - small probe of the NNK-T method along the borehole section and determine the wall thickness function of the OK - as a ratio of current readings - small probe of the NNK-T method to the current readings - small probe of the NNK-NT method, which is normalized to the ratio of readings - small probe of the NNK-NT method to the indications - small probe of the NNK-T method in an air-filled column of nominal diameter, placed in a container with fresh water, as follows:
кроме того, предварительно регистрируют малогабаритным прибором нейтронного каротажа ННК-Нт+ННК-Т значения интенсивностей потоков тепловых - и надтепловых нейтронов - от различной толщины стенки воздухонаполненной колонны (в имитаторах моделей пласта), которые нормируют на отношение показаний - малого зонда метода ННК-Нт к показаниям - малого зонда метода ННК-Т в воздухонаполненной колонне номинального диаметра, помещенной в емкость с пресной водой, и вычисляют функцию толщины стенки колонны в имитаторе - согласно выражениюin addition, the values of the intensities of thermal flows are preliminarily recorded using a small-sized neutron logging device NNK-Nt+NNK-T - and epithermal neutrons - from the different wall thickness of the air-filled column (in reservoir model simulators), which are normalized to the ratio of readings - small probe of the NNK-NT method to the indications - a small probe of the NNK-T method in an air-filled column of nominal diameter placed in a container with fresh water, and the function of the column wall thickness is calculated in the simulator - according to the expression
затем в декартовой системе координат по оси X откладывают значения имит.Fmom, а по оси Y - толщину стенки колонны имитатора, строят калибровочную зависимость через нанесенные точки, имеющую видthen, in the Cartesian coordinate system, the values of imit.F mom are plotted along the X axis, and the thickness of the wall of the simulator column is plotted along the Y axis, a calibration dependence is constructed through the plotted points, which has the form
по которой, применяя рассчитанную функцию толщины - Fтолщ, определяют толщину стенок ОК по разрезу в газонаполненных скважинах, где:according to which, using the calculated thickness function - F thickness , the thickness of the OK walls is determined along the section in gas-filled wells, where:
А - номинальная толщина стенки колонны, мм,A - nominal thickness of the column wall, mm,
L - толщина стенки колонны, мм,L - column wall thickness, mm,
- текущие показания интенсивности потоков надтепловых нейтронов малого зонда метода ННК-Нт по разрезу скважины, условная единица, - current readings of the intensity of epithermal neutron fluxes of the small probe of the NNK-Nt method along the borehole section, conventional unit,
- текущие показания интенсивности потоков тепловых нейтронов малого зонда метода ННК-Т по разрезу скважины, условная единица, - current readings of the intensity of thermal neutron fluxes of the small probe of the NNK-T method along the borehole section, conventional unit,
- показания интенсивности потока надтепловых нейтронов малого зонда метода ННК-Нт в воздухонаполненной колонне номинального диаметра, помещенной в емкость с пресной водой, условная единица, - readings of the intensity of the epithermal neutron flux of a small probe of the NNK-Nt method in an air-filled column of nominal diameter placed in a container with fresh water, conventional unit,
- показания интенсивности потока тепловых нейтронов малого зонда метода ННК-Т в воздухонаполненной колонне номинального диаметра, помещенной в емкость с пресной водой, условная единица, - indications of the intensity of the thermal neutron flux of a small probe of the NNK-T method in an air-filled column of nominal diameter placed in a container with fresh water, conventional unit,
- показания интенсивности потоков надтепловых нейтронов малого зонда метода ННК-Нт в имитаторе воздухонаполненной колонны, условная единица, - readings of the intensity of epithermal neutron fluxes of a small probe of the NNK-Nt method in an air-filled column simulator, conventional unit,
- показания интенсивности потоков тепловых нейтронов малого зонда метода ННК-Т в имитаторе воздухонаполненной колонны, условная единица. - indications of the intensity of thermal neutron fluxes of a small probe of the NNK-T method in an air-filled column simulator, conventional unit.
На фиг. 1 представлена схема зондового устройства для реализации способа оценки толщины стенки ОК.Fig. 1 shows a diagram of a probe device for implementing a method for assessing the wall thickness of an OK.
На фиг. 2 представлены результаты скважинных измерений с вычисленными значениями толщины стенки ОК по комплексу мультиметодного многозондового нейтронного каротажа.Fig. 2 shows the results of borehole measurements with calculated values of the wellbore wall thickness using a multi-method multi-probe neutron logging complex.
На фиг. 3 представлена калибровочная зависимость от толщины стенки колонны L, где: линия I - текущие показания интенсивности потоков надтепловых нейтронов малого зонда метода ННК-Нт по разрезу скважины, линия II - текущие показания интенсивности потоков тепловых нейтронов малого зонда метода ННК-Т по разрезу скважины, линия III - зависимость от толщины стенки колонны L.Fig. 3 shows the calibration dependence. from the thickness of the column wall L, where: line I is the current readings of the intensity of epithermal neutron fluxes of the small probe of the NNK-Nt method along the borehole section, line II is the current readings of the intensity of thermal neutron fluxes of the small probe of the NNK-T method along the borehole section, line III is the dependence from the thickness of the column wall L.
Заявляемый способ реализуется с помощью центрированного в ОК исследуемой скважины малогабаритного прибора нейтронного каротажа ННК-Нт+ННК-Т, содержащего детекторы надтепловых нейтронов и детекторы тепловых нейтронов, размещенные в общей кассете малого зонда, экранированного от источника нейтронов.The claimed method is implemented using a small-sized neutron logging tool NNK-Nt+NNK-T, centered in the wellbore of the borehole being studied, containing epithermal neutron detectors and thermal neutron detectors located in a common cassette of a small probe shielded from the neutron source.
В охранном корпусе 1 прибора с диаметром не более 48 мм размещен общий стационарный плутониевый-бериллиевый (Pu+Ве) источник нейтронов 2, по одну сторону от которого расположены: малый зонд 3, содержащий два счетчика 4 и 5 надтепловых нейтронов метода ННК-Нт и один детектор 6 тепловых нейтронов.In the protective housing 1 of the device with a diameter of no more than 48 mm, a common stationary plutonium-beryllium (Pu+Be) neutron source 2 is located, on one side of which are located: a small probe 3, containing two counters 4 and 5 of epithermal neutrons of the NNK-Nt method and one detector 6 of thermal neutrons.
При этом малый зонд 3 со стороны источника нейтронов 2 экранирован полиамидным экраном 7.In this case, the small probe 3 is shielded from the side of the neutron source 2 by a polyamide screen 7.
Малый зонд 3 выполнен в виде кассеты, обобщенно содержащей счетчик (детектор) 6 тепловых нейтронов и два детектора 4 и 5 надтепловых нейтронов (Фиг. 1, вид по А-А и Б-Б).The small probe 3 is made in the form of a cassette, generally containing a counter (detector) 6 for thermal neutrons and two detectors 4 and 5 for epithermal neutrons (Fig. 1, view A-A and B-B).
Из-за существенного различия скоростей счета по тепловым и надтепловым нейтронам (при одинаковых размерах зондов и одинаковых геолого-технических условиях) показания счетчика по тепловым нейтронам в среднем в 4-6 раз выше, чем показания счетчика по надтепловым нейтронам, поэтому в кассете малого зонда 3 для снижения статистической погрешности измерений при регистрации потока надтепловых нейтронов устанавливают два счетчика нейтронов 4 и 5, а для регистрации потока тепловых нейтронов -один счетчик 6.Due to the significant difference in the counting rates for thermal and epithermal neutrons (with the same probe sizes and the same geological and technical conditions), the readings of the thermal neutron counter are on average 4-6 times higher than the readings of the epithermal neutron counter, therefore, in the cassette of the small probe 3, to reduce the statistical measurement error when registering the epithermal neutron flux, two neutron counters 4 and 5 are installed, and for registering the thermal neutron flux, one counter 6 is installed.
Прибор центрируется при помощи центраторов 8 и 9, спускается в скважину на каротажном кабеле 10, соединенном с наземной станцией 11.The device is centered using centralizers 8 and 9 and is lowered into the well on a logging cable 10 connected to a ground station 11.
Во время подъема прибора проводится мультиметодный многозондовый нейтронный каротаж (ММНК) обсаженной скважины.During the retrieval of the instrument, multi-method multi-probe neutron logging (MMNPN) of the cased well is carried out.
Нейтронный каротаж основан на облучении металлической крепи ОК скважины нейтронами, испускаемыми стационарным ампульным источником нейтронов 2 (плутониевый-бериллиевый (Pu+Ве)), и измерении плотностей потоков нейтронов на малом зонде 3 счетчиками надтепловых нейтронов, состоящими из детектора тепловых нейтронов 4 и 5, и измерении плотностей потоков нейтронов на малом зонде 3 счетчиком тепловых нейтронов 6 метода ННК-Т.Neutron logging is based on irradiation of the metal lining of the wellbore with neutrons emitted by a stationary ampoule neutron source 2 (plutonium-beryllium (Pu+Be)), and measuring the neutron flux densities on a small probe 3 with epithermal neutron counters consisting of a thermal neutron detector 4 and 5, and measuring the neutron flux densities on a small probe 3 with a thermal neutron counter 6 of the NNK-T method.
Взаимодействия нейтронов с металлической крепью скважины регистрируют с помощью измерительного малого зонда 3 с детекторами методов ННК-Т и ННК-Нт, а далее полученную информацию обрабатывают в электронной схеме прибора (на фиг. не показана) и передают на поверхность по кабелю 10. С помощью компьютера наземной станции 11 регистрируют, обрабатывают, интерпретируют и представляют результаты в виде количественной оценки толщины стенки ОК по всему разрезу скважины.The interaction of neutrons with the metal lining of the borehole is recorded using a small measuring probe 3 with detectors of the NNK-T and NNK-Nt methods, and then the obtained information is processed in the electronic circuit of the device (not shown in the figure) and transmitted to the surface via cable 10. Using the computer of the ground station 11, the results are recorded, processed, interpreted and presented in the form of a quantitative assessment of the wall thickness of the OK along the entire borehole section.
Использование малогабаритного прибора, содержащего малый зонд 3 с детекторами методов ННК-Т и ННК-Нт, для определения толщины стенки ОК в газонаполненных скважинах обосновано тем, что, из-за небольшой глубины воздействия нейтронов, на показания детекторов малого зонда не будут оказывать влияние вариации нейтронных характеристик среды в заколонном пространстве, в этом случае показания детектора 6 малого зонда метода ННК-Т - отражают поглощающие нейтронные характеристики металлической крепи и имеют обратную зависимость от толщины металлической крепи.The use of a compact device containing a small probe 3 with detectors of the NNK-T and NNK-Nt methods for determining the wall thickness of the wellbore in gas-filled wells is justified by the fact that, due to the small depth of neutron exposure, the readings of the detectors of the small probe will not be affected by variations in the neutron characteristics of the medium in the annular space, in this case the readings of the detector 6 of the small probe of the NNK-T method - reflect the neutron-absorbing characteristics of the metal support and have an inverse relationship with the thickness of the metal support.
Показания детекторов 4 и 5 зонда ННК-Нт - в основном определяются рассеивающими нейтронными свойствами металлической крепи ОК и возрастают с увеличением толщины металлической крепи.Readings of detectors 4 and 5 of the NNK-NT probe - are mainly determined by the neutron scattering properties of the OK metal support and increase with the increase in the thickness of the metal support.
Экспериментально установлено, что наиболее чувствительным аналитическим параметром для определения толщины металлической крепи в газонаполненных скважинах является функция толщины стенки OK: Fтoлщ., определяемая как отношение текущих показаний - малого зонда метода ННК-Т к текущим показаниям - малого зонда метода ННК- Нт, нормированное на отношение показаний - малого зонда метода ННК-Нт к показаниям - малого зонда метода ННК-Т в воздухонаполненной колонне номинального диаметра, помещенной в емкость с пресной водой, следующим образом:It has been experimentally established that the most sensitive analytical parameter for determining the thickness of metal lining in gas-filled wells is the wall thickness function OK: F thickness , defined as the ratio of current readings - small probe of the NNK-T method to the current readings - small probe of the NNK-NT method, normalized to the ratio of readings - small probe of the NNK-NT method to the indications - small probe of the NNK-T method in an air-filled column of nominal diameter, placed in a container with fresh water, as follows:
где: - показания интенсивности потока надтепловых нейтронов малого зонда метода ННК-Нт в воздухонаполненной колонне номинального диаметра, помещенной в емкость с пресной водой,Where: - readings of the intensity of the epithermal neutron flux of a small probe of the NNK-NT method in an air-filled column of nominal diameter placed in a container with fresh water,
- показания интенсивности потока тепловых нейтронов малого зонда метода ННК-Т в воздухонаполненной колонне номинального диаметра, помещенной в емкость с пресной водой. - readings of the intensity of the thermal neutron flux of a small probe of the NNK-T method in an air-filled column of nominal diameter placed in a container with fresh water.
Номинальный диаметр воздухонаполненной колонны является расчетной величиной, полученной из ряда металлических колонн с различным диаметром в моделях пластов нефтегазовых скважин с различными толщинами имитатора воздухонаполненной колонны (с увеличенной и уменьшенной толщинами стенки колонн относительно стенки колонны номинальной толщины). В имитаторах колонн моделей пласта предварительно регистрируют значения показаний малогабаритным прибором нейтронного каротажа ННК-Нт+ННК-Т интенсивности потоков тепловых - и надтепловых нейтронов - Их отношение нормируют на отношение показаний - малого зонда метода ННК-Нт к показаниям - малого зонда метода ННК-Т в воздухонаполненной колонне номинального диаметра, помещенной в емкость с пресной водой, согласно выраженияThe nominal diameter of the air-filled column is a calculated value obtained from a series of metal columns of varying diameters in oil and gas well reservoir models with varying thicknesses of the air-filled column simulator (with increased and decreased column wall thicknesses relative to the nominal column wall thickness). In the reservoir model column simulators, the readings of the NNK-Nt+NNK-T compact neutron logging instrument are preliminarily recorded for the intensity of heat flows - and epithermal neutrons - Their ratio is normalized to the ratio of readings - small probe of the NNK-NT method to the indications - small probe of the NNK-T method in an air-filled column of nominal diameter placed in a container with fresh water, according to the expression
таким образом вычисляют функцию толщины имитатора воздухонаполненной колонны - in this way, the thickness function of the air-filled column simulator is calculated -
При этом в декартовой системе координат по оси X откладывают значения а по оси Y - толщину стенки колонны имитатора, и строят калибрующую зависимость через нанесенные точки, в виде аппроксимирующей кривой, имеющей видIn this case, in the Cartesian coordinate system, the values are plotted along the X axis. and along the Y axis - the thickness of the wall of the simulator column, and a calibration dependence is constructed through the plotted points, in the form of an approximating curve, which has the form
где:Where:
А - номинальная толщина стенки колонны, мм,A - nominal thickness of the column wall, mm,
L - толщина стенки колонны, мм.L – column wall thickness, mm.
Переход от вычисляемого в процессе регистрации текущих показаний интенсивности потоков надтепловых нейтронов - малого зонда метода ННК-Нт и текущих показаний интенсивности потоков тепловых нейтронов - малого зонда метода ННК-Т по разрезу скважины - аналитического параметра Fтoлщ.. к толщине стенки ОК производится по калибровочной зависимости: полученной в воздухонаполненных колоннах моделей пластов нефтегазовых скважин в результате зарегистрированных малогабаритным прибором нейтронного каротажа ННК-Нт+ННК-Т значений потоков интенсивностей тепловых и надтепловых нейтронов - На фиг. 3 представлена калибровочная зависимость (линия III) от толщины стенки колонны L, типа по которой, применяя рассчитанную по данным текущих показаний зондов функцию толщины - Fтoлщ, (значения по оси X), совместив значения Fтoлщ, и определяют толщину стенок OK - L (значения по оси Y) по разрезу в газонаполненных скважинах.The transition from the calculated in the process of recording the current readings of the intensity of epithermal neutron fluxes - small probe of the NNK-Nt method and current readings of the intensity of thermal neutron fluxes - small probe of the NNK-T method along the borehole section - analytical parameter F thickness . to the wall thickness of the OK is produced according to the calibration dependence: obtained in air-filled columns of oil and gas well reservoir models as a result of the values of thermal intensity flows recorded by the small-sized neutron logging device NNK-Nt+NNK-T and epithermal neutrons - Fig. 3 shows the calibration dependence (line III) from the wall thickness of the column L, type according to which, using the thickness function calculated from the current readings of the probes - F thickness , (values along the X axis), combining the values of F thickness , and determine the wall thickness OK - L (values along the Y axis) along the section in gas-filled wells.
Линия I - текущие показания интенсивности потоков надтепловых нейтронов малого зонда метода ННК-Нт по разрезу скважины, линия II -текущие показания интенсивности потоков тепловых нейтронов малого зонда метода ННК-Т по разрезу скважины, используемые для расчета Fтолщ. по формулеLine I - current readings of the intensity of epithermal neutron fluxes of the small probe of the NNK-Nt method along the borehole section, line II - current readings of the intensity of thermal neutron fluxes of the small probe of the NNK-T method along the borehole section, used to calculate F thickness according to the formula
Количественная итоговая оценка толщины стенки ОК по разрезу исследуемой скважины обеспечивается с помощью компьютера наземной станции 11.A quantitative final assessment of the wall thickness of the wellbore along the section of the well being studied is provided using the computer of the ground station 11.
На фиг. 2 представлены пример с результатами скважинных измерений с вычисленными значениями толщины стенки ОК по комплексу мультиметодного многозондового нейтронного каротажа ННК-Нт+ННК-Т.Fig. 2 shows an example with the results of borehole measurements with calculated values of the wall thickness of the wellbore using the NNK-Nt+NNK-T multi-method multi-probe neutron logging complex.
Claims (17)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2846920C1 true RU2846920C1 (en) | 2025-09-18 |
Family
ID=
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1071416A (en) * | 1963-01-10 | 1967-06-07 | British Petroleum Co | Method of and apparatus for logging boreholes |
| CN102061911A (en) * | 2010-12-13 | 2011-05-18 | 中国石油集团川庆钻探工程有限公司 | Method for measuring wall thickness of underground casing |
| RU2710225C1 (en) * | 2019-09-10 | 2019-12-25 | Сергей Алексеевич Егурцов | Method of neutron cementometry for diagnostics of filling of annular space of oil-and-gas wells with versions of light cement paste (versions) |
| RU2732804C1 (en) * | 2019-11-25 | 2020-09-22 | Сергей Алексеевич Егурцов | Method of diagnostics of filling of casing annulus of oil and gas wells with light and light-weight cements by neutron method and scanning device for its implementation |
| CN112179924A (en) * | 2020-10-23 | 2021-01-05 | 中国石油大学(华东) | Downhole casing damage detection method based on boron neutron capture |
| CN114544753A (en) * | 2022-02-28 | 2022-05-27 | 河南中源化学股份有限公司 | Central tube and sleeve damage monitoring method |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1071416A (en) * | 1963-01-10 | 1967-06-07 | British Petroleum Co | Method of and apparatus for logging boreholes |
| CN102061911A (en) * | 2010-12-13 | 2011-05-18 | 中国石油集团川庆钻探工程有限公司 | Method for measuring wall thickness of underground casing |
| RU2710225C1 (en) * | 2019-09-10 | 2019-12-25 | Сергей Алексеевич Егурцов | Method of neutron cementometry for diagnostics of filling of annular space of oil-and-gas wells with versions of light cement paste (versions) |
| RU2732804C1 (en) * | 2019-11-25 | 2020-09-22 | Сергей Алексеевич Егурцов | Method of diagnostics of filling of casing annulus of oil and gas wells with light and light-weight cements by neutron method and scanning device for its implementation |
| CN112179924A (en) * | 2020-10-23 | 2021-01-05 | 中国石油大学(华东) | Downhole casing damage detection method based on boron neutron capture |
| CN114544753A (en) * | 2022-02-28 | 2022-05-27 | 河南中源化学股份有限公司 | Central tube and sleeve damage monitoring method |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0143529B1 (en) | Multi-function natural gamma ray logging | |
| AU689326B2 (en) | Accelerator-base methods and apparatus for measurement-while-drilling | |
| US8244473B2 (en) | System and method for automated data analysis and parameter selection | |
| CN102330552B (en) | The correction that neutron gamma density is measured | |
| US6220371B1 (en) | Downhole in-situ measurement of physical and or chemical properties including fluid saturations of cores while coring | |
| EP0608996B1 (en) | Method and apparatus for reducing matrix density effects on porosity measurements during epithermal neutron porosity well logging | |
| US4092536A (en) | Method for detecting cement voids or borehole washouts | |
| EP0443936A1 (en) | Method and apparatus for evaluating the cement in a well | |
| US5528030A (en) | System for determining gas saturation of a formation and a wellbore through casing | |
| US9798037B2 (en) | Compensated sigma from measurements made by a pulsed neutron instrument | |
| AU2010237344B2 (en) | Method of determining density of underground formations using neutron-gamma ray measurements | |
| JPH0156397B2 (en) | ||
| MX2013006661A (en) | Gas detection and quantification method using a pulsed neutron logging tool. | |
| CA2793106A1 (en) | System and method for correction of borehole effects in a neutron porosity measurement | |
| US4137452A (en) | Method of measuring horizontal fluid flow in cased off subsurface formations with manganese compensation | |
| BR102015011553B1 (en) | TOOL CALIBRATION SYSTEM FOR GAMMA-PROFILING FOR USE IN MINERAL EXPLORATION; AND METHOD FOR CALIBRATION OF A GAMMA-GAMMA PROFILETING TOOL IN ONE SITE | |
| RU2846920C1 (en) | Method of multimode multi-probe neutron logging for determining the wall thickness of a casing in gas-filled wells | |
| CA1257405A (en) | Method and apparatus for determining true formation porosity from measurement-while-drilling neutron porosity measurement devices | |
| US2686881A (en) | Measuring absolute radioactivity of borehole formations | |
| US3621255A (en) | Two detector pulse neutron logging porosity technique | |
| Smith Jr et al. | A multi-function compensated spectral natural gamma ray logging system | |
| RU2769169C1 (en) | Multi-method multi-probe neutron logging equipment - mmnl for sector-sector scanning of sections of oil and gas wells | |
| RU2842565C1 (en) | Small-sized multi-method neutron logging apparatus for determining thickness of wall of casing string in gas-filled wells | |
| US5359195A (en) | Gas hold up tool for use in cased well boreholes | |
| US7649169B2 (en) | Method for determining shale bed boundaries and gamma ray activity with gamma ray instrument |