Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Развитие компьютерных технологий статистического моделирования для решения задач стационарного и импульсного нейтронного каротажа скважин Цымбал Дмитрий Васильевич

Развитие компьютерных технологий статистического моделирования для решения задач стационарного и импульсного нейтронного каротажа скважин
<
Развитие компьютерных технологий статистического моделирования для решения задач стационарного и импульсного нейтронного каротажа скважин Развитие компьютерных технологий статистического моделирования для решения задач стационарного и импульсного нейтронного каротажа скважин Развитие компьютерных технологий статистического моделирования для решения задач стационарного и импульсного нейтронного каротажа скважин Развитие компьютерных технологий статистического моделирования для решения задач стационарного и импульсного нейтронного каротажа скважин Развитие компьютерных технологий статистического моделирования для решения задач стационарного и импульсного нейтронного каротажа скважин Развитие компьютерных технологий статистического моделирования для решения задач стационарного и импульсного нейтронного каротажа скважин Развитие компьютерных технологий статистического моделирования для решения задач стационарного и импульсного нейтронного каротажа скважин Развитие компьютерных технологий статистического моделирования для решения задач стационарного и импульсного нейтронного каротажа скважин Развитие компьютерных технологий статистического моделирования для решения задач стационарного и импульсного нейтронного каротажа скважин
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Цымбал Дмитрий Васильевич. Развитие компьютерных технологий статистического моделирования для решения задач стационарного и импульсного нейтронного каротажа скважин : Дис. ... канд. техн. наук : 25.00.10 Москва, 2005 110 с. РГБ ОД, 61:05-5/3251

Содержание к диссертации

Введение

Глава 1. Развитие технологий стандартного ННК (CN 2435/38 Western Atlas) с использованием компьютерного моделирования

1.1 Краткая история вопроса 10

1.2 Описание прибора CN 14

1.3 Компьютерная модель 16

1.4 Тестирование модели 17

1.5 Краткое описание процесса калибровки 22

1.6 Обоснование двухшаговых систем расчетов. Сходимости статистических характеристик 24

1.7 Краткое описание системы статистических тестов 26

1.8 Создание прецизионных компьютерных моделей {КоМоДТ) для приборов НК 28

1.9 Обоснование компьютерных моделей ННК на расчетах калибратора 33

1.10 Результаты расчетов и их обсуждение 35

1.11 Сопоставления расчетов, выполненных по программам MCNP4C и MCNP5. Влияние уточненных ядерных данных 39

1.12 Результаты расчетов палеток для обсаженной скважины 40

1.13 Стандартный прибор ННК в условиях скважины с двухколонной обсадкой 46

1.14 Вывод к главе 1 47

Глава 2 Компьютерное моделирование при проектировании новых приборов ННК для каротажа горизонтальных скважин (вторых стволов) и систем интерпретации.

2.1 Краткая история вопроса 49

2.2 Постановка задачи 50

2.3 Особенности компьютерных моделей 54

2.4 Выводы к главе 2 65

Глава 3. Компьютерное моделирование задач импульсного нейтронного каротажа. Сравнительный анализ эффективности применения ИННК и ИНГК на единой аппаратурной основе прибора PDK-100

3.1 Краткая история вопроса 65

3.2 Сопоставительный анализ применения ИННК и ИНГК в Западной Сибири (модельные и скважинные измерения) 69

3.3 Краткое описание аппаратуры PDK-100 71

3.4 Метрология ИНК 74

3.5 Структура сигнала ИНК 76

3.6 Радиальное зондирование 81

3.7 Термализация в задачах ИННК/ИНГК 87

3.8 Задача ИНК о двухкомпонентном разложении сигнала 90

3.9 Выводы к главе 3 93

4. Заключение к работе 95

5. Библиография

Введение к работе

Двухзондовые отечественные приборы стационарного нейтронного каротажа (СРК, РКС) появились 30 (примерно) лет назад на смену однозондовым приборам типа СП-62, ДРСТ. Тогда же была разработана идеология создания системы палеток для новой аппаратуры на единой расчетной основе метода Монте-Карло (Еникеева Ф.Х, Журавлев Б.К. Велижанин В.А. Стариков В.Н. и др). Расчетная палеточная база охватывала следующие факторы: открытый ствол-отклонение прибора от стенки, переменный диаметр, переменная толщина и плотность глинистой корки, переменная литология, переменная минерализация в скважине и пласте, переменная температура и давление (8-9 факторов, которые распадались на 2 группы). В обсаженной скважине учитывали переменный диаметр, толщину цементного кольца, толщину и диаметр обсадки. Объединение всех поправок в единую расчетную базу (с быстрой выборкой) взамен разрозненной системы различных поправок было огромным шагом вперед и обеспечило успех расчетных Монте-Карловских методов в геофизике.

За рубежом эта технология появилась чуть позднее (J.Butler, J.Brithmeister) однако сразу стала обязательной для всех ведущих геофизических компаний. Расчетная палеточная база облегчила внедрение компьютерной интерпретации нейтронного каротажа. Выходным параметром стала нейтронная пористость, исправленная за все мешающие факторы. Вначале эта технология появилась на Западе, затем стала внедряться в России (хотя и с некоторым трудом). Последние 20 лет интерпретация стандартного двухзондового нейтронного каротажа 2ННК, как с отечественной, так и с зарубежной

А аппаратурой выполнялась по стандартным технологиям и не вызывала особых трудностей. Вместе с тем, геофизическая практика накапливала новый круг проблем, которые требовали для своего решения глубокого компьютерного моделирования на современной основе.

В последние годы бурение горизонтальных скважин (вторых стволов) во всем мире и в России развивается исключительно быстро.

Для каротажа вторых стволов в России применяют разные технологии, в частности, малогабаритную . автономную аппаратуру на буровом инструменте. В отличие от технологии ГОРИЗОНТ, которая не допускала промывки горизонтального ствола в процессе каротажа, в разрабатываемой автономной аппаратуре Петро Альянса предполагается использование проточной схемы. В процессе каротажа производится промывка, чтобы избежать заклинивания прибора и не иметь ограничений по времени работы.

Импульсный нейтронный каротаж (ИНК) был разработан в начале 60гг. Первые успешные испытания были проведены в 1961г. Метод был практически реализован и внедрен усилиями очень многих специалистов, среди которых отметим Алексеева Ф.А., Ерозолимского Б.Г, Школьникова А.С., Беспалова Д.Ф., Шимелевича Ю.С., Поляченко А.Л., Воронкова Л.Н. L.Allen, B.Mills, R.Caldwell и многих других. Метод широко применяется во всем мире, однако новые задачи требуют развития и этого метода.

Библиография работ по нейтронному каротажу огромна. Главный вклад в создание современной картины метода внесли Дядькин И.Г., Гулин Ю.А. Кантор С.А. Поляченко А.Л., Кожевников Д.А. Резванов Р.А., Еникеева Ф.Х., Журавлев Б.К. Велижанин В.А. Хаматдинов Р.Т. Стариков В.Н. Лухминский Б.Е. Давыдов Ю.Б., Крапивский Е.И., J. Schweitzer, D. Oliver, D.Ellis, R.Gardner, L.Allen, B.Mills, R.Caldwell и очень многие другие.

Однако геофизическая практика постоянно выдвигает новые задачи в области различных нейтронных методов каротажа, поэтому необходим инструмент для быстрого решения этих задач методами математического моделирования (компьютерного эксперимента). Этому посвящена работа.

Цели работы и решаемые задачи:

1. Создание иерархии (семейства) компьютерных моделей на основе метода Монте-Карло для расчета актуальных задач стационарного и импульсного каротажа скважин.

2. Тестирование моделей (Validation & Verification) на стандартных калибраторах и модельных полигонах для получения погрешностей расчета, адекватных погрешностям калибровки аппаратуры (1-2%).

3. Расширение стандартного набора палеток CN Western Atlas путем расчета палеток и поправок на нетрадиционную литологию коллектора (полимиктовый песчаник, наличие нейтронных поглотителей, нетрадиционный гранитоидный коллектор), на измерения в обсаженной скважине (гель-цементом, двойная колонна и т.д.)

4. Развитие элементов компьютерной метрологии путем сопоставления калибровочных кривых для различных модельных полигонов (например, Хьюстонского и Раменского), а также путем сопоставления чувствительности к пористости различных приборов (CN Western Atlas, автономный прибор ЗЫНК, двухзондовый С\0-генератор МАРКА).

5. Компьютерная оптимизация элементов новой многозондовой автономной аппаратуры ННК (выбор измерительных параметров, оптимизация защиты, оценка помехоустойчивости, чувствительности, выбор рациональных интерпретационных параметров).

6. Компьютерное моделирование актуальных задач импульсного многозондового нейтронного зондирования с целью оценки практических перспектив аппаратуры в горизонтальных скважинах с минерализованными растворами.

Научная новизна:

1. Созданы элементы компьютерной метрологии ННК для серийной аппаратуры CN Western Atlas, сопоставлены калибровочные зависимости для различных модельных полигонов и расширен основной набор палеток за счет нетрадиционных коллекторов.

2. На основе компьютерного моделирования выбраны параметры многозондовой автономной аппаратурой ННК и созданы новые приемы 2D и 3D интерпретации.

3. Проведен компьютерный анализ перспектив многозондового импульсного нейтронного зондирования (ИННК и ИНГК) в различных условиях (горизонтальные скважины, минерализованные буровые растворы).

Основные защищаемые научные положения

1. Создано семейство (иерархия) тестированных компьютерных моделей Монте-Карло для расширения набора палеточных зависимостей серийной и проектируемой аппаратуры ННК, которое использовано для сравнительного анализа нейтронной аппаратуры различного назначения по чувствительности и другим параметрам.

2. На основе математического моделирования созданы новые приемы 2D и 3D интерпретации для автономной нейтронной аппаратуры каротажа горизонтальных скважин и оптимизированы ее параметры.

3. Компьютерное моделирование многозондового импульсного нейтронного зондирования {ИННК и ИНГК), позволило оценить перспективы применения ИНК в различных условиях (горизонтальные скважины, минерализованные буровые растворы).

Апробация работы

Основные положения диссертации докладывались на V, VI, VII Международных конференциях «Новые идеи в науках о Земле» (2001, 2003, 2005 годы), на Молодежной секции научно-практической конференции «ГЕОМОДЕЛЬ-2002» (2002 год) и на Научно-практической конференции «Ядерная геофизика - 2004» (2004 год, Санкт-Петербург).

Практическая реализация и внедрение результатов работы

В настоящее время процедура создания новой аппаратуры РК для каротажа скважин различного назначения в ПетроАльянсе обязательно сопровождается оптимизационными расчетами Монте-Карло. Расчеты используются для решения набора прямых задач конкретного метода (ННК, ИНК) и создания системы интерпретации на основе решения обратных задач. Результаты работы непосредственно используются в производственной деятельности компании ПетроАльянс.

Результаты, полученные автором, использованы для интерпретации и внесения поправок в стандартный каротаж, выполняемый с помощью аппаратуры CN в ПетроАльянсе. Результаты работы использованы также специалистами ЦГЭ Минэнерго при ревизии запасов месторождения Белый Тигр (СРВ).

Структура и объем

Диссертация состоит из НО страниц текста с приложениями, 49 рисунка, 3 таблиц и 87 позиций библиографии.

Благодарности

Автор благодарит специалистов ПетроАльянса В.П. Стенина, В.В. Метлина, А.А. Чередниченко, В.В. Костылева, М.А.Ракитина, а также специалистов Когалымского и Усинского подразделений за поддержку; специалистов ГЕОКОНА, ВНИИА, сотрудника ОИЯИ Рогова А.Д, сотрудников кафедры ЯРМ и ГИ и кафедры математического моделирования МГГРУ за полезные советы, своего руководителя Б.Е.Лухминского.  

Описание прибора CN

Прибор 2435 CN компании Western Atlas Int. (далее, WAI) является прибором стационарного нейтрон-нейтронного компенсированного каротажа. Поток нейтронов излучаемых Ат241Ве источником регистрируется двумя гелиевыми детекторами давлением Юатм.

Характеристики прибора: - диаметр 92мм; - материал корпуса — железо, толщина 7мм; - источник Ат241Ве, мощность 18кюри-4.5 МэВ; - детекторы НеЗ камеры, давление Юатм; (важно заметить, что в отечественных приборах такие детекторы пока не применяются!) - размеры детекторов: ближний - 25,4мм 122,2мм, на расстоянии 373мм от источника; Дальний - 38,1мм 164,9мм на расстоянии 614мм от источника; - материал защиты — нейлон; - максимальная скорость каротажа — 9м\мин; - типичная скорость каротажа — 6м\мин; - точность ±0.5ри при пористости ниже 7% ±0.7ри при пористости выше 7%; - повторяемость ±2% для известняка пористости 15%; - глубина исследования - 304,8мм для скважины диаметром 200мм с известняком 15% пористости, насыщенном водой; - вертикальное разрешение - 711.2мм;

Ниже приведен схематический чертеж прибора, заложенный в математическую модель.

Для решения задач, поставленных перед диссертантом, была составлена компьютерная модель прибора. Всего под эту задачу было написано и проверено более 100 входных файлов, потому что многие критичные параметры задачи не были известны. Например, толщина кадмия, покрывающего детекторы, точный химический состав материала защиты и стержней, используемых для калибровки, толщина внутреннего цилиндра калибратора и т.д.

Т.к. перечисленные выше параметры задачи не были известны, то в результате получилась неформальная математическая задача, в которой критерием успешного решения модно считать низкую погрешность расчетных величин и соответствие расчетного калибровочного графика и реального графика. За неизвестные же величины можно принять: толщину кадмия в пределах от 0мм до 1мм, толщину циркониевого цилиндра калибратора (7мм - 1,4мм), материал защиты (нейлон или нейлон с бором), материал калибровочных стержней (нейлон, капролон, нейлон с добавками или тот же «сэндвич» из нейлона с бором) и т.д. Таким образом, даже рассмотрев те из параметров, что были перечислены выше, получается довольно приличное количество расчетных задач, а, учитывая тот факт, что требуемая погрешность отношения показаний ближнего и дальнего детекторов не должна превышать 1%, т время, необходимое на расчет одного варианта равно примерно 3-10 часам на каждый детектор.

При моделировании были учтены все существенные и исключены несущественные для данной задачи физические процессы. Собственно говоря, программа MCNP5 сама учитывает физические процессы, которые явно указаны пользователем. Так, например, для правильной оценки регистрируемой скорости счета надо было учесть и плотность столкновений, и поток частиц, и скорость реакций в самом детекторе (п,р). Особую сложность представляли термализационные процессы, а именно вопрос для каких веществ и на каких температурах их учитывать. Был выполнен большой объем расчетов по этому направлению. Следует отметить, что моделирование проводилось при комнатной температуре, как и модельные замеры. Переход же при необходимости к высокотемпературному моделированию не составит труда.

Совокупность процессов, доказывающих адекватность модели по физическим параметрам, в современной компьютерной литературе обозначена термином VALIDATION, который нужно понимать как физическое обоснование модели.

Совокупность математических (компьютерных) проблем, обосновывающих адекватность модели, обозначена термином VERIFICATION, понимаемым как математические обоснование модели.

Обоснование двухшаговых систем расчетов. Сходимости статистических характеристик

Для выполнения прецизионных расчетов, т.е. получения погрешностей искомых величин порядка 1%, было опробовано несколько схем вычисления с их проверкой и обоснованием.

Первоначально расчеты велись по самой простой схеме -одноступенчатый расчет без применения методов снижений дисперсии. Данный метод, конечно же, самый простой, как для пользователя, так и для компьютера, однако, эффективность его заметно ниже, чем у других методов.

Дальнейшим этапом было разделение расчета на два и фокусировка в каждом случае на один из детекторов. Такой вариант расчета показывал уже большую эффективность, нежели первый, однако самым эффективным оказался последний метод - раздельный расчет на два детектора с отдельным накоплением весов.

Может показаться, что данный метод может давать результат, отличающийся от случая с общим расчетом для двух детекторов, но известно, что если у нас не менялась геометрия расчета и физико-химические параметры, то при задании того же самого начального случайного числа и выполнении расчета той же длины, мы получим абсолютно идентичные ответы. Это является одним из свойств моделирования методом Монте-Карло.

Для сравнения качества и эффективности двух разных вариантов расчета воспользуемся статистическими выкладками для одной и той же задачи — прибор типа CN в калибраторе. Отметим прежде всего, что 1 . „ 1 статистическая погрешность сходится как -=, а 4-й момент— как— V« и (это легко проверяется в билогарифмсичсеском масштабе).

Из приведенного выше графика видно, что на втором шаге двухступенчатой схемы расчета мы получаем хорошую сходимость среднего значения к точному. В частности, талли 4 становится меньше 0.01 (1%). В одноступенчатой схеме для такой точности потребовалось бы 100 млн. историй.

Данные графики, подтверждают тот факт, что оптимальным вариантом расчета стационарной задачи - прибора типа CN является вариант, при котором расчет делится на две части (отдельно ближний и отдельно дальний детекторы) и каждая из этих частей делится еще на две части -шаг 1- накопление весов и шаг 2--собственно сам расчет.

Следует заметить, что указанный выше подход не удается напрямую перенести на расчет нестационарной задачи, несмотря на неоднократные попытки.

Для оценки результата вычислений в системе MCNP применяется системы 10 статистических тестов, которые позволяют дать первоначальную оценку результатов. Однако, данная оценка будет чисто математической и никакой информации о том, сошлось наше решение к верному или нет она (оценка) не несет. Следовательно, данные тесты являются необходимым условием, но не достаточным. 1.7 Краткое описание системы статистических тестов Тест №1: Поведение выборочного среднего в серии.

Случайность поведения выборочного среднего проверяется, по существу, с помощью критерия знаков. Словесное выражение критерия состоит в том, что отклонения от генерального среднего должны быть примерно равновероятны со знаком + и -. Последовательность только одного знака весьма маловероятна и свидетельствует о неслучайности выборки.

Тест Jfs2: Относительная погрешность Значение относительной погрешности не должно превышать 10% (некоторая условная величина). Реально погрешности расчетов главных величин были существенно меньше.

Тест МЗ: Поведение относительной погрешности

С увеличением объема выборки относительная погрешность должна убывать, в соответствии с законами математической статистики, по которым выборочные характеристики в пределе стремятся к теоретическим значениям. Тест М4: Скорость убывания относительной погрешности

В соответствии с предельными теоремами теории вероятностей относительная погрешность должна убывать как -т= , где н-число историй.

variance) Эта характеристика есть, по существу, эксцесс (4-й момент распределения). Она свидетельствует об отклонении выборочного распределения от нормального. TecmMS. Значение VOV Значение VOV должно быть меньше 10%. Это достаточно условное значение, на практике выполняемое далеко не всегда. Тест №6. Убывание Тесты 5, 6 и 7 анализируют «погрешности относительной погрешности» (VOV-variance of VOV

Последовательность значений VOV должна убывать с ростом п (числа испытаний), в соответствии с законами математической статистики, по которым выборочные характеристики в пределе стремятся к теоретическим значениям. Тест №7. Скорость убывания VOV Параметр VOV должен убывать как —. В теории вероятностей и доказано, что эксцесс имеет именно такую скорость сходимости (с точностью до численных коэффициентов)

Последующие два теста рассматривают поведение такой величины как FOM: (figure of merit - доверительная характеристика результата). Она может меняться от 10"2 до 103.

Существенно, что FOM зависит от производительности компьютера и не является вероятностью. Это - наиболее сложная и неоднозначная характеристика системы тестов.

Особенности компьютерных моделей

Ранее нами выполнена значительная серия расчетов нейтронных задач в среде MCNP4 и MCNP4C, причем многие из этих расчетов опубликованы в журнале «КАРОТАЖНИК» [2,3]. В прошлом году нами получена новая лицензионная версия программы MCNP5. Детальное описание программы имеется на сайте www.lanl.gov. Приведем лишь краткие характеристики. Программа полностью переписана в стандарте Фортрана-90, значительно расширены возможности параллельных и кластерных вычислений на любых машинах и в любых операционных средах. Самое главное, программа снабжена огромной, существенно обновленной библиотекой нейтронных, электронных, гамма- и фотоядерных сечений. Программа уже используется во всех ведущих геофизических компаниях за рубежом и в России для расчетного сопровождения новых ядерно-геофизических технологий. Несомненно, что этот процесс будет развиваться и далее. Поэтому важно понять, меняют ли новые и уточненные ядерные данные наши представления о нейтронных и гамма-полях в скважине. В основном, сложившиеся представления, конечно, не меняются, поскольку библиотеки уточняют и расширяют более ранние данные.

В результате всех вычислений была построена литологическая палетка для прибора типа CN, которая приведена ниже. Параметры гранитов Белого Тигра были взяты из обзора В.П.Гаврилова. Специальный расчет показывает, что интерпретация каротажа ННК по карбонатной ветви завышает пористость (рис 18). Для малопористых пород 3-5% это завышение весьма существенно. Расчеты были использованы в ЦГЭ при ревизии запасов вьетнамского месторождения Белый Тигр.

Основная задача палеточного обеспечения для прибора CN в обсаженной скважине состоит в расчете палеточного набора для различных литологии (песчаник, известняк, доломит), а также в расчете палеток и поправок для различных конструкций скважин (обсадка с гель-цементом, двухколонная конструкция). Указанные палетки и поправки в стандартном интерпретационном пакете отсутствуют.

Были проведены серии расчетов показаний прибора в обсаженной скважине: расчет палеток для различных литологии; расчет поправок для различных толщин колонн и цементного кольца; оценка чувствительность прибора CN в двухколонной конструкции. Расчетное сопоставление по чувствительности различных нейтронных приборов (в частности, СО-генератора МАРКА и CN).

Результат решения этой задачи - палетка для интерпретации показаний прибора в обсаженной скважине, причем помимо портланд-цементов, необходимо было также рассчитать показания прибора в скважине обсаженной с применением гель-цементов.

Геометрия задачи в принципе та же, что и в случае с открытым стволом, за исключением разных вариантов обсадной колонны и цемента. Ниже приведен ее схематический рисунок.

Как и в задаче открытого ствола, при рассмотрении задач обсаженной скважины особое внимание было уделено погрешностям оценки пористости за колонной. Опять же точность расчетов должна быть на уровне 1-1.5%.

На первом шаге решения этой задачи был поставлен вычислительной эксперимент, целью которого было выяснить качественное соответствие результатов моделирования палеточным зависимостям. Были рассчитаны следующие геометрии (не полный список): 1. колонна 7", толщина стенки 0.3", цемента 1" 2. колонна 7", толщина стенки 0.3", цемента 2" 3. колонна 7", толщина стенки 0.5", цемента 1" 4. колонна 7", толщина стенки 0.5", цемента 2"

При сопоставлении результатов и известных палеток было получение совпадение и принято решение перейти к количественному расчету. Для следующего этапа были рассчитаны следующие геометрии: 1. известняк пористостью 1,20,30, диаметр 216мм, диаметр колонны 146мм, толщина стенки 8мм. 2. песчаник пористостью 1,20,30, диаметр 216мм, диаметр колонны 146мм, толщина стенки 8мм. 3. доломит пористостью 1,20,30, диаметр 216мм, диаметр колонны 146мм, толщина стенки 8мм.

Как и в случае с необсаженной скважиной мы применяли двухступенчатую схему расчета, еще раз проверив тот факт, что данный подход дает меньшую погрешность и большую скорость счета.

Краткое описание аппаратуры PDK-100

Данная аппаратура была разработана и внедрена в производство в начале 80-х годов, затем выдержала несколько модификаций. Фирмой производителем проведены усовершенствования модуля излучений, который позволил повысить стабильность работы генератора нейтронов и упростить работу полевого инженера. Произведена замена кристаллов NaJ(Tl) на более совершенные кристаллы BGO. Усовершенствован алгоритм обработки данных ИНГК и методика интерпретации. Кроме этого проведены и другие изменения: переход на современную цифровую базу телеметрии, более точное измерение фона и т.д. Благодаря этому аппаратура PDK-100 продолжает соответствовать мировому уровню. Она позволяет регистрировать на двух зондах данные ИНГК и имеет следующие характеристики: максимальная температура 171 С; максимальное давление 110.3 МПа, при повышенном содержании H2S максимальное давление 89.6 МПа; диаметр прибора 43.2мм; длина прибора 10.03м, включая датчики ГК и локатор муфт; вес 67.1кг; вертикальное разрешение 0.63м (может быть уменьшено); глубина исследований 27.9см для скважины, заполненной водой, диаметром 200мм, для коллектора с пористостью 20% (эти цифры меняются от свойств породы); генератор нейтронов 14Мэв, частота 1000гц; минимальный выход нейтронов 108 п/сек; прибор может работать на одножильном и семижильном кабеле; мертвое время канала регистрации ИНГК - 1мкс.

Аппаратура работает циклами по 32 мс: 28 мс прибор работает на частоте 800Гц с длительностью импульса 40 мкс, затем следует пауза (излучатель выключен) длиной 4 мс с окнами по 200 мкс для измерения наведенного гамма-фона. Гамма-фон, будучи нормирован на ширину окна, вычитается из показаний ИНГК программой обработки. Регистрация производится наземной аппаратурой Case или Eclips. При использовании последней возможна оперативная обработка регистрируемых данных непосредственно во время проведения измереіпш.

Аппаратура записывает на каждом кванте глубины 2 временных спектра по 128 каналов шириной 10 мкс каждый. Эта запись служит для вычисления двухзондового двухкомпонентного макросечения СИГМА-пласта и СИГМА-скважины в единицах CU (capture units или КГ см"1). Эта единица является общепринятой в мировой практике единицей измерения макросечения захвата нейтронов породой, поэтому мы придерживаемся только этой единицы измерения при ИНК. Причина известна: СИГМА-пласта линейно зависит от пористости породы, что облегчает интерпретацию. (Заметим, что другие единицы — время жизни нейтронов, декремент нейтронной плотности - нелинейны по пористости и поэтому нами не употребляются)

При вычислении SGMA (СИГМА-пласта) учитываются диффузионные поправки, влияние скважины (эти данные выводятся на печать для возможного контроля). Одновременно с SGMA на каждом кванте глубины вычисляется стандартное отклонение MSD(SGMA) также в единицах CU. Файл MSD обязательно выводится на печать, поскольку он является главной метрологической характеристикой работы прибора! Требуется, чтобы при каротаже колебания MSD укладывались в полосу +\- 0.2 CU. Заметим, что отечественные приборы пока не имеют таких непрерывно измеряемых параметров качества.

Нестационарный спектр на каждом кванте глубины укрупняется в несколько окон на малом и большом зонде: SS, LS, ISS, ILS, G1S, G2S и т.д. Образуется также несколько отношений скоростей счета в разных временных окнах и на разных зондах: RIN, RATO и т.д. Полная запись (презентация каротажа) включает более 30 кривых, которые используются для оперативной интерпретации и контроля параметров аппаратуры.

Похожие диссертации на Развитие компьютерных технологий статистического моделирования для решения задач стационарного и импульсного нейтронного каротажа скважин