· необсаженными скважинами, пробуренными в интервале исследования с применением нефильтрующейся промывочной жидкости.
· В этих условиях спектры ГИНР и ГИРЗ, регистрируемые аппаратурой ИНГКС при наличии соответствующего метрологического и интерпретационного обеспечений, могут послужить основой методики количественной оценки нефтенасыщенности пород [12].
· На основе проведённого анализа современного состояния аппаратуры ИНГКС и тенденций её развития можно сделать следующие выводы и определить общие требования, предъявляемые к аппаратуре ИНГКС:
· существующие в настоящий момент скважинные приборы ИНК интегральных типов по своим основным характеристикам не подходят для спектрометрии гамма-излучения неупругого рассеяния нейтронов;
· спектрометрическая аппаратура С/О-каротажа с использованием высокоразрешающих полупроводниковых детекторов имеет сложную, дорогостоящую электронику и нетехнологична для исследования скважин методом углеродно-кислородного каротажа в производственном режиме;
· разрабатываемая аппаратура спектрометрии ГИНР и ГИРЗ должна быть цифровой, программно-управляемой, что предполагает её использование в составе компьютеризированных каротажных станций, иметь «открытую» архитектуру построения;
· аппаратуру для спектрометрии ГИНР и ГИРЗ большого диаметра допустимо делать однозондовой, так как определяемые спектральные отношения компенсируют искажaющее влияние условий измерений.
В результате выполненного анализа состояния аппаратуры и методики ИНГКС определена актуальность создания российской аппаратуры углеродно-кислородного каротажа (см. введение), сформулированы цель и основные задачи исследований.
1.5. Постановка задачи. Обоснование основных требований
к аппаратуре ИНГКС и наземной системе регистрации
Используя известные свойства нейтронов (п.1.1) вызывать характеристическое гамма-излучение в результате неупругого рассеяния на ядрах углерода и кислорода разрабатываемая аппаратура, в первую очередь, должна обеспечивать регистрацию максимально возможного эффекта от данного вида взаимодействия. Вместе с тем, при создании ядерно-геофизической аппаратуры необходимо учитывать статистический характер распределения во времени регистрируемых излучений. Наличие противоречивых требований таких как, точность, быстродействие, большое количество регистрируемых параметров приводит к необходимости создания сложной, дорогостоящей аппаратуры. На основе применения новейших разработок в области атомной энергетики, электроники, микропроцессорной техники и широкого внедрения вычислительной техники в данной работе, предложен вариант, промышленного образца программно-управляемой аппаратуры ИНГКС для решения геолого-геофизических задач. Основной принцип построения разрабатываемой аппаратуры: максимально возможная простота, живучесть информационно-измерительной системы и передача как можно большего числа функций программному обеспечению. Понятие «живучесть» несколько более широкое, чем понятие «надёжность», оно связано с сохранением работоспособности системы не только в нормальных условиях эксплуатации, но и при внешних воздействиях. Живучесть ИИС обеспечивается введением резервирования, диагностирования и тестирования, правильным выбором архитектуры ИИС.
В результате проведённого анализа современного состояния аппаратуры ИНК и исходя из основного принципа построения аппаратуры сформулированы следующие основные требования, предъявляемые к спектрометрии гамма-излучения неупругого рассеяния и радиационного захвата нейтронов:
1. возможность разделения спектров неупругого рассеяния и радиационного захвата по времени;
2. с целью обеспечения статистики измерений спектров ГИНР и ГИРЗ должны использоваться высокочастотные импульсные (10¸20 кГц) генераторы нейтронов, имеющие стабильные временные характеристики при работе в скважинных условиях;
3. конструкция и элементы зондового устройства должны обеспечивать максимальную эффективность регистрации спектров ГИНР и ГИРЗ по основным измеряемым компонентам и иметь минимальную зависимость от внешних воздействий;
4. должна быть обеспечена достаточная и необходимая дискретность энергетической и временной шкал спектрометра;
5. аппаратура ИНГКС должна иметь надёжную систему стабилизации и идентификации шкалы спектрометра во всем диапазоне измерений;
6. скважинная аппаратура ИНГКС должна иметь возможность оперативной диагностики, контроля и управления режимом работы в реальном масштабе времени;
7. должна иметь помехоустойчивую систему приёма/передачи данных по каротажному кабелю и обеспечивать возможность регистрации данных в комплексе с другими методами;
8. наземная система должна обеспечивать накопление данных в функции глубины на энергонезависимый носитель, визуализировать регистрируемые данные в реальном масштабе времени и иметь программное обеспечение первичной обработки спектров для документации и дальнейшего анализа.