Легендарный генератор

В этом году исполнилось 55 лет с первого полевого испытания легендарного прибора ТНГ-Групп — генератора нейтронов собственной разработки, позволяющего определять нефтенасыщенность исследуемых пластов. Как он совершенствовался все эти годы, мы попросили рассказать кандидата технических наук, заместителя начальника Научно-технического управления компании ТНГ-Групп Дмитрия Киргизова.

— Дмитрий Иванович, вы ученик одного из «родителей»-разработчиков генератора нейтронов, уникального специалиста в области экспериментальной ядерной физики Льва Николаевича Воронкова, наверняка слышали историю создания «из первых уст»?

— Это действительно впечатляющая и вызывающая уважение история о том, как в 1965 году в тресте «Татнефтегеофизика» был создан малогабаритный импульсный генератор нейтронов и впервые в мировой практике неподалёку от посёлка Карабаш возле скважины № 1124 проведён импульсный нейтронный каротаж (ИНК) в фонтанной нефтяной скважине без её остановки, без подъёма скважинного оборудования.

Это был революционный шаг, обеспечивающий достоверную оценку текущего состояния нефтяных пластов. В развитие этого направления особый вклад внесли кандидат технических наук Евгений Борисович Бланков, кандидат технических наук Фёдор Александрович Куриленко и лауреат Государственной премии СССР в области науки и техники Лев Николаевич Воронков.

Благодаря совместной творческой работе талантливых учёных и увлечённых общим делом разработчиков аппаратуры, методистов, геологов, интерпретаторов и полевых операторов и стал возможным такой прорыв.

Одновременно с разработкой аппаратуры в опытно-методической партии № 30 создавалась методика исследования фонтанирующих скважин импульсным нейтронным гамма каротажем (ИНГК). Сотрудники ОМП-30 внедрили новый вид каротажа: нейтронно-активационный углеродно-кислородный каротаж на основе регистрации жёсткого тормозного гамма-излучения.

В 1982 году начальнику ОМП-30 Л.Н. Воронкову была присуждена Государственная премия СССР в области науки и техники. Лев Николаевич весь свой многолетний трудовой путь прошёл в Научно-техническом управлении, ни разу ему не изменив.

Из воспоминаний Э.П. Халабуды,

«Главный инженер НТУ Лев Воронков был в ту пору начальником партии, свозил в Москву исследования по генераторам нейтронов, привез рецензию. Довольный. Читаю я ее. И вдруг натыкаюсь на фразу: все это имеет большое значение как для ученых, так и для производства веников…

А при чем здесь веники? Задаю вопрос Воронкову. Все захохотали. Лев Борисович на дыбы: издеваешься, дескать, дай сюда, не может быть. Смотрит – в самом деле, веников… Взяли подлинник, читаем: “для ученых и производственников…” Оказывается, это машинистка текст слегка подкорректировала и получилось “для производства веников…” Потом долго посмеивались, вспоминая о нашем достижении – генераторах для производства веников.

Но если говорить серьезно, то таких приборов в мире еще не видывали. Ведь генератор нейтронов – это своего рода миниатюрный атомный реактор размером с ладонь, который геофизики опускали в скважину для проведения очень важных эксклюзивных исследований. Таким образом, скважине ставился диагноз, определялись все данные состояния ее здоровья».

— А как шла разработка аппаратурно-методического комплекса на основе импульсного генератора нейтронов?

— Хочу, чтобы была понятна сложность задачи. Представьте, что внутри прибора диаметром 3-4 см необходимо создать и передать на излучающий элемент (нейтронную трубку) напряжение равное 120 тысячам вольт. При этом расстояние искрового разряда (пробоя) в воздухе для иголок составляет 10 000 вольт на 1 см. Добавьте к этому мощную электромагнитную помеху от плазменного разряда в нейтронной трубке, которая сбивает работу процессора. Решить эту задачу то же самое, что заставить работать сотовый телефон внутри микроволновки. Но, несмотря ни на что, комплекс был создан.

Аппаратурно-методические разработки ОМП № 30 были удостоены трёх золотых, трёх серебряных и пяти бронзовых медалей ВДНХ и многочисленных дипломов международных выставок

— Вернёмся к генератору нейтронов. Сколько полевых испытаний прошёл прибор прежде, чем поступил на вооружение геофизиков?

— После первого полевого испытания было ещё множество других испытаний импульсных генераторов нейтронов, разработанных как в Бугульме, так и в Москве.

Трест «Татнефтегеофизика» тогда сотрудничал с ведущими институтами, работающими в данной области науки. Бугульма и Ромашкинское месторождение стали полигоном, на котором проходили испытания всех разрабатываемых в Советском союзе геофизических приборов на основе генератора нейтронов. Это позволяло сотрудникам ОМП № 30 быть в курсе передовых разработок и применять их в своих приборах. Обычно испытания проводились в ОМП № 30 на протяжении от года до трёх лет, затем аппаратура постепенно передавалась в производственные подразделения.

— В чём преимущество импульсного генератора нейтронов перед другими приборами и методами исследований?

— Ни один другой из существующих геофизических методов не позволяет так эффективно находить границу раздела между водой, нефтью или газом через стальную обсадную колонну, а также численно определять нефтяное или газовое насыщение пластов.

Генератор нейтронов превосходит изотопные (постоянные) радиоактивные источники по количеству излучаемых в породу нейтронов в десять раз, а по энергии нейтронов в два раза. При этом он обладает свойством импульсного излучения, что позволяет исключить сигнал от ближней зоны у стальной колонны.

— Как совершенствовался прибор? Насколько сегодняшняя версия отличается от первоначальной?

— Сегодня мы обладаем наибольшим разнообразием приборов на основе управляемого генератора нейтронов среди всех российских геофизических компаний.

Мы первыми в России создали и начали работать по межтрубному пространству скважины с генератором нейтронов диаметром 3 см. Данная аппаратура получила название АИНК30-1Ц. Современные версии приборов отличаются повышенной надёжностью и расширенным диапазоном рабочих температур и давлений, а также рядом дополнительных возможностей, повышающих достоверность получаемых данных.

— Когда-то разработкой генераторов нейтронов занималась отдельная опытно-методическая партия. В каком объёме продолжаются разработки сегодня и с чем это связано?

— Несмотря на реорганизацию ОМП-30 в 2018 году, работы по направлению управляемых нейтронных генераторов продолжаются. Ведётся техническая и методическая поддержка производственных подразделений по ранее выпущенным приборам. По примерным расчётам только на ремонте аппаратуры нейтронного каротажа компания ТНГ-Групп ежегодно экономит несколько миллионов рублей.

— Сколько генераторов нейтронов было выпущено за эти годы? Сколько исследований и в каких регионах проведено?

— Выпущено более сотни подобных приборов. Некоторые экземпляры находятся в строю более 10 лет, конечно, после проведённых капитальных ремонтов. Ежегодно проводятся сотни исследований, особенно в последние годы, в связи с началом работ на ПХГ. Наши приборы работают в различных регионах России, Казахстана, Узбекистана.

— Каким вы видите будущее прибора-юбиляра?

— Приборы на основе управляемых генераторов нейтронов по-прежнему очень востребованы. С развитием энергонезависимых флеш-накопителей данных растёт спрос на автономные приборы.

В настоящее время мы являемся единственными в России, кто обладает автономными генераторами нейтронов в малом диаметре (менее 50 мм). Именно нашими приборами проводятся эксклюзивные работы на морской буровой платформе в Каспийском море, и в этом году силами «ТНГ-АлГИС» там были проведены успешные работы по определению насыщения пластов через стальную колонну.

Я уверен, что возможности этого метода далеко не исчерпаны, и он, и наша аппаратура ещё долго будут востребованы на нефтесервисном рынке.

Большой авторитет тресту «Татнефтегеофизика» принесли работы по освоению, созданию и внедрению аппаратуры и методов, основанных на использовании импульсных генераторов нейтронов, идейным вдохновителем и

идеологом которого был академик Георгий Николаевич Флёров, ведущий ученый в ядерном вооружении СССР. Работы по этому направлению проводились широким фронтом: опробуются новые модификации импульсного нейтронного каротажа, создаются промышленные методики исследований нефтяных скважин, разрабатывается и внедряется аппаратура импульсного генератора нейтронов (ИГН), проводится широкий геолого-геофизический анализ результатов использования ИГН. Все это позволило тресту выдвинуться на передовые позиции в деле использования ИГН не только в отрасли, но и в стране. Уже в 1962 году, задолго до промышленного выпуска аппаратуры ИГН в тресте начинается внедрение импульсного нейтрон-нейтронного каротажа на основе аппаратуры собственного производства.

Насколько сложные задачи стояли перед разработчиками аппаратуры такого класса, можно судить по тому факту, что аналогичная аппаратура в США была разработана только в 1968 году, то есть на три года позднее.