Neutronnaplózás. Nos naplózási módszerek

2024 Szerző: Howard Calhoun | [email protected]. Utoljára módosítva: 2023-12-17 10:30

A neutronfakitermelés és fajtái a geofizikai kutatások sugárzási módszerei közé tartoznak. Az észlelt sugárzás típusától függően (neutronok vagy gamma-fotonok) ennek a technológiának számos módosítása létezik. A fúrólyuk berendezés hasonló elrendezésű. A neutronnaplózás lehetővé teszi az olaj- és gázcsapágyképződés egyik legfontosabb mutatójának - a porozitási együttható - meghatározását, valamint a tartályok felosztását a bennük lévő folyadékok típusa szerint.

A geofizikai felmérések módszerei

A geofizikában számos módszert alkalmaznak a kőzetek tanulmányozására, amelyek 2 nagy csoportra oszthatók: elektromos (elektromágneses) és nem elektromos. Az első csoport a következő módszereket tartalmazza:

• Kutatás fókuszálatlan szondákkal: o látszólagos ellenállásos módszer; o mikroszondázás; o ellenállás; o aktuális naplózás.
• Fókuszált szonda módszerek: ooldalsó fakitermelés; o eltérő naplózás.
• Elektromágneses technikák: o indukciós naplózás; o hullám elektromágneses naplózás; o mélyedéses rádióhullám-módszer.
• Az elektrokémiai aktivitás mérési módszerei: o spontán orientációs potenciál módszer; o elektródpotenciálok módszere; o kiváltott potenciál módszer.

A második csoportba a következő technológiák tartoznak:

• Szeizmoakusztikus módszerek: o akusztikus naplózás (beleértve a visszavert hullám módszerét is); o függőleges kútprofilozás; o keresztkút akusztikus átvilágítása; o szeizmikus.
• Atommagfizikai módszerek.
• Hőnaplózás.
• Mágneses kutatási módszerek: o fúrásmágneses kutatás; o mágneses szuszceptibilitás naplózása; o magmágneses naplózás.
• Felső lyuk gravitációs feltárása.
• Gáz és mechanikus naplózás.

Radiometrikus módszerek

A nukleáris fizika kutatási módszerei a technológiák nagy csoportját foglalják magukban:

• gammasugár-naplózás (természetes radioaktivitás mérése);
• gamma-gamma-módszer;
• neutron módszerek;
• címkézett atomtechnológia;
• aktiválási gamma módszer.

Ezek a módszerek hatékony eszközt jelentenek a kút által metszett geológiai képződmények tanulmányozására. Ezek a kőzetben lévő anyagok atommagjai által kibocsátott ionizáló sugárzás paramétereinek mérésén alapulnak. Mint az akusztikus naplózás, a radiometriai módszerektermészetes és mesterséges mezőket (sugárzást) mérő módszerekre osztható. Radioaktív részecskékként a legnagyobb áthatolóképességű neutronokat (n) és gamma-kvantumokat használják.

A neutrontechnológiák esszenciája

A neutronnaplózás a geofizikai kutatások egyik módszere, amely egy gyors neutronfluxus hatásán alapul. Ennek eredményeként lelassulnak, szétszóródnak és felszívódnak a kőzetben.

A neutronnaplózáshoz használt mélyedési szondák a következő fő egységeket tartalmazzák:

• radioaktív sugárforrás;
• részecskeszámláló (n vagy gamma kvantum);
• szűrők, amelyek kizárják a forrásból a detektorba irányuló közvetlen sugárzást.

Kőzetek neutronjellemzői

A kőzetek ütközésekor a gyors neutronok lelassulnak és energiát veszítenek az atomokkal való kölcsönhatás miatt. Ebben az állapotban szétoszlanak az anyagban, és a kémiai elemek atommagjai az ezredmásodpercek töredéke alatt felfogják őket.

A legintenzívebb moderátor a hidrogén. Az a rövid út, amelyet a neutron a termikus állapot elérése előtt megtesz, a magas hidrogéntartalmú kőzetekre jellemző (olajjal és vízzel telített tározók, ásványok, amelyek sok kristályvizet tartalmaznak).

A kőzetek következő neutronjellemzői különböztethetők meg:

1. A gyors lassítás módjaa neutronokat termikus állapotba (amelyben egy részecske energiája megközelíti a kőzet molekulái és atomjai hőmozgásának átlagos kinetikus energiájának értékét).
2. Diffúziós hossz (az út a termikus neutron megjelenési helyétől az abszorpcióig).
3. A részecskék élettartama termikus állapotban.
4. Szórási index a kőzetben.
5. Részecske migrációs hossza (a lassítás és diffúzió során megtett teljes távolság).

A gyakorlatban ezeket a tulajdonságokat a feltételes neutron porozitási együttható segítségével értékelik.

fajták

A neutronnaplózás többféle felmérést tartalmaz, amelyek 2 fő kritériumban különböznek:

• Sugárforrás üzemmód: o stacionárius módszerek; o impulzusos módszerek (főleg kútburkolat után használatosak).
• A rögzített másodlagos sugárzás jellege: o n-neutron logging (mérje meg az atommagok által szétszórt kőzetanyagok n számát); o neutron gamma módszer (ɣ n befogásából származó sugárzás); o neutronaktivációs naplózás (ɣ- az n abszorpciója során felszabaduló mesterséges radionuklidok sugárzása).

A naplózás módosítása elsősorban a detektor típusától (hélium, szcintilláció, félvezető számlálók) és a környező szűrőktől függ. A stacionárius módszerek a kutatófúrások során kötelező vizsgálatok részét képezik.

Neutron-neutron technika

A geofizikai kutatás ezen módszere az elsőA kőzetek neutronjellemzői, és 2 fajtája van: termikus vagy epitermális neutronok regisztrálása. Ez utóbbi energiája valamivel nagyobb, mint az atomok hőenergiája.

A hidrogén az összes elem között anomáliás nem csak a szórási geometria, hanem a neutron energiavesztesége szempontjából is a vele való ütközéskor. A gáztartályokat magasabb leolvasás jellemzi, mint a vízzel és olajjal telített tartályokat, mivel bennük a fajlagos hidrogéntartalom alacsonyabb.

Minél nagyobb az olaj- és gáztartály porozitása, annál alacsonyabbak az epitermikus n módszer értékei. A neutron-neutron naplózás során kapott adatok lehetővé teszik a porozitási tényező kiszámítását. Az epitermális részecskeszámlálók csökkent érzékenysége miatt ennek a módszernek a statisztikai pontossága alacsonyabb.

A termikus neutronokat hosszabb úton távolítják el a radioaktív forrásból, mint az epitermikusakat, és átlagos élettartamukat a klór-, bór- és ritkaföldfém-tartalmuk fordítottan arányos összefüggése határozza meg. A klór nagy sótartalmú formációs vizekben van jelen. Az olaj- és gáztartalmú kőzeteket a termikus részecskék hosszabb megléte jellemzi. Ez a tulajdonság az alapja a neutron-neutron mérési módszer elvének termikus n.

Neutron-gamma-sugárzás naplózása

A neutron-gamma-kutatás a gammasugárzást méri, amely a termikus n befogása során keletkezik. A víztartó rétegeket az olajtartalmúakhoz képest 15-20%-kal nagyobb leolvasás jellemzi.(ugyanolyan porozitással). Jelentős különbség a korábbi módszerekhez képest, hogy ennek a technológiának a leolvasása a fúrófolyadék sótartalmának növekedésével nő.

Mivel a neutron-gamma naplózás a természetes radioaktív hátteret is regisztrálja a kőzetekben, az eredmények értelmezéséhez korrekciós tényezőket vezetnek be. Az olaj- és gázkutakban ezt a módszert ugyanazokra a célokra alkalmazzák, mint a neutron-neutron technikát - a kőzetek különböző hidrogéntartalom szerinti szétválasztását, a porozitási együttható meghatározását, a gáz-folyadék és víz-olaj érintkezés azonosítását. tokos kút. Vannak kombinált módszerek is, amelyek érzékelik az n- és gamma-sugárzást, ami javítja a mérések pontosságát.

Impulzus technológia

Az impulzusnaplózás egyfajta neutronkutatási módszer, amely a neutronok rövid időintervallumon (100-200 mikroszekundum) történő kibocsátásán alapul. Ennek a technológiának 2 módosítása is létezik:

• termikus n regisztrációja;
• sugárzás befogásának ɣ-kvantumának mérése.

E paraméterek egyikét 2 időértékre regisztrálva megkapjuk a termikus neutronok átlagos élettartamát a tározó kőzeteiben. Ez lehetővé teszi bizonyos kémiai elemek jelenlétének megítélését. A víztartó rétegek lényegesen alacsonyabb értéket mutatnak a hosszabb időkésések miatt, mint az olaj- és gáztározóké.