Neutronin kirjaaminen. Hyvin kirjausmenetelmät

2024 Kirjoittaja: Howard Calhoun | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2023-12-17 10:26

Neutronin hakkuu ja sen lajikkeet kuuluvat geofysikaalisen tutkimuksen säteilymenetelmiin. Havaitun säteilyn tyypistä (neutronit tai gammafotonit) riippuen tästä tekniikasta on useita muunnelmia. Porareiän laitteilla on samanlainen asettelu. Neutronikeräyksen avulla voidaan määrittää yksi tärkeimmistä öljy- ja kaasulaakerien muodostumisen indikaattoreista - huokoisuuskerroin - sekä jakaa säiliöt niissä olevien nesteiden tyypin mukaan.

Geofysiikan tutkimusmenetelmät

Geofysiikassa käytetään useita menetelmiä kivien tutkimiseen, jotka voidaan jakaa kahteen suureen ryhmään: sähköisiin (sähkömagneettisiin) ja ei-sähköisiin. Ensimmäinen ryhmä sisältää seuraavat menetelmät:

• Tutkiminen fokusoimattomilla koettimilla: o näennäisresistanssimenetelmä; o mikrokoetus; o resistanssi; o nykyinen kirjaus.
• Kohdistetut mittausmenetelmät: osivuttainen hakkuu; o erilainen kirjaus.
• Sähkömagneettiset tekniikat: o induktioloki; o a alto sähkömagneettinen kirjaus; o pohjareiän radioa altomenetelmä.
• Menetelmät sähkökemiallisen aktiivisuuden mittaamiseksi: o spontaanin orientaatiopotentiaalin menetelmä; o elektrodipotentiaalien menetelmä; o herätetty potentiaalinen menetelmä.

Toiseen ryhmään kuuluvat seuraavat tekniikat:

• Seismoakustiset menetelmät: o akustinen kirjaus (mukaan lukien heijastuneen aallon menetelmä); o pystysuora kaivon profilointi; o poikittainen akustinen läpivalaisu; o seisminen.
• Ydinfysiikan menetelmät.
• Lämpöhaku.
• Magneettiset tutkimusmenetelmät: o porausreiän magneettinen etsintä; o magneettisen herkkyyden kirjaaminen; o ydinmagneettinen kirjaus.
• Downhole gravitaatiotutkimus.
• Kaasu ja mekaaninen kirjaus.

Radiometriset menetelmät

Ydinfysiikan tutkimusmenetelmiin kuuluu suuri joukko teknologioita:

• gammasäteen kirjaaminen (luonnollisen radioaktiivisuuden mittaus);
• gamma-gamma-menetelmä;
• neutronimenetelmät;
• tagged atomitekniikka;
• aktivointi gammamenetelmä.

Nämä menetelmät ovat tehokas työkalu kaivon leikkaamien geologisten muodostumien tutkimiseen. Ne perustuvat kiven sisältämien aineiden atomien ytimien lähettämän ionisoivan säteilyn parametrien mittaamiseen. Kuten akustinen kirjaaminen, radiometriset menetelmätvoidaan jakaa luonnollisia ja keinotekoisia kenttiä (säteilyä) mittaaviin menetelmiin. Radioaktiivisina hiukkasina käytetään niitä, joilla on suurin läpäisykyky - neutroneja (n) ja gamma-kvanteja.

Neutroniteknologioiden ydin

Neutronikeräys on yksi geofysikaalisen tutkimuksen menetelmistä, joka perustuu nopean neutronivuon vaikutukseen. Tämän seurauksena ne hidastuvat, hajaantuvat ja imeytyvät kallioon.

Neutronikeräyksen alasaukot sisältävät seuraavat pääyksiköt:

• radioaktiivinen säteilylähde;
• hiukkaslaskuri (n tai gamma-kvantti);
• suodattimet, jotka estävät suoran säteilyn lähteestä ilmaisimeen.

Kivien neutroniominaisuudet

Kiviin osuessaan nopeat neutronit hidastavat ja menettävät energiaa vuorovaikutuksessa atomien kanssa. Tässä tilassa ne hajoavat aineessa ja kemiallisten alkuaineiden atomiytimet vangitsevat ne millisekuntien murto-osissa.

Voimakkain moderaattori on vety. Lyhyt polku, jonka neutroni kulkee ennen termisen tilan saavuttamista, on ominaista kalliille, joissa on korkea vetypitoisuus (öljyllä ja vedellä kyllästetyt säiliöt, mineraalit, jotka sisältävät paljon kiteytysvettä).

Seuraavat kivien neutroniominaisuudet erotetaan:

1. Tapa hidastaa nopeastineutronit lämpötilaan (jossa hiukkasen energia lähestyy kiven molekyylien ja atomien lämpöliikkeen keskimääräistä kineettistä energiaa).
2. Diffuusiopituus (polku lämpöneutronin ilmestymispaikasta sen absorptioon).
3. Partikkelien käyttöikä lämpötilassa.
4. Sirontaindeksi kivessä.
5. Partikkelien kulkeutumispituus (hidastuksen ja diffuusion aikana kuljettu kokonaismatka).

Käytännössä nämä ominaisuudet arvioidaan ehdollisen neutronihuokoisuuskertoimen avulla.

Lajikkeet

Neutronin kirjaus sisältää useita erityyppisiä tutkimuksia, jotka eroavat kahdesta pääkriteeristä:

• Säteilylähteen toimintatila: o kiinteät menetelmät; o impulssimenetelmät (käytetään pääasiassa kaivon päällyksen jälkeen).
• Tallennetun sekundaarisäteilyn luonne: o n-neutronien kirjaaminen (mittaa atomiytimien hajottamien kiviaineiden lukumäärä n); o neutronigammamenetelmä (ɣ säteily, joka syntyy n:n sieppauksesta); o neutronien aktivaation kirjaaminen (ɣ- n:n absorption aikana vapautuvien keinotekoisten radionuklidien säteily).

Lokimuutos riippuu pääasiassa ilmaisimen tyypistä (helium, tuike, puolijohdelaskurit) ja ympäröivistä suodattimista. Kiinteät menetelmät sisältyvät pakollisten tutkimusten kokonaisuuteen koekaivoja porattaessa.

Neutroni-neutronitekniikka

Tämä geofysikaalisen tutkimuksen menetelmä perustuu ensimmäiseenKivien neutroniominaisuudet ja sillä on 2 lajiketta: termisten tai epitermisten neutronien rekisteröinti. Jälkimmäisen energia on jonkin verran suurempi kuin atomien lämpöenergia.

Kaikkien alkuaineiden joukossa vety on epätavallinen paitsi sirontageometrian, myös neutronin energiahäviön suhteen törmäyksessä sen kanssa. Kaasusäiliöille on ominaista korkeammat lukemat kuin vedellä ja öljyllä kyllästetyillä säiliöillä, koska niiden ominaisvetypitoisuus on pienempi.

Mitä suurempi öljy- ja kaasusäiliön huokoisuus on, sitä pienemmät ovat epitermisen n-menetelmän lukemat. Neutroni-neutronilogon aikana saadut tiedot mahdollistavat huokoisuuskertoimen laskemisen. Epitermisen hiukkaslaskurien pienentyneen herkkyyden vuoksi tällä menetelmällä on pienempi tilastollinen tarkkuus.

Lämpöneutronit poistetaan radioaktiivisesta lähteestä pidempään kuin epitermiset, ja niiden keskimääräinen elinikä määräytyy kääntäen verrannollisena suhteessa kloorin, boorin ja harvinaisten maametallien pitoisuuteen. Klooria on runsaasti suolapitoisissa muodostumisvesissä. Öljyä ja kaasua sisältäville kiville on ominaista lämpöhiukkasten pidempi olemassaolo. Tämä ominaisuus on perusta neutroni-neutroni-mittausmenetelmälle termisellä n:llä.

Neutronigammasäteen kirjaaminen

Neutronigammasädetutkimus mittaa gammasäteilyä, joka muodostuu termisen n:n sieppauksen aikana. Akviferit erottuvat 15-20 % suuremmista lukemista öljypitoisiin verrattuna(samalla huokoisuudella). Merkittävä ero aikaisempiin menetelmiin on, että tämän tekniikan lukemat kasvavat porausnesteen suolapitoisuuden kasvaessa.

Koska neutroni-gammalogo rekisteröi myös luonnollista radioaktiivista taustaa kiviin, tulosten tulkitsemiseksi otetaan käyttöön korjauskertoimet. Öljy- ja kaasukaivoissa tätä menetelmää käytetään samoihin tarkoituksiin kuin neutroni-neutronitekniikkaa - kivien erotteluun eri vetypitoisuuksien mukaan, huokoisuuskertoimen määrittämiseen, kaasu-neste- ja vesi-öljy-kontaktin tunnistamiseen. koteloitu kaivo. On myös yhdistettyjä menetelmiä, jotka havaitsevat n- ja gammasäteilyn, mikä parantaa mittausten tarkkuutta.

Pulssitekniikka

Pulssin kirjaaminen on eräänlainen neutronitutkimusmenetelmä, joka perustuu neutronien emissioon lyhyillä aikaväleillä (100-200 mikrosekuntia). Tästä tekniikasta on myös 2 muunnelmaa:

• lämpö-n:n rekisteröinti;
• säteilyn t alteenoton ɣ-kvantin mittaus.

Rekisteröimällä yksi näistä parametreista kahdelle aika-arvolle, saadaan säiliökivissä olevien lämpöneutronien keskimääräinen elinikä. Tämän avulla voit arvioida tiettyjen kemiallisten alkuaineiden läsnäolon. Akviferien lukemat ovat huomattavasti pienemmät pidemmälle viiveelle kuin öljy- ja kaasusäiliöillä.