Protokolování neutronů. Metody protokolování studní

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Naposledy změněno: 2023-12-17 10:22

Neutronová těžba dřeva a její odrůdy patří k radiačním metodám geofyzikálního výzkumu. V závislosti na typu detekovaného záření (neutrony nebo gama fotony) existuje několik modifikací této technologie. Spádové zařízení má podobné uspořádání. Neutronová logování umožňuje určit jeden z nejdůležitějších ukazatelů tvorby ropných a plynových ložisek - koeficient pórovitosti, a také rozdělit zásobníky podle typu kapalin v nich obsažených.

Metody geofyzikálních průzkumů

V geofyzice se používá několik metod pro studium hornin, které lze rozdělit do 2 velkých skupin: elektrické (elektromagnetické) a neelektrické. První skupina zahrnuje následující metody:

• Výzkum s nezaostřenými sondami: o metoda zdánlivého odporu; o mikrosondování; o měrný odpor; o aktuální protokolování.
• Metody fokusované sondy: oboční těžba dřeva; o divergentní protokolování.
• Elektromagnetické techniky: o indukční záznam; o vlnové elektromagnetické protokolování; o metoda rádiových vln ve spádové oblasti.
• Metody měření elektrochemické aktivity: o metoda spontánního orientačního potenciálu; o metoda elektrodových potenciálů; o metoda evokovaného potenciálu.

Druhá skupina zahrnuje následující technologie:

• Seismoakustické metody: o akustický záznam (včetně metody odražené vlny); o vertikální profilování studny; o akustické prosvícení napříč; o seismické.
• Metody jaderné fyziky.
• Termální protokolování.
• Metody magnetického výzkumu: o magnetické průzkumy vrtu; o protokolování magnetické susceptibility; o nukleární magnetická protokolování.
• Výzkum hlubinné gravitace.
• Plynová a mechanická těžba dřeva.

Radiometrické metody

Metody výzkumu jaderné fyziky zahrnují velkou skupinu technologií:

• logování gama záření (měření přirozené radioaktivity);
• gamma-gamma-method;
• neutronové metody;
• tagged atom technology;
• aktivace gama metody.

Tyto metody jsou mocným nástrojem pro studium geologických útvarů protnutých studnou. Jsou založeny na měření parametrů ionizujícího záření emitovaného jádry atomů látek obsažených v hornině. Stejně jako akustické protokolování, radiometrické metodylze rozdělit na metody, které měří přírodní a umělá pole (záření). Jako radioaktivní částice se používají ty, které mají nejvyšší penetrační sílu - neutrony (n) a gama kvanta.

Podstata neutronových technologií

Logging neutronů je jednou z metod geofyzikálního výzkumu, který je založen na dopadu rychlého toku neutronů. V důsledku toho jsou zpomaleny, rozptýleny a pohlceny horninou.

Dolní sondy pro záznam neutronů obsahují následující hlavní jednotky:

• zdroj radioaktivního záření;
• počítadlo částic (n nebo gama kvanta);
• filtry, které vylučují přímé záření ze zdroje do detektoru.

Neutronové charakteristiky hornin

Při dopadu na kameny se rychlé neutrony zpomalují a ztrácejí energii v důsledku interakce s atomy. V tomto stavu se rozptýlí v hmotě a jsou zachyceny jádry atomů chemických prvků ve zlomcích milisekund.

Nejintenzivnějším moderátorem je vodík. Krátká dráha, kterou neutron urazí, než dosáhne tepelného stavu, je charakteristická pro horniny s vysokým obsahem vodíku (ropou a vodou nasycené nádrže, minerály, které obsahují velké množství krystalické vody).

Rozlišují se následující neutronové charakteristiky hornin:

1. Způsob, jak rychle zpomalitneutrony do tepelného stavu (ve kterém se energie částice blíží hodnotě průměrné kinetické energie tepelného pohybu molekul a atomů horniny).
2. Difuzní délka (cesta od místa výskytu tepelného neutronu k jeho absorpci).
3. Životnost částic v tepelném stavu.
4. Index rozptylu ve skále.
5. Délka migrace částic (celková vzdálenost ujetá během zpomalení a difúze).

V praxi se tyto vlastnosti hodnotí pomocí podmíněného koeficientu neutronové pórovitosti.

Odrůdy

Protokolování neutronů zahrnuje několik typů průzkumů, které se liší ve 2 hlavních kritériích:

• Provozní režim zdroje záření: o stacionární metody; o impulsní metody (používané hlavně po zakrytí vrtu).
• Povaha zaznamenaného sekundárního záření: o n-neutronová logování (změřte počet n horninových látek rozptýlených atomovými jádry); o neutronová gama metoda (ɣ záření vznikající záchytem n); o logování aktivace neutronů (ɣ-záření umělých radionuklidů uvolněných během absorpce n).

Úprava protokolování závisí především na typu detektoru (helium, scintilace, polovodičové čítače) a okolních filtrech. Stacionární metody jsou součástí komplexu povinných studií při vrtání průzkumných vrtů.

Neutron-neutronová technika

Tato metoda geofyzikálního výzkumu je založena na prvníneutronové charakteristiky hornin a má 2 odrůdy: registraci tepelných nebo epitermálních neutronů. Energie posledně jmenovaného je o něco větší než tepelná energie atomů.

Vodík mezi všemi prvky je anomální nejen z hlediska geometrie rozptylu, ale také z hlediska ztráty energie neutronu při srážce s ním. Zásobníky plynu se vyznačují vyššími hodnotami než zásobníky nasycené vodou a olejem, protože specifický obsah vodíku v nich je nižší.

Čím větší je pórovitost ložiska ropy a plynu, tím nižší jsou hodnoty epitermální n metody. Data získaná během neutron-neutronového záznamu umožňují vypočítat faktor porozity. Kvůli snížené citlivosti počítačů epitermálních částic má tato metoda nižší statistickou přesnost.

Tepelné neutrony jsou odstraňovány z radioaktivního zdroje delší cestou než epitermální a jejich průměrná životnost je určena nepřímo úměrným vztahem s ohledem na obsah chlóru, boru a prvků vzácných zemin. Chlor je přítomen ve vodách s vysokou salinitou. Ropné a plynonosné horniny se vyznačují delší existencí tepelných částic. Tato vlastnost je základem principu neutron-neutronové metody měření tepelným n.

Záznam neutronového gama záření

Výzkum neutronového gama záření měří gama záření, které vzniká při záchytu tepelného n. Vodonosné vrstvy se vyznačují vyššími hodnotami ve srovnání s ropnými vrstvami o 15–20 %(se stejnou pórovitostí). Významný rozdíl od předchozích metod spočívá v tom, že hodnoty této technologie se zvyšují se zvyšující se slaností vrtné kapaliny.

Protože neutronová gama logování také registruje přirozené radioaktivní pozadí v horninách, jsou pro interpretaci výsledků zavedeny korekční faktory. V ropných a plynových vrtech se tato metoda používá ke stejným účelům jako technika neutron-neutron - separace hornin podle různého obsahu vodíku, stanovení koeficientu pórovitosti, identifikace kontaktu plyn-kapalina a voda-olej v opláštěná studna. Existují také kombinované metody, které detekují n a gama záření, což zlepšuje přesnost měření.

Pulzní technologie

Zaznamenávání pulsů je typ neutronové výzkumné metody založené na emisi neutronů v krátkých časových intervalech (100-200 mikrosekund). Existují také 2 modifikace této technologie:

• registrace termálního n;
• měření ɣ-kvant zachycení záření.

Zaregistrováním jednoho z těchto parametrů pro 2 časové hodnoty se získá průměrná doba života tepelných neutronů v horninách rezervoáru. To vám umožní posoudit přítomnost určitých chemických prvků. Akvifery mají výrazně nižší naměřené hodnoty pro delší časová zpoždění než zásobníky ropy a plynu.