Neutronų registravimas. Šulinių registravimo metodai

2024 Autorius: Howard Calhoun | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2023-12-17 10:34

Neutronų kirtimas ir jo atmainos priklauso geofizinių tyrimų radiacijos metodams. Priklausomai nuo aptiktos spinduliuotės tipo (neutronų ar gama fotonų), yra keletas šios technologijos modifikacijų. Gręžinių įranga turi panašų išdėstymą. Neutronų registravimas leidžia nustatyti vieną iš svarbiausių naftos ir dujų guolių susidarymo rodiklių - poringumo koeficientą, taip pat padalyti rezervuarus pagal juose esančių skysčių tipą.

Geofizinių tyrimų metodai

Geofizikoje naudojami keli uolienų tyrimo metodai, kuriuos galima suskirstyti į 2 dideles grupes: elektrinius (elektromagnetinius) ir neelektrinius. Pirmoji grupė apima šiuos metodus:

• Tyrimai su nefokusuotais zondais: o tariamosios varžos metodas; o mikrozondavimas; o varža; o dabartinis registravimas.
• Fokusuoto zondo metodai: ošoninis kirtimas; o skirtingas registravimas.
• Elektromagnetiniai metodai: o indukcinis registravimas; o bangų elektromagnetinis registravimas; o gręžtinis radijo bangų metodas.
• Elektrocheminio aktyvumo matavimo metodai: o spontaninės orientacijos potencialo metodas; o elektrodų potencialų metodas; o iššauktas potencialo metodas.

Antrai grupei priklauso šios technologijos:

• Seismoakustiniai metodai: o akustinis registravimas (įskaitant atspindėtų bangų metodą); o vertikalus šulinio profiliavimas; o kryžminio šulinio akustinis peršvietimas; o seisminis.
• Branduolinės fizikos metodai.
• Šiluminis registravimas.
• Magnetinio tyrimo metodai: o gręžinio magnetinė žvalgyba; o magnetinio jautrumo registravimas; o branduolinis magnetinis registravimas.
• Dugnės gravitacijos tyrinėjimas.
• Dujos ir mechaninis registravimas.

Radiometriniai metodai

Branduolinės fizikos tyrimo metodai apima didelę technologijų grupę:

• gama spindulių registravimas (natūralaus radioaktyvumo matavimas);
• gama-gama-metodas;
• neutroniniai metodai;
• pažymėto atomo technologija;
• aktyvinimo gama metodas.

Šie metodai yra galingas įrankis tiriant geologinius darinius, kuriuos kerta šulinys. Jie pagrįsti uolienoje esančių medžiagų atomų branduolių skleidžiamos jonizuojančiosios spinduliuotės parametrų matavimu. Kaip ir akustinis registravimas, radiometriniai metodaigalima suskirstyti į metodus, matuojančius natūralius ir dirbtinius laukus (radiaciją). Kaip radioaktyviosios dalelės naudojamos didžiausią prasiskverbimo galią turinčios dalelės – neutronai (n) ir gama kvantai.

Neutronų technologijų esmė

Neutronų registravimas yra vienas iš geofizinių tyrimų metodų, paremtas greito neutronų srauto poveikiu. Dėl to jie sulėtėja, išsisklaido ir absorbuojami uolienoje.

Neutronų registravimo zonduose yra šie pagrindiniai vienetai:

• radioaktyviosios spinduliuotės š altinis;
• dalelių skaitiklis (n arba gama kvantai);
• filtrai, kurie pašalina tiesioginę spinduliuotę iš š altinio į detektorių.

Uolienų neutroninės charakteristikos

Atsimušdami į uolienas, greitieji neutronai sulėtėja ir praranda energiją dėl sąveikos su atomais. Šioje būsenoje jie išsisklaido medžiagoje ir per milisekundžių dalis sulaiko cheminių elementų atomų branduolius.

Intensyviausias moderatorius yra vandenilis. Trumpas kelias, kurį nueina neutronas prieš pasiekdamas šiluminę būseną, būdingas uolienoms, kuriose yra daug vandenilio (naftos ir vandens prisotinti rezervuarai, mineralai, kuriuose yra daug kristalizacijos vandens).

Išskiriamos šios uolienų neutroninės charakteristikos:

1. Būdas greitai sulėtintineutronus į šiluminę būseną (kai dalelės energija artėja prie vidutinės uolienų molekulių ir atomų šiluminio judėjimo kinetinės energijos vertės).
2. Difuzijos ilgis (kelias nuo terminio neutrono atsiradimo vietos iki jo sugerties).
3. Šiluminės būsenos dalelių gyvavimo laikas.
4. Uolienų sklaidos indeksas.
5. Dalelių migracijos ilgis (bendras atstumas, nuvažiuotas lėtėjimo ir difuzijos metu).

Praktiškai šios savybės įvertinamos naudojant sąlyginį neutronų poringumo koeficientą.

Įvairūs

Neutronų registravimas apima kelių tipų tyrimus, kurie skiriasi 2 pagrindiniais kriterijais:

• Spinduliacijos š altinio veikimo režimas: o stacionarūs metodai; o impulsiniai metodai (daugiausia naudojami po šulinio apvalkalo).
• Užregistruotos antrinės spinduliuotės pobūdis: o n-neutronų registravimas (išmatuokite uolienų, išsklaidytų atomų branduoliais, skaičių n); o neutronų gama metodas (ɣ spinduliuotė, atsirandanti užfiksavus n); o neutronų aktyvacijos registravimas (ɣ-dirbtinių radionuklidų, išsiskiriančių absorbuojant n, spinduliavimas).

Registravimo modifikacijos daugiausia priklauso nuo detektoriaus tipo (helio, scintiliacijos, puslaidininkių skaitiklių) ir aplinkinių filtrų. Stacionarūs metodai yra įtraukti į privalomų tyrimų kompleksą gręžiant žvalgomuosius gręžinius.

Neutronų-neutronų technika

Šis geofizinių tyrimų metodas pagrįstas pirmuojuuolienų neutronų charakteristikas ir turi 2 atmainas: terminių arba epiterminių neutronų registraciją. Pastarųjų energija yra šiek tiek didesnė už atomų šiluminę energiją.

Vandenilis tarp visų elementų yra nenormalus ne tik dėl sklaidos geometrijos, bet ir dėl neutrono energijos praradimo susidūrus su juo. Dujų rezervuarai pasižymi didesniais rodmenimis nei vandens ir alyvos prisotinti rezervuarai, nes specifinis vandenilio kiekis juose yra mažesnis.

Kuo didesnis naftos ir dujų rezervuaro poringumas, tuo mažesni epiterminio n metodo rodmenys. Duomenys, gauti neutronų-neutronų registravimo metu, leidžia apskaičiuoti poringumo koeficientą. Dėl sumažėjusio epiterminių dalelių skaitiklių jautrumo šis metodas turi mažesnį statistinį tikslumą.

Šiluminiai neutronai iš radioaktyvaus š altinio pašalinami ilgesniam keliui nei epiterminiai, o vidutinė jų gyvavimo trukmė nustatoma pagal atvirkščiai proporcingą ryšį su chloro, boro ir retųjų žemių elementų kiekiu. Chloro yra didelio druskingumo formavimo vandenyse. Naftą ir dujas turinčios uolienos pasižymi ilgesniu terminių dalelių egzistavimu. Ši savybė yra neutronų-neutronų matavimo pagal terminį n principo pagrindas.

Neutroninių gama spindulių registravimas

Neutronų gama spinduliuotės tyrimais matuojama gama spinduliuotė, kuri susidaro fiksuojant šiluminę n. Vandeningieji sluoksniai pasižymi didesniais rodmenimis, palyginti su naftos turinčiais, 15-20 proc.(su tokiu pat poringumu). Reikšmingas skirtumas nuo ankstesnių metodų yra tas, kad šios technologijos rodmenys didėja didėjant gręžimo skysčio druskingumui.

Kadangi neutronų-gama registravimas taip pat registruoja natūralų radioaktyvųjį foną uolienose, rezultatams interpretuoti naudojami pataisos koeficientai. Naftos ir dujų gręžiniuose šis metodas taikomas tiems patiems tikslams kaip ir neutronų-neutronų technika – uolienų atskyrimui pagal skirtingą vandenilio kiekį, poringumo koeficiento nustatymui, dujų-skysčio ir vandens-naftos kontakto identifikavimui. aptaisytas šulinys. Taip pat yra kombinuotų metodų, kurie aptinka n ir gama spinduliuotę, o tai pagerina matavimų tikslumą.

Impulsinė technologija

Impulsų registravimas yra neutronų tyrimo metodų tipas, pagrįstas neutronų emisija per trumpus laiko intervalus (100–200 mikrosekundžių). Taip pat yra 2 šios technologijos modifikacijos:

• terminės n registracija;
• radiacijos gaudymo ɣ kvanto matavimas.

Užregistravus vieną iš šių parametrų 2 laiko vertėms, gaunamas vidutinis terminių neutronų tarnavimo laikas rezervuaro uolienose. Tai leidžia spręsti apie tam tikrų cheminių elementų buvimą. Vandeningųjų sluoksnių rodmenys yra žymiai mažesni, kai laikas vėluoja ilgiau nei naftos ir dujų rezervuarai.