Zapis neutrona. Metode snimanja bušotina

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zadnja promjena: 2023-12-17 10:29

Neutronska karotaža i njene varijante spadaju u metode zračenja geofizičkih istraživanja. Ovisno o vrsti detektiranog zračenja (neutroni ili gama fotoni), postoji nekoliko modifikacija ove tehnologije. Oprema za otvore ima sličan raspored. Neutronska karotaža omogućuje određivanje jednog od najvažnijih pokazatelja naftno-plinonosne formacije - koeficijenta poroznosti, kao i podjelu ležišta prema vrsti fluida koji se u njima nalazi.

Metode geofizičkih istraživanja

U geofizici se koristi nekoliko metoda za proučavanje stijena koje se mogu podijeliti u 2 velike skupine: električne (elektromagnetske) i neelektrične. Prva grupa uključuje sljedeće metode:

• Istraživanje s nefokusiranim sondama: o metoda prividnog otpora; o mikroprobiranje; o otpornost; o trenutna prijava.
• Metode fokusirane sonde: obočna sječa; o divergentno evidentiranje.
• Elektromagnetske tehnike: o indukcijska karotaža; o elektromagnetsko snimanje valova; o dubinska metoda radio valova.
• Metode za mjerenje elektrokemijske aktivnosti: o metoda spontanog orijentacijskog potencijala; o metoda elektrodnih potencijala; o metoda izazvanog potencijala.

Druga grupa uključuje sljedeće tehnologije:

• Seizmoakustičke metode: o akustička karotaža (uključujući metodu reflektiranih valova); o vertikalno profiliranje bušotine; o unakrsna akustična transiluminacija; o seizmički.
• Metode nuklearne fizike.
• Termičko snimanje.
• Magnetske metode istraživanja: o magnetska prospekcija bušotina; o evidentiranje magnetske osjetljivosti; o nuklearno magnetsko snimanje.
• Istraživanje gravitacije u bušotini.
• Plinska i mehanička sječa.

Radometrijske metode

Metode istraživanja nuklearne fizike uključuju veliku grupu tehnologija:

• bilježenje gama zraka (mjerenje prirodne radioaktivnosti);
• gama-gama-metoda;
• neutronske metode;
• označena atomska tehnologija;
• aktivacijska gama metoda.

Ove metode su moćan alat za proučavanje geoloških formacija ispresijecanih bušotinom. Temelje se na mjerenju parametara ionizirajućeg zračenja koje emitiraju jezgre atoma tvari sadržanih u stijeni. Kao akustična karotaža, radiometrijske metodemogu se podijeliti na metode koje mjere prirodna i umjetna polja (zračenje). Kao radioaktivne čestice koriste se one koje imaju najveću prodornu moć - neutroni (n) i gama kvanti.

Suština neutronskih tehnologija

Neutronska karotaža je jedna od metoda geofizičkih istraživanja koja se temelji na utjecaju toka brzih neutrona. Kao rezultat toga, oni se usporavaju, raspršuju i upijaju u stijenu.

Downhole sonde za snimanje neutrona sadrže sljedeće glavne jedinice:

• izvor radioaktivnog zračenja;
• brojač čestica (n ili gama kvanti);
• filtri koji isključuju izravno zračenje od izvora do detektora.

Neutronske karakteristike stijena

Kada udaraju o kamenje, brzi neutroni usporavaju i gube energiju zbog interakcije s atomima. U tom stanju, oni se raspršuju u materiji i zarobljavaju ih jezgre atoma kemijskih elemenata u dijelovima milisekundi.

Najintenzivniji moderator je vodik. Kratak put koji neutron prijeđe prije nego što dođe do termičkog stanja karakterističan je za stijene s visokim udjelom vodika (uljem i vodom zasićene ležišta, minerali, koji sadrže puno kristalizacijske vode).

Razlikuju se sljedeće neutronske karakteristike stijena:

1. Način brzog usporavanjaneutrone u toplinsko stanje (u kojem se energija čestice približava vrijednosti prosječne kinetičke energije toplinskog gibanja molekula i atoma stijene).
2. Dužina difuzije (put od mjesta pojave toplinskog neutrona do njegove apsorpcije).
3. Životni vijek čestica u toplinskom stanju.
4. Indeks raspršenja u stijeni.
5. Duljina migracije čestica (ukupna udaljenost prijeđena tijekom usporavanja i difuzije).

U praksi se ova svojstva procjenjuju korištenjem koeficijenta uvjetne neutronske poroznosti.

Varieties

Neutronska kartoteka uključuje nekoliko vrsta istraživanja koja se razlikuju u 2 glavna kriterija:

• Način rada izvora zračenja: o stacionarne metode; o impulsne metode (koriste se uglavnom nakon zatvaranja bušotine).
• Priroda zabilježenog sekundarnog zračenja: o karotaža n-neutrona (izmjeriti broj n stijenskih tvari raspršenih atomskim jezgrama); o neutronska gama metoda (ɣ zračenje koje proizlazi iz hvatanja n); o evidentiranje neutronske aktivacije (ɣ-zračenje umjetnih radionuklida oslobođenih tijekom apsorpcije n).

Izmjena zapisivanja ovisi uglavnom o vrsti detektora (helij, scintilacijski, poluvodički brojači) i okolnim filterima. Stacionarne metode uključene su u kompleks obveznih studija pri bušenju istražnih bušotina.

Neutron-neutron tehnika

Ova metoda geofizičkog istraživanja temelji se na prvojneutronske karakteristike stijena i ima 2 varijante: registraciju toplinskih ili epitermalnih neutrona. Energija potonjeg je nešto veća od toplinske energije atoma.

Vodik među svim elementima je anomalan ne samo u smislu geometrije raspršenja, već i u smislu gubitka energije neutrona pri sudaru s njim. Plinska ležišta karakteriziraju veća očitanja od rezervoara zasićenih vodom i naftom, budući da je specifični sadržaj vodika u njima niži.

Što je veća poroznost ležišta nafte i plina, to su niža očitanja epitermalne n metode. Podaci dobiveni tijekom snimanja neutrona i neutrona omogućuju vam izračunavanje faktora poroznosti. Zbog smanjene osjetljivosti epitermalnih brojača čestica, ova metoda ima nižu statističku točnost.

Termalni neutroni se uklanjaju iz radioaktivnog izvora na duži put od epitermalnih, a njihov prosječni životni vijek određen je obrnuto proporcionalnim odnosom s obzirom na sadržaj klora, bora i rijetkih zemalja. Klor je prisutan u formacijskim vodama visokog saliniteta. Naftne i plinonosne stijene karakterizira dulje postojanje termalnih čestica. Ovo svojstvo je temelj principa neutronsko-neutronske metode mjerenja toplinskim n.

Zapis neutronskih gama zraka

Istraživanje neutronskih gama zraka mjeri gama zračenje, koje nastaje tijekom hvatanja toplinskog n. Vodonosnici se razlikuju po većim očitanjima, u usporedbi s onima koji sadrže naftu, za 15-20%(s istom poroznošću). Značajna razlika od prethodnih metoda je u tome što se očitanja ove tehnologije povećavaju s povećanjem saliniteta tekućine za bušenje.

Budući da neutronsko-gama karotaža također registrira prirodnu radioaktivnu pozadinu u stijenama, uvode se korekcijski faktori za tumačenje rezultata. U naftnim i plinskim bušotinama ova metoda se koristi u iste svrhe kao i neutronsko-neutronska tehnika - odvajanje stijena prema različitom sadržaju vodika, određivanje koeficijenta poroznosti, identifikacija kontakta plin-tekućina i voda-nafta u obložen bunar. Postoje i kombinirane metode koje otkrivaju n i gama zračenje, što poboljšava točnost mjerenja.

Pulsna tehnologija

Logiranje impulsa je vrsta metode istraživanja neutrona koja se temelji na emisiji neutrona u kratkim vremenskim intervalima (100-200 mikrosekundi). Postoje i 2 modifikacije ove tehnologije:

• registracija termalnog n;
• mjerenje ɣ-kvanta hvatanja zračenja.

Registrirajući jedan od ovih parametara za 2 vremenske vrijednosti, dobiva se prosječni životni vijek toplinskih neutrona u stijenama ležišta. To vam omogućuje da procijenite prisutnost određenih kemijskih elemenata. Vodonosnici imaju znatno niža očitanja za duža vremenska kašnjenja od ležišta nafte i plina.