Neitronu reģistrēšana. Aku mežizstrādes metodes

2024 Autors: Howard Calhoun | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2023-12-17 10:35

Neitronu mežizstrāde un tās šķirnes pieder pie ģeofizikālās izpētes radiācijas metodēm. Atkarībā no konstatētā starojuma veida (neitroni vai gamma fotoni) šai tehnoloģijai ir vairākas modifikācijas. Dziļurbuma aprīkojumam ir līdzīgs izkārtojums. Neitronu reģistrēšana ļauj noteikt vienu no svarīgākajiem naftas un gāzes gultņu veidošanās rādītājiem - porainības koeficientu, kā arī sadalīt rezervuārus pēc tajos esošo šķidrumu veida.

Ģeofizisko pētījumu metodes

Ģeofizikā tiek izmantotas vairākas iežu izpētes metodes, kuras var iedalīt 2 lielās grupās: elektriskās (elektromagnētiskās) un neelektriskās. Pirmajā grupā ietilpst šādas metodes:

• Pētījumi ar nefokusētām zondēm: o šķietamās pretestības metode; o mikrozondēšana; o pretestība; o pašreizējā reģistrēšana.
• Fokusētās zondes metodes: osānu mežizstrāde; o atšķirīga reģistrēšana.
• Elektromagnētiskās metodes: o indukcijas reģistrēšana; o viļņu elektromagnētiskā reģistrēšana; o dziļurbuma radioviļņu metode.
• Elektroķīmiskās aktivitātes mērīšanas metodes: o spontānas orientācijas potenciāla metode; o elektrodu potenciālu metodi; o izsauktā potenciāla metode.

Otrajā grupā ietilpst šādas tehnoloģijas:

• Seismoakustiskās metodes: o akustiskā reģistrēšana (ieskaitot atstarotā viļņa metodi); o vertikālās akas profilēšana; o šķērsurbuma akustiskā caurspīdēšana; vai seismisks.
• Kodolfizikas metodes.
• Termiskā reģistrēšana.
• Magnētiskās izpētes metodes: o urbuma magnētiskā izpēte; o magnētiskās jutības reģistrēšana; o kodolmagnētiskā reģistrēšana.
• Devurbuma gravitācijas izpēte.
• Gāzes un mehāniskā mežizstrāde.

Radiometriskās metodes

Kodolfizikas pētījumu metodes ietver lielu tehnoloģiju grupu:

• gamma staru reģistrēšana (dabiskās radioaktivitātes mērīšana);
• gamma-gamma-metode;
• neitronu metodes;
• tagged atom tehnoloģija;
• aktivizācijas gamma metode.

Šīs metodes ir spēcīgs instruments, lai pētītu ģeoloģiskos veidojumus, ko šķērso aka. Tie ir balstīti uz jonizējošā starojuma parametru mērīšanu, ko izstaro ieži saturošo vielu atomu kodoli. Tāpat kā akustiskā mežizstrāde, radiometriskās metodesvar iedalīt metodēs, kas mēra dabiskos un mākslīgos laukus (radiāciju). Kā radioaktīvās daļiņas tiek izmantotas tās, kurām ir vislielākā iespiešanās spēja - neitroni (n) un gamma kvanti.

Neitronu tehnoloģiju būtība

Neitronu reģistrēšana ir viena no ģeofizikālās izpētes metodēm, kuras pamatā ir ātras neitronu plūsmas ietekme. Rezultātā tie tiek palēnināti, izkliedēti un uzsūcas klintī.

Downhole zondes neitronu reģistrēšanai satur šādas galvenās vienības:

• radioaktīvā starojuma avots;
• daļiņu skaitītājs (n vai gamma kvants);
• filtri, kas izslēdz tiešu starojumu no avota uz detektoru.

Iežu neitronu raksturlielumi

Tiekoties pret akmeņiem, ātrie neitroni palēninās un zaudē enerģiju mijiedarbības ar atomiem dēļ. Šādā stāvoklī tie izkliedējas vielā, un tos uztver ķīmisko elementu atomu kodoli milisekundes daļās.

Visintensīvākais moderators ir ūdeņradis. Īsais ceļš, ko neitrons noiet pirms termiskā stāvokļa sasniegšanas, ir raksturīgs iežiem ar augstu ūdeņraža saturu (ar eļļu un ūdeni piesātināti rezervuāri, minerāli, kas satur daudz kristalizācijas ūdens).

Izšķir šādus iežu neitronu raksturlielumus:

1. Veids, kā ātri palēninātneitronus termiskā stāvoklī (kurā daļiņas enerģija tuvojas iežu molekulu un atomu termiskās kustības vidējās kinētiskās enerģijas vērtībai).
2. Difūzijas garums (ceļš no termiskā neitrona parādīšanās vietas līdz tā absorbcijai).
3. Daļiņu kalpošanas laiks termiskā stāvoklī.
4. Izkliedes rādītājs klintī.
5. Daļiņu migrācijas garums (kopējais nobrauktais attālums palēninājuma un difūzijas laikā).

Praksē šīs īpašības tiek novērtētas, izmantojot nosacīto neitronu porainības koeficientu.

Šķirnes

Neitronu reģistrēšana ietver vairākus apsekojumu veidus, kas atšķiras pēc 2 galvenajiem kritērijiem:

• Radiācijas avota darbības režīms: o stacionāras metodes; o impulsu metodes (lieto galvenokārt pēc urbuma apvalka).
• Reģistrētā sekundārā starojuma raksturs: o n-neitronu reģistrēšana (izmēra ar atomu kodoliem izkliedēto iežu vielu skaitu n); o neitronu gamma metode (ɣ starojums, kas rodas no n uztveršanas); o neitronu aktivācijas reģistrēšana (ɣ-mākslīgo radionuklīdu starojums, kas izdalās n absorbcijas laikā).

Reģistrācijas modifikācija galvenokārt ir atkarīga no detektora veida (hēlija, scintilācijas, pusvadītāju skaitītāji) un apkārtējiem filtriem. Veicot izpētes urbumus, stacionārās metodes ir iekļautas obligāto pētījumu kompleksā.

Neitronu-neitronu tehnika

Šī ģeofizikālās izpētes metode balstās uz pirmoiežu neitronu īpašības, un tam ir 2 šķirnes: termisko vai epitermisko neitronu reģistrācija. Pēdējā enerģija ir nedaudz lielāka par atomu siltumenerģiju.

Ūdeņradis starp visiem elementiem ir anomāls ne tikai izkliedes ģeometrijas, bet arī neitrona enerģijas zuduma ziņā sadursmē ar to. Gāzes rezervuāriem ir raksturīgi augstāki rādījumi nekā ar ūdeni un eļļu piesātinātiem rezervuāriem, jo īpatnējais ūdeņraža saturs tajos ir mazāks.

Jo lielāka ir naftas un gāzes rezervuāra porainība, jo mazāki ir epitermālās n metodes rādījumi. Dati, kas iegūti neitronu-neitronu reģistrēšanas laikā, ļauj aprēķināt porainības koeficientu. Epitermisko daļiņu skaitītāju samazinātās jutības dēļ šai metodei ir zemāka statistiskā precizitāte.

Termiskie neitroni tiek izņemti no radioaktīvā avota uz ilgāku ceļu nekā epitermālie, un to vidējo kalpošanas laiku nosaka apgriezti proporcionāla attiecība pret hlora, bora un retzemju elementu saturu. Hlors atrodas veidošanās ūdeņos ar augstu sāļumu. Naftu un gāzi saturošiem iežiem ir raksturīga ilgāka termisko daļiņu pastāvēšana. Šī īpašība ir pamatā neitronu-neitronu metodes mērījumiem pēc termiskās n.

Neitronu gamma staru reģistrēšana

Neitronu gamma staru pētījumos mēra gamma starojumu, kas veidojas termiskās n uztveršanas laikā. Ūdens nesējslāņi atšķiras ar lielākiem rādījumiem, salīdzinot ar naftas saturošiem, par 15-20%(ar tādu pašu porainību). Būtiska atšķirība no iepriekšējām metodēm ir tā, ka šīs tehnoloģijas rādījumi palielinās, palielinoties urbšanas šķidruma sāļumam.

Tā kā neitronu-gamma mežizstrāde reģistrē arī dabisko radioaktīvo fonu akmeņos, rezultātu interpretēšanai tiek ieviesti korekcijas koeficienti. Naftas un gāzes urbumos šo metodi izmanto tiem pašiem mērķiem kā neitronu-neitronu tehniku - iežu atdalīšanai pēc dažāda ūdeņraža satura, porainības koeficienta noteikšanai, gāzes-šķidruma un ūdens-eļļas kontakta identificēšanai. apvalkota aka. Ir arī kombinētas metodes, kas nosaka n un gamma starojumu, kas uzlabo mērījumu precizitāti.

Impulsu tehnoloģija

Impulsa reģistrēšana ir neitronu izpētes metožu veids, kuru pamatā ir neitronu emisija īsos laika intervālos (100–200 mikrosekundēs). Šai tehnoloģijai ir arī 2 modifikācijas:

• termiskā n reģistrācija;
• radiācijas uztveršanas ɣ-kvanta mērīšana.

Reģistrējot vienu no šiem parametriem 2 laika vērtībām, tiek iegūts vidējais termisko neitronu kalpošanas laiks rezervuāra iežos. Tas ļauj spriest par noteiktu ķīmisko elementu klātbūtni. Ūdens nesējslāņiem ir ievērojami zemāki rādījumi ilgākai laika aizkavei nekā naftas un gāzes rezervuāriem.