Neutronloggning. Bra loggningsmetoder

2024 Författare: Howard Calhoun | [email protected]. Senast ändrad: 2023-12-17 10:41

Neutronloggning och dess varianter tillhör geofysisk forskningens strålningsmetoder. Beroende på vilken typ av detekterad strålning (neutroner eller gammafotoner) finns det flera modifieringar av denna teknik. Borrhålsutrustning har en liknande layout. Neutronloggning gör det möjligt att bestämma en av de viktigaste indikatorerna för en olje- och gasförande formation - porositetskoefficienten, samt att dela reservoarer efter typen av vätskor som finns i dem.

Metoder för geofysiska undersökningar

Inom geofysiken används flera metoder för att studera bergarter, som kan delas in i 2 stora grupper: elektriska (elektromagnetiska) och icke-elektriska. Den första gruppen inkluderar följande metoder:

• Forskning med ofokuserade sonder: o skenbar resistivitetsmetod; o mikrosondering; o resistivitet; o aktuell loggning.
• Fokuserade sondmetoder: osidologgning; o divergerande loggning.
• Elektromagnetiska tekniker: o induktionsloggning; o elektromagnetisk vågloggning; o radiovågsmetod nere i hålet.
• Metoder för att mäta elektrokemisk aktivitet: o spontan orienteringspotentialmetod; o metod för elektrodpotentialer; o framkallad potentiell metod.

Den andra gruppen inkluderar följande teknologier:

• Seismoakustiska metoder: o akustisk loggning (inklusive metod för reflekterade vågor); o vertikal brunnsprofilering; o akustisk genomlysning av korsbrunnar; o seismisk.
• Kärnfysikmetoder.
• Termisk loggning.
• Magnetiska forskningsmetoder: o magnetisk prospektering av borrhål; o magnetisk känslighetsloggning; o kärnmagnetisk loggning.
• Gravitationsutforskning i hålet.
• Gas och mekanisk loggning.

Radiometriska metoder

Kärnfysikforskningsmetoder inkluderar en stor grupp tekniker:

• gammastrålningsloggning (mätning av naturlig radioaktivitet);
• gamma-gamma-method;
• neutronmetoder;
• taggad atomteknologi;
• aktiveringsgammametod.

Dessa metoder är ett kraftfullt verktyg för att studera de geologiska formationer som skärs av en brunn. De är baserade på att mäta parametrarna för joniserande strålning som emitteras av kärnorna i atomer av ämnen som finns i berget. Som akustisk loggning, radiometriska metoderkan delas in i metoder som mäter naturliga och konstgjorda fält (strålning). Som radioaktiva partiklar används de som har högst penetrerande kraft - neutroner (n) och gammakvanta.

Neutronteknikens kärna

Neutronloggning är en av metoderna för geofysisk forskning, som är baserad på inverkan av ett snabbt neutronflöde. Som ett resultat av detta bromsas de, sprids och absorberas i berget.

Nedhålssonder för neutronloggning innehåller följande huvudenheter:

• radioaktiv strålningskälla;
• partikelräknare (n eller gammakvanta);
• filter som utesluter direkt strålning från källan till detektorn.

Neutronegenskaper hos stenar

När de träffar stenar saktar snabba neutroner ner och förlorar energi på grund av interaktion med atomer. I detta tillstånd försvinner de i materia och fångas upp av kärnorna av atomer av kemiska grundämnen på bråkdelar av millisekunder.

Den mest intensiva moderatorn är väte. Den korta väg som en neutron färdas innan den når ett termiskt tillstånd är karakteristisk för bergarter med hög väteh alt (olje- och vattenmättade reservoarer, mineraler, som innehåller mycket kristallvatten).

Följande neutronegenskaper hos bergarter särskiljs:

1. Sättet att sakta ner snabbtneutroner till ett termiskt tillstånd (där energin hos en partikel närmar sig värdet av den genomsnittliga kinetiska energin för den termiska rörelsen av molekyler och atomer i berget).
2. Diffusionslängd (vägen från platsen för uppkomsten av en termisk neutron till dess absorption).
3. Partiklars livslängd i termiskt tillstånd.
4. Skridningsindex i berg.
5. Partikelmigreringslängd (tot alt tillryggalagt avstånd under retardation och diffusion).

I praktiken utvärderas dessa egenskaper med hjälp av den villkorade neutronporositetskoefficienten.

Varieties

Neutronloggning inkluderar flera typer av undersökningar som skiljer sig åt i två huvudkriterier:

• Strålningskälla driftläge: o stationära metoder; o impulsmetoder (används huvudsakligen efter brunnsmantel).
• Typen av den registrerade sekundära strålningen: o n-neutronloggning (mät antalet n stenämnen spridda av atomkärnor); o neutrongammametod (ɣ strålning som härrör från infångning av n); o neutronaktiveringsloggning (ɣ-strålning av artificiella radionuklider som frigörs under absorption av n).

Loggningsmodifiering beror huvudsakligen på typen av detektor (helium, scintillation, halvledarräknare) och omgivande filter. Stationära metoder ingår i komplexet av obligatoriska studier vid borrning av prospekteringsbrunnar.

Neutron-neutronteknik

Denna metod för geofysisk forskning är baserad på den förstaneutronegenskaper hos bergarter och har 2 varianter: registrering av termiska eller epitermiska neutroner. Den senares energi är något större än atomernas termiska energi.

Väte bland alla element är avvikande, inte bara när det gäller spridningsgeometrin, utan också när det gäller energiförlusten för en neutron vid kollision med den. Gasreservoarer kännetecknas av högre avläsningar än vatten- och oljemättade reservoarer, eftersom den specifika väteh alten i dem är lägre.

Ju större porositet olje- och gasreservoaren har, desto lägre blir avläsningarna för den epitermiska n-metoden. Data som erhålls under neutron-neutronloggningen låter dig beräkna porositetsfaktorn. På grund av den minskade känsligheten hos epitermiska partikelräknare har denna metod en lägre statistisk noggrannhet.

Termiska neutroner avlägsnas från en radioaktiv källa för en längre väg än epitermiska, och deras genomsnittliga livslängd bestäms av ett omvänt proportionellt förhållande med avseende på innehållet av klor, bor och sällsynta jordartsmetaller. Klor finns i formationsvatten med hög s alth alt. Olje- och gash altiga bergarter kännetecknas av en längre existens av termiska partiklar. Denna egenskap är grunden för principen för neutron-neutronmetoden för mätningar med termisk n.

Neutrongammastrålningsloggning

Neutrongammastrålningsforskning mäter gammastrålning, som bildas under infångning av termiskt n. Akviferer kännetecknas av större avläsningar, jämfört med oljeförande, med 15-20 %(med samma porositet). En signifikant skillnad från tidigare metoder är att avläsningarna av denna teknik ökar med en ökning av s alth alten i borrvätskan.

Eftersom neutron-gamma-loggning också registrerar naturlig radioaktiv bakgrund i bergarter, införs korrigeringsfaktorer för att tolka resultaten. I olje- och gaskällor används denna metod för samma syften som neutron-neutrontekniken - separering av bergarter efter olika väteh alt, bestämning av porositetskoefficienten, identifiering av gas-vätska och vatten-olja kontakt i en fodral brunn. Det finns också kombinerade metoder som detekterar n- och gammastrålning, vilket förbättrar noggrannheten i mätningarna.

Pulsteknik

Pulsloggning är en typ av neutronforskningsmetoder baserade på emission av neutroner under korta tidsintervall (100-200 mikrosekunder). Det finns också 2 modifieringar av denna teknik:

• registrering av termisk n;
• mätning av ɣ-kvanta för strålning.

Genom att registrera en av dessa parametrar för 2 tidsvärden, erhåller man medellivslängden för termiska neutroner i reservoarbergarterna. Detta låter dig bedöma förekomsten av vissa kemiska element. Akviferer har betydligt lägre avläsningar för längre tidsfördröjningar än olje- och gasreservoarer.