Înregistrare neutroni. Metode de înregistrare a puțurilor

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Modificat ultima dată: 2023-12-17 10:39

Înregistrarea neutronilor și varietățile sale aparțin metodelor de radiație ale cercetării geofizice. În funcție de tipul de radiație detectată (neutroni sau fotoni gamma), există mai multe modificări ale acestei tehnologii. Echipamentul de fund are un aspect similar. Înregistrarea neutronilor face posibilă determinarea unuia dintre cei mai importanți indicatori ai formării purtătoare de petrol și gaze - coeficientul de porozitate, precum și împărțirea rezervoarelor în funcție de tipul de fluide conținute în acestea.

Metode de sondaje geofizice

În geofizică se folosesc mai multe metode de studiere a rocilor, care pot fi împărțite în 2 mari grupe: electrice (electromagnetice) și neelectrice. Primul grup include următoarele metode:

• Cercetare cu sonde nefocalizate: o metoda rezistivitatii aparente; o microsondare; o rezistivitate; o înregistrare curentă.
• Metode de sondă focalizată: otăierea laterală; o înregistrare divergentă.
• Tehnici electromagnetice: o înregistrare prin inducție; o înregistrare electromagnetică a undelor; o metoda undelor radio de fund.
• Metode de măsurare a activității electrochimice: o metoda potențialului de orientare spontană; o metoda potenţialelor electrozilor; o metoda potențialului evocat.

Al doilea grup include următoarele tehnologii:

• Metode seismoacustice: o înregistrare acustică (inclusiv metoda undei reflectate); o profilarea puțului vertical; o transiluminare acustică încrucișată; o seismic.
• Metode de fizică nucleară.
• Înregistrare termică.
• Metode de cercetare magnetică: o prospectare magnetică a forajului; o înregistrarea susceptibilității magnetice; o înregistrare magnetică nucleară.
• Explorare gravitațională în fund.
• Înregistrare pe gaz și mecanic.

Metode radiometrice

Metodele de cercetare în fizica nucleară includ un grup mare de tehnologii:

• înregistrare cu raze gamma (măsurarea radioactivității naturale);
• metoda-gamma-gamma;
• metode cu neutroni;
• tehnologie atom etichetat;
• metoda gama de activare.

Aceste metode sunt un instrument puternic pentru studierea formațiunilor geologice intersectate de o fântână. Ele se bazează pe măsurarea parametrilor radiațiilor ionizante emise de nucleele atomilor de substanțe conținute în rocă. Precum înregistrarea acustică, metodele radiometricepoate fi împărțit în metode care măsoară câmpuri naturale și artificiale (radiații). Ca particule radioactive, sunt folosite cele care au cea mai mare putere de penetrare - neutroni (n) și cuante gamma.

Esența tehnologiilor neutronice

Înregistrarea neutronilor este una dintre metodele de cercetare geofizică, care se bazează pe impactul unui flux de neutroni rapid. Drept urmare, ele sunt încetinite, împrăștiate și absorbite în stâncă.

Sondele de fund pentru înregistrarea neutronilor conțin următoarele unități principale:

• sursă de radiații radioactive;
• contor de particule (n sau gamma quanta);
• filtre care exclud radiația directă de la sursă la detector.

Caracteristicile neutronilor ale rocilor

Când lovesc pietre, neutronii rapidi încetinesc și pierd energie din cauza interacțiunii cu atomii. În această stare, ele se disipează în materie și sunt captate de nucleele atomilor elementelor chimice în fracțiuni de milisecunde.

Cel mai intens moderator este hidrogenul. Calea scurtă pe care o parcurge un neutron înainte de a ajunge într-o stare termică este caracteristică rocilor cu un conținut ridicat de hidrogen (rezervoare saturate de petrol și apă, minerale, care conțin multă apă de cristalizare).

Se disting următoarele caracteristici neutronice ale rocilor:

1. Modul de a încetini rapidneutroni la o stare termică (în care energia unei particule se apropie de valoarea energiei cinetice medii a mișcării termice a moleculelor și atomilor rocii).
2. Lungimea difuziei (calea de la locul apariției unui neutron termic la absorbția acestuia).
3. Tura de viață a particulelor în stare termică.
4. Indice de împrăștiere în stâncă.
5. Lungimea migrării particulelor (distanța totală parcursă în timpul decelerării și difuziei).

În practică, aceste proprietăți sunt evaluate folosind coeficientul condiționat de porozitate a neutronilor.

Soiuri

Înregistrarea neutronilor include mai multe tipuri de sondaje care diferă în două criterii principale:

• Mod de operare sursa de radiatii: o metode stationare; o metode de impuls (utilizate în principal după tubularea sondei).
• Natura radiației secundare înregistrate: o înregistrarea n-neutroni (măsoară numărul n de substanțe roci împrăștiate de nucleele atomice); o metoda neutronilor gamma (ɣ radiația rezultată din captarea lui n); o înregistrarea activării neutronilor (ɣ-radiația radionuclizilor artificiali eliberați în timpul absorbției de n).

Modificarea înregistrării depinde în principal de tipul de detector (heliu, scintilație, contoare cu semiconductori) și filtrele din jur. Metodele staționare sunt incluse în complexul de studii obligatorii la forarea puțurilor de explorare.

Tehnica neutron-neutron

Această metodă de cercetare geofizică se bazează pe primacaracteristicile neutronice ale rocilor și are 2 varietăți: înregistrarea neutronilor termici sau epitermici. Energia acestuia din urmă este oarecum mai mare decât energia termică a atomilor.

Hidrogenul dintre toate elementele este anormal nu numai în ceea ce privește geometria de împrăștiere, ci și în ceea ce privește pierderea de energie a unui neutron la ciocnirea cu acesta. Rezervoarele de gaze se caracterizează prin valori mai mari decât rezervoarele saturate cu apă și ulei, deoarece conținutul specific de hidrogen din ele este mai mic.

Cu cât porozitatea rezervorului de petrol și gaz este mai mare, cu atât citirile metodei n epitermale sunt mai mici. Datele obținute în timpul înregistrării neutroni-neutroni vă permit să calculați factorul de porozitate. Datorită sensibilității reduse a contoarelor de particule epitermale, această metodă are o acuratețe statistică mai mică.

Neutronii termici sunt îndepărtați dintr-o sursă radioactivă pe o cale mai lungă decât cei epitermici, iar durata lor medie de viață este determinată de o relație invers proporțională cu conținutul de clor, bor și elemente de pământuri rare. Clorul este prezent în apele de formare cu salinitate ridicată. Rocile purtătoare de petrol și gaze se caracterizează printr-o existență mai îndelungată a particulelor termice. Această proprietate stă la baza principiului metodei neutron-neutron de măsurători prin n termică.

Înregistrare cu raze gamma neutrone

Cercetarea cu raze gamma neutronice măsoară radiația gamma, care se formează în timpul captării n termice. Acviferele se disting prin citiri mai mari, comparativ cu cele cu ulei, cu 15-20%(cu aceeași porozitate). O diferență semnificativă față de metodele anterioare este că citirile acestei tehnologii cresc odată cu creșterea salinității fluidului de foraj.

Deoarece înregistrarea neutron-gamma înregistrează și fondul radioactiv natural în roci, sunt introduși factori de corecție pentru a interpreta rezultatele. În puțurile de petrol și gaze, această metodă este utilizată în aceleași scopuri ca și tehnica neutron-neutron - separarea rocilor în funcție de conținutul diferit de hidrogen, determinarea coeficientului de porozitate, identificarea contactului gaz-lichid și apă-ulei în o fântână cu carcasă. Există, de asemenea, metode combinate care detectează radiațiile n și gama, ceea ce îmbunătățește acuratețea măsurătorilor.

Tehnologia cu impulsuri

Înregistrarea pulsului este un tip de metode de cercetare a neutronilor bazate pe emisia de neutroni pe intervale scurte de timp (100-200 microsecunde). Există, de asemenea, 2 modificări ale acestei tehnologii:

• înregistrare termică n;
• măsurarea ɣ-quantilor de captare a radiațiilor.

Înregistrând unul dintre acești parametri pentru 2 valori de timp, se obține durata medie de viață a neutronilor termici din rocile rezervor. Acest lucru vă permite să judecați prezența anumitor elemente chimice. Acviferele au valori semnificativ mai mici pentru întârzieri mai lungi decât rezervoarele de petrol și gaze.