Neutronenaufzeichnung. Nun Protokollierungsmethoden

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2023-12-17 10:23

Neutron Logging und seine Varianten gehören zu den Strahlungsmethoden der geophysikalischen Forschung. Abhängig von der Art der detektierten Strahlung (Neutronen oder Gammaphotonen) gibt es mehrere Modifikationen dieser Technologie. Bohrlochausrüstung hat ein ähnliches Layout. Die Neutronenprotokollierung ermöglicht es, einen der wichtigsten Indikatoren einer öl- und gasführenden Formation zu bestimmen - den Porositätskoeffizienten, sowie Lagerstätten nach der Art der darin enth altenen Flüssigkeiten zu unterteilen.

Methoden geophysikalischer Untersuchungen

In der Geophysik werden mehrere Methoden zur Untersuchung von Gesteinen verwendet, die in 2 große Gruppen unterteilt werden können: elektrische (elektromagnetische) und nichtelektrische. Die erste Gruppe umfasst die folgenden Methoden:

• Forschung mit unfokussierten Sonden: o scheinbare Widerstandsmethode; o Mikrosondierung; o spezifischer Widerstand; o aktuelle Protokollierung.
• Fokussierte Sondenmethoden: oseitliche Protokollierung; o abweichende Protokollierung.
• Elektromagnetische Techniken: o Induktionsprotokollierung; o Elektromagnetische Protokollierung; o Bohrloch-Radiowellenmethode.
• Methoden zur Messung der elektrochemischen Aktivität: o Methode des spontanen Orientierungspotentials; o Methode der Elektrodenpotentiale; o Methode der evozierten Potentiale.

Die zweite Gruppe umfasst die folgenden Technologien:

• Seismoakustische Verfahren: o akustische Protokollierung (einschließlich Reflexionswellenverfahren); o vertikale Bohrlochprofilierung; o akustische Transillumination im Schacht; o seismisch.
• Kernphysikalische Methoden.
• Thermische Protokollierung.
• Magnetische Forschungsmethoden: o Bohrloch-magnetische Prospektion; o Protokollierung der magnetischen Suszeptibilität; o Kernmagnetische Protokollierung.
• Erkundung der Schwerkraft im Bohrloch.
• Gas- und mechanische Protokollierung.

Radiometrische Methoden

Nuklearphysikalische Forschungsmethoden umfassen eine große Gruppe von Technologien:

• Gamma Ray Logging (Messung der natürlichen Radioaktivität);
• Gamma-Gamma-Methode;
• Neutronenmethoden;
• tagged Atomtechnologie;
• Aktivierungs-Gamma-Methode.

Diese Methoden sind ein leistungsfähiges Werkzeug zur Untersuchung der geologischen Formationen, die von einem Bohrloch durchschnitten werden. Sie basieren auf der Messung der Parameter der ionisierenden Strahlung, die von den Atomkernen der im Gestein enth altenen Substanzen emittiert wird. Wie akustische Protokollierung, radiometrische Methodenkann in Methoden unterteilt werden, die natürliche und künstliche Felder (Strahlung) messen. Als radioaktive Teilchen werden diejenigen verwendet, die die höchste Durchschlagskraft haben - Neutronen (n) und Gammaquanten.

Essenz der Neutronentechnologien

Neutronenprotokollierung ist eine der Methoden der geophysikalischen Forschung, die auf der Wirkung eines schnellen Neutronenflusses basiert. Dadurch werden sie abgebremst, zerstreut und im Gestein absorbiert.

Bohrsonden für die Neutronenaufzeichnung enth alten die folgenden Haupteinheiten:

• radioaktive Strahlungsquelle;
• Teilchenzähler (n- oder Gamma-Quanten);
• Filter, die direkte Strahlung von der Quelle zum Detektor ausschließen.

Neutroneneigenschaften von Gesteinen

Wenn schnelle Neutronen auf Felsen treffen, werden sie langsamer und verlieren Energie aufgrund der Wechselwirkung mit Atomen. In diesem Zustand lösen sie sich in Materie auf und werden in Bruchteilen von Millisekunden von Atomkernen chemischer Elemente eingefangen.

Der intensivste Moderator ist Wasserstoff. Der kurze Weg, den ein Neutron bis zum Erreichen eines thermischen Zustands zurücklegt, ist charakteristisch für Gesteine mit hohem Wasserstoffgeh alt (öl- und wassergesättigte Lagerstätten, Mineralien, die viel Kristallwasser enth alten).

Die folgenden Neutroneneigenschaften von Gesteinen werden unterschieden:

1. Der Weg, um schnell langsamer zu werdenNeutronen in einen thermischen Zustand (in dem sich die Energie eines Teilchens dem Wert der durchschnittlichen kinetischen Energie der thermischen Bewegung von Molekülen und Atomen des Gesteins annähert).
2. Diffusionslänge (der Weg vom Auftrittsort eines thermischen Neutrons bis zu seiner Absorption).
3. Die Lebensdauer von Teilchen in einem thermischen Zustand.
4. Streuindex im Gestein.
5. Partikelwanderungslänge (Gesamtstrecke, die während der Verzögerung und Diffusion zurückgelegt wird).

In der Praxis werden diese Eigenschaften mit dem bedingten Neutronenporositätskoeffizienten bewertet.

Sorten

Die Neutronenprotokollierung umfasst mehrere Arten von Untersuchungen, die sich in 2 Hauptkriterien unterscheiden:

• Betriebsart Strahlungsquelle: o stationäre Methoden; o Impulsverfahren (hauptsächlich nach Brunnenverrohrung).
• Die Art der aufgezeichneten Sekundärstrahlung: o n-Neutronen-Logging (Messung der Anzahl n von Gesteinssubstanzen, die von Atomkernen gestreut werden); o Neutronen-Gamma-Methode (ɣ Strahlung, die aus dem Einfang von n resultiert); o Protokollierung der Neutronenaktivierung (ɣ-Strahlung künstlicher Radionuklide, die bei der Absorption von n freigesetzt werden).

Logging-Änderungen hängen hauptsächlich von der Art des Detektors (Helium, Szintillation, Halbleiterzähler) und den umgebenden Filtern ab. Stationäre Methoden gehören zum Komplex der obligatorischen Studien beim Bohren von Erkundungsbohrungen.

Neutron-Neutron-Technik

Diese Methode der geophysikalischen Forschung basiert auf der erstenNeutroneneigenschaften von Gesteinen und hat 2 Varianten: Registrierung von thermischen oder epithermalen Neutronen. Deren Energie ist etwas größer als die thermische Energie von Atomen.

Wasserstoff ist unter allen Elementen nicht nur in Bezug auf die Streugeometrie anomal, sondern auch in Bezug auf den Energieverlust eines Neutrons beim Zusammenstoß mit ihm. Gaslagerstätten zeichnen sich durch höhere Messwerte aus als wasser- und ölgesättigte Lagerstätten, da der spezifische Wasserstoffgeh alt in ihnen geringer ist.

Je größer die Porosität der Öl- und Gaslagerstätte ist, desto niedriger sind die Messwerte der epithermalen n-Methode. Die während der Neutron-Neutron-Aufzeichnung gewonnenen Daten ermöglichen die Berechnung des Porositätsfaktors. Aufgrund der geringeren Empfindlichkeit von epithermalen Partikelzählern hat diese Methode eine geringere statistische Genauigkeit.

Thermische Neutronen werden von einer radioaktiven Quelle für einen längeren Weg entfernt als epithermale, und ihre durchschnittliche Lebensdauer wird durch eine umgekehrt proportionale Beziehung in Bezug auf den Geh alt an Chlor, Bor und Seltenerdelementen bestimmt. Chlor ist in Formationswässern mit hohem Salzgeh alt vorhanden. Öl- und gash altige Gesteine zeichnen sich durch eine längere Existenz thermischer Partikel aus. Diese Eigenschaft ist die Grundlage des Prinzips der Neutron-Neutron-Messmethode durch thermische n.

Neutronen-Gammastrahlen-Aufzeichnung

Neutronen-Gammastrahlenforschung misst Gammastrahlung, die beim Einfangen von thermischem n entsteht. Grundwasserleiter zeichnen sich durch größere Messwerte aus, verglichen mit ölh altigen, um 15-20%(bei gleicher Porosität). Ein wesentlicher Unterschied zu früheren Methoden besteht darin, dass die Messwerte dieser Technologie mit zunehmendem Salzgeh alt der Bohrspülung zunehmen.

Da die Neutronen-Gamma-Protokollierung auch den natürlichen radioaktiven Hintergrund in Gesteinen registriert, werden Korrekturfaktoren eingeführt, um die Ergebnisse zu interpretieren. In Öl- und Gasbohrungen wird diese Methode für die gleichen Zwecke wie die Neutron-Neutron-Technik verwendet - die Trennung von Gesteinen nach unterschiedlichem Wasserstoffgeh alt, die Bestimmung des Porositätskoeffizienten, die Identifizierung von Gas-Flüssigkeits- und Wasser-Öl-Kontakten ein verkleideter Brunnen. Es gibt auch kombinierte Methoden, die n- und Gammastrahlung nachweisen, was die Genauigkeit der Messungen verbessert.

Impulstechnologie

Impulsprotokollierung ist eine Art von Neutronenforschungsmethoden, die auf der Emission von Neutronen über kurze Zeitintervalle (100-200 Mikrosekunden) basiert. Es gibt auch 2 Modifikationen dieser Technologie:

• Registrierung thermischer n;
• Messung von ɣ-Quanten des Strahlungseinfangs.

Registriert man einen dieser Parameter für 2 Zeitwerte, erhält man die durchschnittliche Lebensdauer thermischer Neutronen in den Lagerstättengesteinen. Dadurch können Sie das Vorhandensein bestimmter chemischer Elemente beurteilen. Aquifere haben deutlich niedrigere Messwerte für längere Zeitverzögerungen als Öl- und Gaslagerstätten.