Καταγραφή νετρονίων. Μέθοδοι καταγραφής φρεατίων

2024 Συγγραφέας: Howard Calhoun | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2023-12-17 10:23

Η καταγραφή νετρονίων και οι ποικιλίες της ανήκουν στις μεθόδους ακτινοβολίας της γεωφυσικής έρευνας. Ανάλογα με τον τύπο της ανιχνευόμενης ακτινοβολίας (νετρόνια ή γάμμα φωτόνια), υπάρχουν αρκετές τροποποιήσεις αυτής της τεχνολογίας. Ο εξοπλισμός Downhole έχει παρόμοια διάταξη. Η καταγραφή νετρονίων καθιστά δυνατό τον προσδιορισμό ενός από τους πιο σημαντικούς δείκτες ενός σχηματισμού που φέρει πετρέλαιο και αέριο - τον συντελεστή πορώδους, καθώς και τη διαίρεση των δεξαμενών με τον τύπο των ρευστών που περιέχονται σε αυτά.

Μέθοδοι γεωφυσικών ερευνών

Στη γεωφυσική, χρησιμοποιούνται διάφορες μέθοδοι για τη μελέτη των πετρωμάτων, οι οποίες μπορούν να χωριστούν σε 2 μεγάλες ομάδες: ηλεκτρικές (ηλεκτρομαγνητικές) και μη ηλεκτρικές. Η πρώτη ομάδα περιλαμβάνει τις ακόλουθες μεθόδους:

• Έρευνα με μη εστιασμένους ανιχνευτές: o μέθοδος φαινομενικής ειδικής αντίστασης. o μικροανιχνευτής; o αντίσταση; o τρέχουσα καταγραφή.
• Εστιασμένες μέθοδοι ανιχνευτή: oπλευρική υλοτόμηση? o αποκλίνουσα καταγραφή.
• Ηλεκτρομαγνητικές τεχνικές: o επαγωγική καταγραφή. o ηλεκτρομαγνητική καταγραφή κυμάτων. o μέθοδος ραδιοκυμάτων downhole.
• Μέθοδοι για τη μέτρηση της ηλεκτροχημικής δραστηριότητας: o μέθοδος αυθόρμητου δυναμικού προσανατολισμού. o μέθοδος δυναμικών ηλεκτροδίων. o προκλητική πιθανή μέθοδος.

Η δεύτερη ομάδα περιλαμβάνει τις ακόλουθες τεχνολογίες:

• Σεισμοακουστικές μέθοδοι: o ακουστική καταγραφή (συμπεριλαμβανομένης της μεθόδου ανακλώμενων κυμάτων). o κατακόρυφο προφίλ φρεατίων. o Ακουστική διαφώτιση σταυρωτά πηγαδάκια. o σεισμικό.
• Μέθοδοι πυρηνικής φυσικής.
• Θερμική καταγραφή.
• Μαγνητικές μέθοδοι έρευνας: o μαγνητική αναζήτηση γεωτρήσεων. o Καταγραφή μαγνητικής επιδεκτικότητας. o πυρηνική μαγνητική καταγραφή.
• Εξερεύνηση βαρύτητας κάτω τρύπας.
• Αέριο και μηχανική καταγραφή.

Ραδιομετρικές μέθοδοι

Μέθοδοι έρευνας πυρηνικής φυσικής περιλαμβάνουν μια μεγάλη ομάδα τεχνολογιών:

• καταγραφή ακτίνων γάμμα (μέτρηση φυσικής ραδιενέργειας);
• μέθοδος γάμμα;
• μέθοδοι νετρονίων;
• με ετικέτα τεχνολογία ατόμων;
• μέθοδος ενεργοποίησης γάμμα.

Αυτές οι μέθοδοι είναι ένα ισχυρό εργαλείο για τη μελέτη των γεωλογικών σχηματισμών που τέμνονται από ένα πηγάδι. Βασίζονται στη μέτρηση των παραμέτρων της ιονίζουσας ακτινοβολίας που εκπέμπεται από τους πυρήνες των ατόμων των ουσιών που περιέχονται στο πέτρωμα. Όπως η ακουστική καταγραφή, οι ραδιομετρικές μέθοδοιμπορούν να χωριστούν σε μεθόδους που μετρούν φυσικά και τεχνητά πεδία (ακτινοβολία). Ως ραδιενεργά σωματίδια, χρησιμοποιούνται αυτά που έχουν την υψηλότερη διεισδυτική ισχύ - νετρόνια (n) και γάμμα κβάντα.

Η ουσία των τεχνολογιών νετρονίων

Η καταγραφή νετρονίων είναι μία από τις μεθόδους γεωφυσικής έρευνας, η οποία βασίζεται στην επίδραση μιας γρήγορης ροής νετρονίων. Ως αποτέλεσμα, επιβραδύνονται, διασκορπίζονται και απορροφώνται στο βράχο.

Οι ανιχνευτές Downhole για καταγραφή νετρονίων περιέχουν τις ακόλουθες κύριες μονάδες:

• πηγή ραδιενεργού ακτινοβολίας;
• μετρητής σωματιδίων (n ή γάμμα κβάντα);
• φίλτρα που αποκλείουν την άμεση ακτινοβολία από την πηγή προς τον ανιχνευτή.

Χαρακτηριστικά νετρονίων των πετρωμάτων

Όταν προσκρούουν σε βράχους, τα γρήγορα νετρόνια επιβραδύνουν και χάνουν ενέργεια λόγω της αλληλεπίδρασης με τα άτομα. Σε αυτή την κατάσταση, διαχέονται στην ύλη και συλλαμβάνονται από τους πυρήνες των ατόμων των χημικών στοιχείων σε κλάσματα των χιλιοστών του δευτερολέπτου.

Ο πιο έντονος μετριαστής είναι το υδρογόνο. Η σύντομη διαδρομή που διανύει ένα νετρόνιο πριν φτάσει σε μια θερμική κατάσταση είναι χαρακτηριστική των πετρωμάτων με υψηλή περιεκτικότητα σε υδρογόνο (δεξαμενές κορεσμένες με λάδι και νερό, ορυκτά που περιέχουν πολύ νερό κρυστάλλωσης).

Τα ακόλουθα χαρακτηριστικά νετρονίων των πετρωμάτων διακρίνονται:

1. Ο τρόπος για να επιβραδύνετε γρήγορανετρόνια σε θερμική κατάσταση (στην οποία η ενέργεια ενός σωματιδίου προσεγγίζει την τιμή της μέσης κινητικής ενέργειας της θερμικής κίνησης των μορίων και των ατόμων του πετρώματος).
2. Μήκος διάχυσης (η διαδρομή από τον τόπο εμφάνισης ενός θερμικού νετρονίου έως την απορρόφησή του).
3. Η διάρκεια ζωής των σωματιδίων σε θερμική κατάσταση.
4. Δείκτης σκέδασης στο βράχο.
5. Μήκος μετανάστευσης σωματιδίων (συνολική απόσταση που διανύθηκε κατά την επιβράδυνση και τη διάχυση).

Στην πράξη, αυτές οι ιδιότητες αξιολογούνται χρησιμοποιώντας τον υπό όρους συντελεστή πορώδους νετρονίων.

Ποικιλίες

Η καταγραφή νετρονίων περιλαμβάνει διάφορους τύπους ερευνών που διαφέρουν σε 2 βασικά κριτήρια:

• Τρόπος λειτουργίας πηγής ακτινοβολίας: o στατικές μέθοδοι. o μέθοδοι ώθησης (χρησιμοποιούνται κυρίως μετά από περίβλημα φρεατίου).
• Η φύση της καταγεγραμμένης δευτερογενούς ακτινοβολίας: o Καταγραφή n-νετρονίων (μετρήστε τον αριθμό n των πετρωμάτων που σκεδάζονται από τους ατομικούς πυρήνες). o μέθοδος γάμμα νετρονίων (ακτινοβολία ɣ που προκύπτει από τη σύλληψη του n). o Καταγραφή ενεργοποίησης νετρονίων (ɣ-ακτινοβολία τεχνητών ραδιονουκλεϊδίων που απελευθερώνονται κατά την απορρόφηση του n).

Η τροποποίηση της καταγραφής εξαρτάται κυρίως από τον τύπο του ανιχνευτή (ηλίου, σπινθηρισμού, μετρητές ημιαγωγών) και τα περιβάλλοντα φίλτρα. Οι σταθερές μέθοδοι περιλαμβάνονται στο σύμπλεγμα των υποχρεωτικών μελετών κατά τη διάνοιξη διερευνητικών φρεατίων.

Τεχνική νετρονίων-νετρονίων

Αυτή η μέθοδος γεωφυσικής έρευνας βασίζεται στην πρώτηχαρακτηριστικά νετρονίων των πετρωμάτων και έχει 2 ποικιλίες: καταχώρηση θερμικών ή επιθερμικών νετρονίων. Η ενέργεια του τελευταίου είναι κάπως μεγαλύτερη από τη θερμική ενέργεια των ατόμων.

Το υδρογόνο μεταξύ όλων των στοιχείων είναι ανώμαλο όχι μόνο από την άποψη της γεωμετρίας σκέδασης, αλλά και από την άποψη της απώλειας ενέργειας ενός νετρονίου κατά τη σύγκρουση με αυτό. Οι δεξαμενές αερίου χαρακτηρίζονται από υψηλότερες ενδείξεις από τις δεξαμενές κορεσμένες με νερό και πετρέλαιο, καθώς η ειδική περιεκτικότητα σε υδρογόνο σε αυτές είναι χαμηλότερη.

Όσο μεγαλύτερο είναι το πορώδες της δεξαμενής πετρελαίου και αερίου, τόσο χαμηλότερες είναι οι ενδείξεις της μεθόδου επιθερμικού n. Τα δεδομένα που λαμβάνονται κατά την καταγραφή νετρονίων-νετρονίων, σας επιτρέπουν να υπολογίσετε τον παράγοντα πορώδους. Λόγω της μειωμένης ευαισθησίας των μετρητών επιθερμικών σωματιδίων, αυτή η μέθοδος έχει χαμηλότερη στατιστική ακρίβεια.

Τα θερμικά νετρόνια απομακρύνονται από μια ραδιενεργή πηγή για μεγαλύτερη διαδρομή από τα επιθερμικά και η μέση διάρκεια ζωής τους καθορίζεται από μια αντιστρόφως ανάλογη σχέση σε σχέση με την περιεκτικότητα σε χλώριο, βόριο και στοιχεία σπανίων γαιών. Το χλώριο υπάρχει σε ύδατα σχηματισμού υψηλής αλατότητας. Τα πετρώματα που φέρουν πετρέλαιο και αέριο χαρακτηρίζονται από μεγαλύτερη ύπαρξη θερμικών σωματιδίων. Αυτή η ιδιότητα είναι η βάση της αρχής της μεθόδου μετρήσεων νετρονίων-νετρονίων με θερμικό n.

Καταγραφή ακτίνων γάμμα νετρονίων

Η έρευνα με ακτίνες γάμμα νετρονίων μετρά την ακτινοβολία γάμμα, η οποία σχηματίζεται κατά τη σύλληψη του θερμικού n. Οι υδροφόροι ορίζοντες διακρίνονται από μεγαλύτερες ενδείξεις, σε σύγκριση με τους ελαιοφόρους, κατά 15-20%(με το ίδιο πορώδες). Μια σημαντική διαφορά από τις προηγούμενες μεθόδους είναι ότι οι μετρήσεις αυτής της τεχνολογίας αυξάνονται με την αύξηση της αλατότητας του υγρού γεώτρησης.

Δεδομένου ότι η καταγραφή νετρονίων-γάμα καταγράφει επίσης φυσικό ραδιενεργό υπόβαθρο σε πετρώματα, εισάγονται συντελεστές διόρθωσης για την ερμηνεία των αποτελεσμάτων. Σε πηγάδια πετρελαίου και φυσικού αερίου, αυτή η μέθοδος χρησιμοποιείται για τους ίδιους σκοπούς με την τεχνική νετρονίων-νετρονίων - ο διαχωρισμός των πετρωμάτων σύμφωνα με διαφορετική περιεκτικότητα σε υδρογόνο, ο προσδιορισμός του συντελεστή πορώδους, ο προσδιορισμός της επαφής αερίου-υγρού και νερού-πετρελαίου σε ένα πηγάδι με θήκη. Υπάρχουν επίσης συνδυασμένες μέθοδοι που ανιχνεύουν ακτινοβολία n και γάμμα, η οποία βελτιώνει την ακρίβεια των μετρήσεων.

Τεχνολογία παλμών

Η καταγραφή παλμών είναι ένας τύπος μεθόδων έρευνας νετρονίων που βασίζεται στην εκπομπή νετρονίων σε μικρά χρονικά διαστήματα (100-200 μικροδευτερόλεπτα). Υπάρχουν επίσης 2 τροποποιήσεις αυτής της τεχνολογίας:

• εγγραφή θερμικού ν;
• μέτρηση ɣ-κβαντών σύλληψης ακτινοβολίας.

Καταχωρώντας μία από αυτές τις παραμέτρους για 2 χρονικές τιμές, λαμβάνεται η μέση διάρκεια ζωής των θερμικών νετρονίων στα πετρώματα της δεξαμενής. Αυτό σας επιτρέπει να κρίνετε την παρουσία ορισμένων χημικών στοιχείων. Οι υδροφόροι ορίζοντες έχουν σημαντικά χαμηλότερες ενδείξεις για μεγαλύτερες χρονικές καθυστερήσεις από τις δεξαμενές πετρελαίου και φυσικού αερίου.