Nøytronlogging. Velloggingsmetoder

2024 Forfatter: Howard Calhoun | [email protected]. Sist endret: 2023-12-17 10:37

Nøytronlogging og dens varianter tilhører strålingsmetodene til geofysisk forskning. Avhengig av typen detektert stråling (nøytroner eller gammafotoner), er det flere modifikasjoner av denne teknologien. Nedihullsutstyr har en lignende layout. Nøytronlogging gjør det mulig å bestemme en av de viktigste indikatorene for en olje- og gassførende formasjon - porøsitetskoeffisienten, samt å dele reservoarene etter typen væsker som finnes i dem.

Metoder for geofysiske undersøkelser

I geofysikk brukes flere metoder for å studere bergarter, som kan deles inn i 2 store grupper: elektriske (elektromagnetiske) og ikke-elektriske. Den første gruppen inkluderer følgende metoder:

• Forskning med ufokuserte prober: o tilsynelatende resistivitetsmetode; o mikroprobing; o resistivitet; o gjeldende logging.
• Fokuserte sondemetoder: olateral logging; o divergerende logging.
• Elektromagnetiske teknikker: o induksjonslogging; o bølge elektromagnetisk logging; o nedihulls radiobølgemetode.
• Metoder for måling av elektrokjemisk aktivitet: o spontan orienteringspotensialmetode; o metode for elektrodepotensialer; o fremk alt potensiell metode.

Den andre gruppen inkluderer følgende teknologier:

• Seismoakustiske metoder: o akustisk logging (inkludert metode for reflektert bølge); o vertikal brønnprofilering; o akustisk gjennomlysning av brønner; o seismikk.
• Kernefysikkmetoder.
• Termisk logging.
• Magnetiske forskningsmetoder: o magnetisk prospektering i borehull; o magnetisk følsomhetslogging; o kjernemagnetisk logging.
• Tyngekraftsutforskning i nedehull.
• Gass og mekanisk logging.

Radiometriske metoder

Kernefysikkforskningsmetoder inkluderer en stor gruppe teknologier:

• gammastrålelogging (måling av naturlig radioaktivitet);
• gamma-gamma-method;
• nøytronmetoder;
• merket atomteknologi;
• aktiveringsgammametode.

Disse metodene er et kraftig verktøy for å studere de geologiske formasjonene som er krysset av en brønn. De er basert på å måle parametrene for ioniserende stråling som sendes ut av kjernene til atomer av stoffer som finnes i bergarten. Som akustisk logging, radiometriske metoderkan deles inn i metoder som måler naturlige og kunstige felt (stråling). Som radioaktive partikler brukes de som har høyest penetreringskraft - nøytroner (n) og gammakvanter.

essensen av nøytronteknologier

Nøytronlogging er en av metodene for geofysisk forskning, som er basert på virkningen av en rask nøytronfluks. Som et resultat blir de bremset ned, spredt og absorbert i fjellet.

Nedhullssonder for nøytronlogging inneholder følgende hovedenheter:

• radioaktiv strålingskilde;
• partikkelteller (n eller gammakvanta);
• filtre som utelukker direkte stråling fra kilden til detektoren.

Nøytronkarakteristikker til bergarter

Når de treffer steiner, bremser raske nøytroner hastigheten og mister energi på grunn av interaksjon med atomer. I denne tilstanden forsvinner de i materie og fanges opp av atomkjernene til kjemiske elementer i brøkdeler av millisekunder.

Den mest intense moderatoren er hydrogen. Den korte veien som et nøytron går før det når en termisk tilstand er karakteristisk for bergarter med høyt hydrogeninnhold (olje- og vannmettede reservoarer, mineraler, som inneholder mye krystallvann).

Følgende nøytronkarakteristikker til bergarter skilles:

1. Måten å bremse rasktnøytroner til en termisk tilstand (der energien til en partikkel nærmer seg verdien av den gjennomsnittlige kinetiske energien til den termiske bevegelsen til molekyler og atomer i bergarten).
2. Diffusjonslengde (veien fra stedet for opptreden av et termisk nøytron til dets absorpsjon).
3. Levetiden til partikler i termisk tilstand.
4. Spredningsindeks i stein.
5. Partikkelmigrasjonslengde (total tilbakelagt distanse under retardasjon og diffusjon).

I praksis blir disse egenskapene evaluert ved å bruke den betingede nøytronporøsitetskoeffisienten.

varianter

Nøytronlogging inkluderer flere typer undersøkelser som er forskjellige i to hovedkriterier:

• Strålingskildedriftsmodus: o stasjonære metoder; o impulsmetoder (brukes hovedsakelig etter brønnforingsrør).
• Arten til den registrerte sekundære strålingen: o n-nøytronlogging (mål antall n bergarter spredt av atomkjerner); o nøytrongammametode (ɣ-stråling som følge av fangst av n); o nøytronaktiveringslogging (ɣ-stråling av kunstige radionuklider frigjort under absorpsjon av n).

Loggemodifikasjon avhenger hovedsakelig av typen detektor (helium, scintillasjon, halvledertellere) og omgivende filtre. Stasjonære metoder er inkludert i komplekset av obligatoriske studier ved boring av letebrønner.

Nøytron-nøytronteknikk

Denne metoden for geofysisk forskning er basert på den førstenøytronkarakteristikker til bergarter og har 2 varianter: registrering av termiske eller epitermiske nøytroner. Energien til sistnevnte er noe større enn den termiske energien til atomer.

Hydrogen blant alle elementer er unorm alt, ikke bare når det gjelder spredningsgeometrien, men også når det gjelder energitapet til et nøytron ved kollisjon med det. Gassreservoarer er preget av høyere avlesninger enn vann- og oljemettede reservoarer, siden det spesifikke hydrogeninnholdet i dem er lavere.

Jo større porøsitet olje- og gassreservoaret har, desto lavere er avlesningene til den epitermiske n-metoden. Dataene innhentet under nøytron-nøytron-loggingen lar deg beregne porøsitetsfaktoren. På grunn av den reduserte følsomheten til epitermiske partikkeltellere, har denne metoden en lavere statistisk nøyaktighet.

Termiske nøytroner fjernes fra en radioaktiv kilde for en lengre vei enn epitermiske, og deres gjennomsnittlige levetid bestemmes av et omvendt proporsjon alt forhold med hensyn til innholdet av klor, bor og sjeldne jordartsmetaller. Klor er tilstede i formasjonsvann med høy s altholdighet. Olje- og gassførende bergarter er preget av en lengre eksistens av termiske partikler. Denne egenskapen er grunnlaget for prinsippet for nøytron-nøytronmetoden for målinger med termisk n.

Nøytrongammastrålelogging

Nøytrongammastråleforskning måler gammastråling, som dannes under fangst av termisk n. Akviferer utmerker seg ved større avlesninger sammenlignet med oljebærende, med 15-20 %(med samme porøsitet). En vesentlig forskjell fra tidligere metoder er at avlesningene til denne teknologien øker med en økning i s altinnholdet i borevæsken.

Siden nøytron-gamma-logging også registrerer naturlig radioaktiv bakgrunn i bergarter, introduseres korreksjonsfaktorer for å tolke resultatene. I olje- og gassbrønner brukes denne metoden til samme formål som nøytron-nøytronteknikken - separering av bergarter i henhold til forskjellig hydrogeninnhold, bestemmelse av porøsitetskoeffisienten, identifisering av gass-væske og vann-oljekontakt i en foret brønn. Det finnes også kombinerte metoder som oppdager n- og gammastråling, noe som forbedrer nøyaktigheten av målingene.

Pulsteknologi

Pulslogging er en type nøytronforskningsmetoder basert på utslipp av nøytroner over korte tidsintervaller (100-200 mikrosekunder). Det er også 2 modifikasjoner av denne teknologien:

• registrering av termisk n;
• måling av ɣ-kvanta for strålingsfangst.

Ved å registrere en av disse parameterne for 2 tidsverdier, får man gjennomsnittlig levetid for termiske nøytroner i reservoarbergartene. Dette lar deg bedømme tilstedeværelsen av visse kjemiske elementer. Akviferer har betydelig lavere målinger for lengre tidsforsinkelser enn olje- og gassreservoarer.