רישום ניוטרונים. ובכן שיטות רישום

2024 מְחַבֵּר: Howard Calhoun | [email protected]. שונה לאחרונה: 2023-12-17 10:27

רישום ניוטרונים והזנים שלו שייכים לשיטות הקרינה של מחקר גיאופיזי. בהתאם לסוג הקרינה שזוהתה (נייטרונים או פוטוני גמא), ישנם מספר שינויים בטכנולוגיה זו. לציוד למטה יש פריסה דומה. רישום ניוטרונים מאפשר לקבוע את אחד האינדיקטורים החשובים ביותר של תצורת נושאת נפט וגז - מקדם הנקבוביות, וכן לחלק מאגרים לפי סוג הנוזלים הכלולים בהם.

שיטות של סקרים גיאופיזיים

בגיאופיזיקה משתמשים במספר שיטות לחקר סלעים, אותן ניתן לחלק ל-2 קבוצות גדולות: חשמליות (אלקטרומגנטיות) ולא חשמליות. הקבוצה הראשונה כוללת את השיטות הבאות:

• מחקר עם בדיקות לא ממוקדות: o שיטת התנגדות לכאורה; o microprobing; o התנגדות; o רישום נוכחי.
• שיטות בדיקה ממוקדות: oרישום לרוחב; o רישום סוער.
• טכניקות אלקטרומגנטיות: o רישום אינדוקציה; o רישום אלקטרומגנטי של גלים; o שיטת גלי רדיו למטה.
• שיטות למדידת פעילות אלקטרוכימית: o שיטת פוטנציאל התמצאות ספונטני; o שיטת פוטנציאל אלקטרודה; o עורר שיטה פוטנציאלית.

הקבוצה השנייה כוללת את הטכנולוגיות הבאות:

• שיטות סייסמואקוסטיות: o רישום אקוסטי (כולל שיטת גל מוחזר); o פרופיל באר אנכי; o תאורה אקוסטית צולבת באר; o סיסמי.
• שיטות פיזיקה גרעיניות.
• רישום תרמי.
• שיטות מחקר מגנטיות: o חיפוש מגנטי בקידוח; o רישום רגישות מגנטית; o רישום מגנטי גרעיני.
• חקירת כוח הכבידה למטה.
• גז ורישום מכני.

שיטות רדיומטריות

שיטות מחקר בפיזיקה גרעינית כוללות קבוצה גדולה של טכנולוגיות:

• רישום קרני גמא (מדידה של רדיואקטיביות טבעית);
• gamma-gamma-method;
• שיטות ניוטרון;
• טכנולוגיית אטום מתויגת;
• שיטת גמא הפעלה.

שיטות אלו הן כלי רב עוצמה לחקר התצורות הגיאולוגיות הנחתכות על ידי באר. הם מבוססים על מדידת הפרמטרים של קרינה מייננת הנפלטת מגרעיני אטומים של חומרים הכלולים בסלע. כמו רישום אקוסטי, שיטות רדיומטריותניתן לחלק לשיטות המודדות שדות טבעיים ומלאכותיים (קרינה). כחלקיקים רדיואקטיביים משתמשים באלה שיש להם את הכוח החדיר הגבוה ביותר - נויטרונים (n) וקוואנטה גמא.

מהות טכנולוגיות נויטרונים

רישום ניוטרונים היא אחת השיטות של מחקר גיאופיזי, המבוססת על ההשפעה של שטף נויטרונים מהיר. כתוצאה מכך, הם מואטים, מתפזרים ונספגים בסלע.

גשושיות למטה לרישום נויטרונים מכילות את היחידות העיקריות הבאות:

• מקור קרינה רדיואקטיבי;
• מונה חלקיקים (n או גמא קוואנטה);
• מסננים שלא כוללים קרינה ישירה מהמקור לגלאי.

מאפייני הנייטרון של סלעים

כאשר פוגעים בסלעים, נויטרונים מהירים מאטים ומאבדים אנרגיה עקב אינטראקציה עם אטומים. במצב זה, הם מתפוגגים בחומר ונלכדים על ידי גרעיני האטומים של יסודות כימיים בשברים של אלפיות שניות.

המנחה האינטנסיבי ביותר הוא מימן. המסלול הקצר שעובר נויטרון לפני שהוא מגיע למצב תרמי אופייני לסלעים בעלי תכולת מימן גבוהה (מאגרים רוויים בשמן ובמים, מינרלים, המכילים הרבה מים של התגבשות).

מאפייני הנייטרונים הבאים של סלעים מובחנים:

1. הדרך להאט במהירותנויטרונים למצב תרמי (בו האנרגיה של חלקיק מתקרבת לערך האנרגיה הקינטית הממוצעת של התנועה התרמית של מולקולות ואטומים של הסלע).
2. אורך הדיפוזיה (הנתיב ממקום הופעתו של נויטרון תרמי לקליטתו).
3. משך החיים של חלקיקים במצב תרמי.
4. אינדקס פיזור בסלע.
5. אורך נדידת חלקיקים (המרחק הכולל שעברו במהלך האטה ודיפוזיה).

בפועל, מאפיינים אלה מוערכים באמצעות מקדם נקבוביות הנויטרונים המותנה.

זנים

רישום ניוטרון כולל מספר סוגים של סקרים הנבדלים זה מזה בשני קריטריונים עיקריים:

• מצב הפעלה מקור קרינה: o שיטות נייחות; o שיטות דחף (בשימוש בעיקר לאחר כיסוי באר).
• אופי הקרינה המשנית המתועדת: o רישום n-נייטרונים (מדוד את מספר n של חומרי סלע המפוזרים על ידי גרעיני אטום); o שיטת גמא נויטרונים (קרינת ɣ הנובעת מלכידת n); o רישום הפעלת נויטרונים (ɣ-קרינה של רדיונוקלידים מלאכותיים המשתחררים במהלך ספיגה של n).

שינוי הרישום תלוי בעיקר בסוג הגלאי (הליום, נצנץ, מונים מוליכים למחצה) ובמסננים שמסביב. שיטות נייחות כלולות במכלול של מחקרים חובה בעת קידוח בארות מחקר.

טכניקת ניוטרון-נויטרונים

שיטה זו של מחקר גיאופיזי מבוססת על הראשונהמאפייני נויטרונים של סלעים ויש לו 2 זנים: רישום של נויטרונים תרמיים או אפיתרמיים. האנרגיה של האחרון גדולה במידת מה מהאנרגיה התרמית של אטומים.

מימן בין כל היסודות הוא חריג לא רק מבחינת גיאומטריית הפיזור, אלא גם מבחינת אובדן האנרגיה של נויטרון בהתנגשות איתו. מאגרי גז מאופיינים בקריאות גבוהות יותר ממאגרים רווי מים ושמן, שכן תכולת המימן הספציפית בהם נמוכה יותר.

ככל שהנקבוביות של מאגר הנפט והגז גדולה יותר, כך הקריאות של השיטה האפיתרמית n נמוכות יותר. הנתונים המתקבלים במהלך רישום נויטרונים-נייטרונים, מאפשרים לך לחשב את גורם הנקבוביות. בשל הרגישות המופחתת של מונים חלקיקים אפיתרמיים, לשיטה זו יש דיוק סטטיסטי נמוך יותר.

נייטרונים תרמיים מוסרים ממקור רדיואקטיבי למסלול ארוך יותר מאלה האפיתרמיים, ותוחלת החיים הממוצעת שלהם נקבעת על ידי קשר פרופורציונלי הפוך ביחס לתכולת הכלור, בורון ויסודות אדמה נדירים. כלור קיים במי היווצרות בעלי מליחות גבוהה. סלעים נושאי נפט וגז מאופיינים בקיום ארוך יותר של חלקיקים תרמיים. תכונה זו היא הבסיס לעיקרון של שיטת הנייטרון-נויטרונים של מדידות על ידי n תרמית

רישום קרני גמא ניוטרון

מחקר קרינת גמא נייטרונים מודד קרינת גמא, שנוצרת במהלך לכידת n תרמי. אקוויפרים נבדלים על ידי קריאות גדולות יותר, בהשוואה לאקוויפרים נושאי שמן, ב-15-20%(באותה נקבוביות). הבדל משמעותי משיטות קודמות הוא שהקריאות של טכנולוגיה זו עולות עם עלייה במליחות של נוזל הקידוח.

מאחר שרישום נויטרונים-גמא רושם גם רקע רדיואקטיבי טבעי בסלעים, גורמי תיקון מוצגים כדי לפרש את התוצאות. בבארות נפט וגז, שיטה זו משמשת לאותן מטרות כמו טכניקת הנייטרון-נייטרון - הפרדת סלעים לפי תכולת מימן שונה, קביעת מקדם הנקבוביות, זיהוי מגע גז-נוזל ומים-שמן ב. באר מכוסה. ישנן גם שיטות משולבות המזהות קרינת n וקרינת גמא, מה שמשפר את דיוק המדידות.

טכנולוגיית דופק

רישום דופק הוא סוג של שיטות מחקר נויטרונים המבוססות על פליטת נויטרונים במרווחי זמן קצרים (100-200 מיקרו-שניות). ישנם גם 2 שינויים בטכנולוגיה זו:

• רישום של תרמי n;
• מדידה של ɣ-quanta של לכידת קרינה.

רישום אחד מהפרמטרים הללו עבור 2 ערכי זמן, משיג את משך החיים הממוצע של נויטרונים תרמיים בסלעי המאגר. זה מאפשר לך לשפוט את נוכחותם של יסודות כימיים מסוימים. לאקוויפרים יש קריאות נמוכות משמעותית עבור עיכובים ארוכים יותר מאשר מאגרי נפט וגז.