تسجيل النيوترونات. طرق تسجيل الآبار

2024 مؤلف: Howard Calhoun | [email protected]. آخر تعديل: 2023-12-17 10:18

تنتمي قطع الأشجار النيوترونية وأنواعها إلى طرق الإشعاع للبحث الجيوفيزيائي. اعتمادًا على نوع الإشعاع المكتشف (نيوترونات أو فوتونات جاما) ، هناك العديد من التعديلات على هذه التقنية. معدات قاع البئر لها تصميم مماثل. يجعل تسجيل النيوترونات من الممكن تحديد أحد أهم مؤشرات تكوين محمل النفط والغاز - معامل المسامية ، وكذلك لتقسيم الخزانات حسب نوع السوائل الموجودة فيها.

طرق المسوحات الجيوفيزيائية

في الجيوفيزياء ، يتم استخدام عدة طرق لدراسة الصخور ، والتي يمكن تقسيمها إلى مجموعتين كبيرتين: كهربائية (كهرومغناطيسية) وغير كهربائية. تتضمن المجموعة الأولى الطرق التالية:

• البحث باستخدام مجسات غير مركزة: o طريقة المقاومة الظاهرية ؛ س microprobing. س المقاومة. o التسجيل الحالي.
• طرق الفحص المركزة: oالتسجيل الجانبي o تسجيل متباين.
• التقنيات الكهرومغناطيسية: o تسجيل الحث ؛ o تسجيل الموجات الكهرومغناطيسية ؛ o طريقة الموجة الراديوية في قاع البئر.
• طرق قياس النشاط الكهروكيميائي: o طريقة الاتجاه العفوي المحتملة ؛ o طريقة جهد القطب. o أثار الطريقة المحتملة.

المجموعة الثانية تضم التقنيات التالية:

• طرق Seismoacoustic: o التسجيل الصوتي (بما في ذلك طريقة الموجة المنعكسة) ؛ س التنميط العمودي جيدا. o النقل الصوتي عبر الآبار ؛ يا الزلزالية.
• طرق الفيزياء النووية.
• التسجيل الحراري.
• طرق البحث المغناطيسية: o التنقيب المغناطيسي البئر ؛ o تسجيل القابلية المغناطيسية ؛ o التسجيل المغناطيسي النووي.
• استكشاف الجاذبية في قاع البئر.
• تسجيل الغاز والميكانيكي.

طرق قياس الإشعاع

تتضمن طرق البحث في الفيزياء النووية مجموعة كبيرة من التقنيات:

• تسجيل أشعة جاما (قياس النشاط الإشعاعي الطبيعي) ؛
• طريقة جاما ؛
• طرق النيوترونية ؛
• الموسومة تكنولوجيا الذرة ؛
• طريقة تفعيل جاما.

هذه الطرق هي أداة قوية لدراسة التكوينات الجيولوجية التي يتقاطع معها البئر. وهي تستند إلى قياس معاملات الإشعاع المؤين المنبعث من نوى ذرات المواد الموجودة في الصخر. مثل التسجيل الصوتي ، طرق القياس الإشعاعييمكن تقسيمها إلى طرق تقيس المجالات الطبيعية والصناعية (الإشعاع). كجسيمات مشعة ، يتم استخدام تلك التي لديها أعلى قوة اختراق - النيوترونات (ن) وجاما كوانتا.

جوهر التقنيات النيوترونية

تسجيل النيوترونات هو إحدى طرق البحث الجيوفيزيائي ، والذي يعتمد على تأثير التدفق السريع للنيوترونات. نتيجة لذلك ، يتم تباطؤهم وتشتتهم وامتصاصهم في الصخر.

تحقيقات قاع البئر لتسجيل النيوترون تحتوي على الوحدات الرئيسية التالية:

• مصدر إشعاع مشع ؛
• عداد الجسيمات (n أو جاما كوانتا) ؛
• مرشحات تستبعد الإشعاع المباشر من المصدر إلى الكاشف.

الخصائص النيوترونية للصخور

عند الاصطدام بالصخور ، تتباطأ النيوترونات السريعة وتفقد الطاقة بسبب التفاعل مع الذرات. في هذه الحالة ، فإنها تتبدد في المادة وتلتقطها نوى ذرات العناصر الكيميائية في أجزاء من ميلي ثانية.

المهدئ الأكثر كثافة هو الهيدروجين. المسار القصير الذي يقطعه النيوترون قبل أن يصل إلى الحالة الحرارية هو خاصية الصخور ذات المحتوى العالي من الهيدروجين (الخزانات المشبعة بالزيت والماء والمعادن التي تحتوي على الكثير من الماء من التبلور).

يتم تمييز الخصائص النيوترونية التالية للصخور:

1. طريقة لإبطاء السرعةالنيوترونات إلى حالة حرارية (حيث تقترب طاقة الجسيم من قيمة متوسط الطاقة الحركية للحركة الحرارية للجزيئات وذرات الصخر).
2. طول الانتشار (المسار من مكان ظهور النيوترون الحراري إلى امتصاصه).
3. عمر الجسيمات في الحالة الحرارية.
4. مؤشر التشتت في الصخر.
5. طول ترحيل الجسيمات (إجمالي المسافة المقطوعة أثناء التباطؤ والانتشار).

من الناحية العملية ، يتم تقييم هذه الخصائص باستخدام معامل مسامية النيوترون الشرطي.

أصناف

يتضمن تسجيل النيوترونات عدة أنواع من الاستطلاعات التي تختلف في معيارين رئيسيين:

• وضع تشغيل مصدر الإشعاع: o طرق ثابتة ؛ o طرق الدفع (تستخدم بشكل رئيسي بعد غلاف البئر).
• طبيعة الإشعاع الثانوي المسجل: o تسجيل النيوترونات (قياس عدد ن من المواد الصخرية المتناثرة بواسطة النوى الذرية) ؛ o طريقة جاما النيوترونية (ɣ الإشعاع الناتج عن التقاط n) ؛ o تسجيل التنشيط النيوتروني (إشعاع ɣ للنويدات المشعة الاصطناعية المنبعثة أثناء امتصاص n).

تعديل التسجيل يعتمد بشكل أساسي على نوع الكاشف (الهيليوم ، التلألؤ ، عدادات أشباه الموصلات) والمرشحات المحيطة. يتم تضمين الطرق الثابتة في مجمع الدراسات الإلزامية عند حفر الآبار الاستكشافية.

تقنية النيوترون والنيوترون

تعتمد طريقة البحث الجيوفيزيائي على الطريقة الأولىالخصائص النيوترونية للصخور ولها نوعان: تسجيل النيوترونات الحرارية أو الظهارية. طاقة الأخير أكبر إلى حد ما من الطاقة الحرارية للذرات.

الهيدروجين من بين جميع العناصر شاذ ليس فقط من حيث هندسة التشتت ، ولكن أيضًا من حيث فقدان الطاقة للنيوترون عند الاصطدام به. تتميز خزانات الغاز بقراءات أعلى من الخزانات المشبعة بالماء والزيت ، لأن محتوى الهيدروجين المحدد فيها أقل.

كلما زادت مسامية خزان النفط والغاز ، انخفضت قراءات طريقة n الظهارية. تسمح لك البيانات التي تم الحصول عليها أثناء تسجيل النيوترونات والنيوترونات بحساب عامل المسامية. نظرًا لانخفاض حساسية عدادات الجسيمات الظهارية ، فإن هذه الطريقة لها دقة إحصائية أقل.

يتم إزالة النيوترونات الحرارية من مصدر مشع لمسار أطول من تلك الظهارية ، ويتم تحديد متوسط عمرها من خلال علاقة تناسبية عكسية فيما يتعلق بمحتوى الكلور والبورون والعناصر الأرضية النادرة. الكلور موجود في تكوين المياه ذات الملوحة العالية. تتميز الصخور الحاملة للنفط والغاز بوجود أطول للجزيئات الحرارية. هذه الخاصية هي أساس مبدأ طريقة النيوترون والنيوترون للقياسات الحرارية n.

تسجيل أشعة جاما النيوترونية

أبحاث أشعة جاما النيوترونية تقيس إشعاع جاما ، الذي يتكون أثناء التقاط الحرارة n. تتميز طبقات المياه الجوفية بقراءات أكبر ، مقارنة بالقراءات الحاملة للنفط ، بنسبة 15-20٪(بنفس المسامية). الاختلاف الكبير عن الطرق السابقة هو أن قراءات هذه التقنية تزداد مع زيادة ملوحة مائع الحفر.

نظرًا لأن تسجيل نيوترون-جاما يسجل أيضًا الخلفية المشعة الطبيعية في الصخور ، يتم إدخال عوامل التصحيح لتفسير النتائج. في آبار النفط والغاز ، تُستخدم هذه الطريقة لنفس أغراض تقنية النيوترون والنيوترون - فصل الصخور وفقًا لمحتوى الهيدروجين المختلف ، وتحديد معامل المسامية ، وتحديد ملامسة الغاز والسائل والماء والزيت في بئر مغلف. هناك أيضًا طرق مجمعة للكشف عن إشعاع n و gamma ، مما يحسن دقة القياسات.

تقنية النبض

تسجيل النبض هو نوع من طرق البحث النيوترونية القائمة على انبعاث النيوترونات على فترات زمنية قصيرة (100-200 ميكروثانية). يوجد أيضًا تعديلين لهذه التقنية:

• تسجيل ن الحراري ؛
• قياس الكميات من التقاط الإشعاع.

تسجيل إحدى هذه المعلمات لقيمتين زمنيتين ، يحصل المرء على متوسط عمر النيوترونات الحرارية في صخور المكمن. هذا يسمح لك بالحكم على وجود عناصر كيميائية معينة. تحتوي طبقات المياه الجوفية على قراءات أقل بكثير للتأخيرات الزمنية الأطول من خزانات النفط والغاز.