ثبت نوترون. روش های ثبت چاه

2024 نویسنده: Howard Calhoun | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2023-12-17 10:25

ثبت نوترونی و انواع آن متعلق به روشهای تشعشعی تحقیقات ژئوفیزیک است. بسته به نوع تشعشع شناسایی شده (نوترون یا فوتون گاما)، تغییرات متعددی در این فناوری وجود دارد. تجهیزات Downhole طرحی مشابه دارند. ثبت نوترونی تعیین یکی از مهمترین شاخص های سازنده نفت و گاز - ضریب تخلخل و همچنین تقسیم مخازن بر روی نوع سیالات موجود در آنها را ممکن می سازد.

روشهای بررسی ژئوفیزیک

در ژئوفیزیک از روش های متعددی برای مطالعه سنگ ها استفاده می شود که می توان آنها را به ۲ گروه بزرگ الکتریکی (الکترومغناطیسی) و غیر الکتریکی تقسیم کرد. گروه اول شامل روش های زیر است:

• تحقیق با کاوشگرهای غیرمتمرکز: o روش مقاومت ظاهری. o میکروپروبینگ o مقاومت؛ o گزارش گیری فعلی.
• روشهای کاوشگر متمرکز: oچوب درختان جانبی؛ o گزارش گیری واگرا.
• تکنیک های الکترومغناطیسی: o ورود به سیستم القایی. o موج الکترومغناطیسی ورود به سیستم. o روش موج رادیویی پایین چاله.
• روش‌های اندازه‌گیری فعالیت الکتروشیمیایی: o روش پتانسیل جهت‌یابی خود به خود. o روش پتانسیل های الکترود. o روش پتانسیل برانگیخته شده.

گروه دوم شامل فناوری‌های زیر است:

• روش‌های لرزه‌آکوستیک: o ورود به سیستم صوتی (از جمله روش موج بازتابی). o پروفیل چاه عمودی. o عبور نور آکوستیک چاه متقاطع. o لرزه ای.
• روش های فیزیک هسته ای.
• ثبت حرارتی.
• روش های تحقیق مغناطیسی: o کاوش مغناطیسی گمانه. o ثبت حساسیت مغناطیسی؛ o ثبت مغناطیسی هسته ای.
• کاوش گرانش پایین چاله.
• قطعات گازی و مکانیکی.

روش های رادیومتری

روش‌های تحقیق فیزیک هسته‌ای شامل گروه بزرگی از فناوری‌ها است:

• ثبت پرتو گاما (اندازه گیری رادیواکتیویته طبیعی)؛
• روش گاما-گاما؛
• روش های نوترونی؛
• تگ شده فناوری اتم؛
• روش گامای فعالسازی.

این روش ها ابزار قدرتمندی برای مطالعه سازندهای زمین شناسی هستند که توسط یک چاه قطع شده اند. آنها بر اساس اندازه گیری پارامترهای پرتوهای یونیزان ساطع شده از هسته اتم های مواد موجود در سنگ هستند. مانند لاگ صوتی، روش های رادیومتریرا می توان به روش های اندازه گیری میدان های طبیعی و مصنوعی (تابش) تقسیم کرد. به عنوان ذرات رادیواکتیو، از ذرات دارای بالاترین قدرت نفوذ استفاده می شود - نوترون (n) و گاما کوانتا.

جوهر فناوری های نوترونی

ثبت نوترون یکی از روش های تحقیقات ژئوفیزیکی است که بر اساس تاثیر شار سریع نوترون است. در نتیجه، آنها کند می شوند، پراکنده می شوند و در سنگ جذب می شوند.

کاوشگرهای Downhole برای ثبت نوترون شامل واحدهای اصلی زیر است:

• منبع تشعشعات رادیواکتیو؛
• شمارشگر ذرات (n یا گاما کوانتا)؛
• فیلترهایی که تشعشع مستقیم از منبع به آشکارساز را حذف می کنند.

ویژگی های نوترونی سنگ ها

هنگام برخورد با سنگ ها، نوترون های سریع به دلیل برهم کنش با اتم ها سرعت خود را کاهش داده و انرژی خود را از دست می دهند. در این حالت، آنها در ماده پراکنده می شوند و توسط هسته اتم های عناصر شیمیایی در کسری از میلی ثانیه اسیر می شوند.

شدیدترین تعدیل کننده هیدروژن است. مسیر کوتاهی که یک نوترون قبل از رسیدن به حالت حرارتی طی می‌کند، مشخصه سنگ‌هایی است که محتوای هیدروژن بالایی دارند (مخازن اشباع از نفت و آب، مواد معدنی که حاوی مقدار زیادی آب تبلور هستند).

ویژگی های نوترونی زیر سنگ ها متمایز می شوند:

1. راهی برای کاهش سرعتنوترون ها به حالت گرمایی (که در آن انرژی یک ذره به مقدار میانگین انرژی جنبشی حرکت حرارتی مولکول ها و اتم های سنگ نزدیک می شود).
2. طول انتشار (مسیر از محل ظهور یک نوترون حرارتی تا جذب آن).
3. طول عمر ذرات در حالت حرارتی.
4. شاخص پراکندگی در سنگ.
5. طول مهاجرت ذرات (کل مسافت طی شده در حین کاهش سرعت و انتشار).

در عمل، این خواص با استفاده از ضریب تخلخل نوترون شرطی ارزیابی می شوند.

انواع

ثبت نوترونی شامل چندین نوع بررسی است که در 2 معیار اصلی متفاوت هستند:

• حالت عامل منبع تشعشع: o روشهای ثابت. o روش های ضربه ای (که عمدتاً بعد از پوشش چاه استفاده می شود).
• ماهیت تابش ثانویه ثبت شده: o ثبت n-نوترون (تعداد n مواد سنگی پراکنده شده توسط هسته اتم را اندازه گیری کنید). o روش گامای نوترونی (تابش ɣ حاصل از گرفتن n)؛ o ثبت فعال‌سازی نوترون (ɣ-تابش رادیونوکلئیدهای مصنوعی آزاد شده در طول جذب n).

اصلاح ورود به سیستم عمدتاً به نوع آشکارساز (هلیوم، سوسوزن، شمارنده های نیمه هادی) و فیلترهای اطراف بستگی دارد. روش های ثابت در مجموعه مطالعات اجباری هنگام حفاری چاه های اکتشافی گنجانده شده است.

تکنیک نوترون-نوترون

این روش تحقیقات ژئوفیزیک بر اساس اولین استویژگی های نوترونی سنگ ها و دارای 2 نوع است: ثبت نوترون های حرارتی یا اپی ترمال. انرژی دومی تا حدودی بیشتر از انرژی گرمایی اتم ها است.

هیدروژن در بین همه عناصر نه تنها از نظر هندسه پراکندگی، بلکه از نظر اتلاف انرژی یک نوترون در برخورد با آن غیرعادی است. مخازن گاز با قرائت بالاتری نسبت به مخازن اشباع از آب و نفت مشخص می شوند، زیرا محتوای هیدروژن خاص در آنها کمتر است.

هر چه تخلخل مخزن نفت و گاز بیشتر باشد، قرائت روش n اپی ترمال کمتر است. داده های به دست آمده در طول ثبت نوترون-نوترون به شما امکان می دهد ضریب تخلخل را محاسبه کنید. با توجه به کاهش حساسیت شمارنده ذرات اپی ترمال، این روش از دقت آماری کمتری برخوردار است.

نوترون های حرارتی از منبع رادیواکتیو برای مسیر طولانی تری نسبت به نوترون های اپی ترمال حذف می شوند و میانگین عمر آنها با رابطه معکوس نسبت معکوس با محتوای کلر، بور و عناصر خاکی کمیاب تعیین می شود. کلر در آبهای سازند با شوری بالا وجود دارد. سنگهای حاوی نفت و گاز با وجود طولانی تر ذرات حرارتی مشخص می شوند. این ویژگی اساس اصل روش اندازه گیری نوترون-نوترون توسط n حرارتی است.

ثبت پرتو گامای نوترونی

تحقیقات پرتو گامای نوترونی تشعشعات گامایی را که در طول جذب n حرارتی تشکیل می شود، اندازه گیری می کند. سفره های زیرزمینی در مقایسه با سفره های نفتی، 15-20٪ با خوانش بیشتر متمایز می شوند.(با همان تخلخل). یک تفاوت قابل توجه با روش های قبلی این است که قرائت این فناوری با افزایش شوری سیال حفاری افزایش می یابد.

از آنجایی که ثبت نوترون-گاما نیز پس‌زمینه رادیواکتیو طبیعی را در سنگ‌ها ثبت می‌کند، فاکتورهای اصلاحی برای تفسیر نتایج معرفی می‌شوند. در چاه های نفت و گاز، از این روش برای اهداف مشابه تکنیک نوترون-نوترون استفاده می شود - جداسازی سنگ ها بر اساس محتوای هیدروژن مختلف، تعیین ضریب تخلخل، شناسایی تماس گاز-مایع و آب-نفت در یک چاه محفظه ای همچنین روش‌های ترکیبی وجود دارد که تشعشعات n و گاما را تشخیص می‌دهند که دقت اندازه‌گیری‌ها را بهبود می‌بخشد.

تکنولوژی پالس

ثبت پالس نوعی روش تحقیق نوترونی است که بر اساس انتشار نوترون در فواصل زمانی کوتاه (100-200 میکروثانیه) است. همچنین 2 تغییر در این فناوری وجود دارد:

• ثبت n حرارتی؛
• اندازه گیری ɣ-کوانتای جذب تابش.

با ثبت یکی از این پارامترها برای ۲ مقدار زمانی، میانگین طول عمر نوترون های حرارتی در سنگ های مخزن به دست می آید. این به شما امکان می دهد وجود عناصر شیمیایی خاص را قضاوت کنید. سفره‌های زیرزمینی نسبت به مخازن نفت و گاز به طور قابل‌توجهی برای تأخیرهای زمانی طولانی‌تر خوانش کمتری دارند.