Նեյտրոնային գրանցում. Հորատանցքերի գրանցման մեթոդներ

2024 Հեղինակ: Howard Calhoun | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2023-12-17 10:30

Նեյտրոնային հատումները և դրա տեսակները պատկանում են երկրաֆիզիկական հետազոտության ճառագայթային մեթոդներին։ Կախված հայտնաբերված ճառագայթման տեսակից (նեյտրոններ կամ գամմա ֆոտոններ), կան այս տեխնոլոգիայի մի քանի փոփոխություններ։ Հորատանցքերի սարքավորումն ունի նմանատիպ դասավորություն: Նեյտրոնային հատումները հնարավորություն են տալիս որոշել նավթի և գազի կրող ձևավորման ամենակարևոր ցուցիչներից մեկը՝ ծակոտկենության գործակիցը, ինչպես նաև ջրամբարները բաժանել դրանցում պարունակվող հեղուկների տեսակով։

Երկրաֆիզիկական հետազոտությունների մեթոդներ

Երկրաֆիզիկայում օգտագործվում են ապարների ուսումնասիրման մի քանի մեթոդներ, որոնք կարելի է բաժանել 2 մեծ խմբի՝ էլեկտրական (էլեկտրամագնիսական) և ոչ էլեկտրական։ Առաջին խումբը ներառում է հետևյալ մեթոդները՝

• Հետազոտություն չկենտրոնացված զոնդերով. o ակնհայտ դիմադրողականության մեթոդ; o միկրոզոնդավորում; o դիմադրողականություն; o ընթացիկ անտառահատումներ:
• Կենտրոնացված հետազոտության մեթոդներ. oկողային հատումներ; o տարբերվող անտառահատումներ։
• Էլեկտրամագնիսական տեխնիկա. o ինդուկցիոն հատումներ; o ալիքային էլեկտրամագնիսական հատումներ; o ներքև ռադիոալիքի մեթոդ:
• Էլեկտրաքիմիական ակտիվության չափման մեթոդներ. o ինքնաբուխ կողմնորոշման պոտենցիալ մեթոդ; o էլեկտրոդների պոտենցիալների մեթոդ; o առաջացրած պոտենցիալ մեթոդ:

Երկրորդ խումբը ներառում է հետևյալ տեխնոլոգիաները.

• Սեյսմոակուստիկ մեթոդներ. o ակուստիկ հատումներ (ներառյալ արտացոլված ալիքի մեթոդը); o ուղղահայաց հորերի պրոֆիլավորում; o խաչաձեւ ջրհորների ձայնային տրանսլուսավորում; o սեյսմիկ.
• Միջուկային ֆիզիկայի մեթոդներ.
• Ջերմային անտառահատումներ.
• Մագնիսական հետազոտության մեթոդներ. o հորատանցքերի մագնիսական հետախուզում; o մագնիսական զգայունության գրանցում; o միջուկային մագնիսական հատումներ:
• Գրավիտացիոն անցքերի հետախուզում.
• Գազային և մեխանիկական անտառահատումներ.

Ռադիոմետրիկ մեթոդներ

Միջուկային ֆիզիկայի հետազոտության մեթոդները ներառում են տեխնոլոգիաների մեծ խումբ.

• գամմա ճառագայթների գրանցում (բնական ռադիոակտիվության չափում);
• գամմա-գամմա-մեթոդ;
• նեյտրոնային մեթոդներ;
• պիտակավորված ատոմային տեխնոլոգիա;
• ակտիվացման գամմա մեթոդ։

Այս մեթոդները հզոր գործիք են ջրհորի կողմից հատված երկրաբանական գոյացությունների ուսումնասիրության համար։ Դրանք հիմնված են ապարում պարունակվող նյութերի ատոմների միջուկներից արտանետվող իոնացնող ճառագայթման պարամետրերի չափման վրա։ Ինչպես ակուստիկ հատումները, ռադիոմետրիկ մեթոդներըկարելի է բաժանել մեթոդների, որոնք չափում են բնական և արհեստական դաշտերը (ճառագայթում): Որպես ռադիոակտիվ մասնիկներ, օգտագործվում են նրանք, որոնք ունեն ամենաբարձր թափանցող ուժը՝ նեյտրոնները (n) և գամմա քվանտաները։

Նեյտրոնային տեխնոլոգիաների էությունը

Նեյտրոնային գրանցումը երկրաֆիզիկական հետազոտության մեթոդներից մեկն է, որը հիմնված է արագ նեյտրոնային հոսքի ազդեցության վրա։ Արդյունքում դրանք դանդաղում են, ցրվում և ներծծվում ժայռի մեջ։

Նեյտրոնային լոգերի անցքի զոնդերը պարունակում են հետևյալ հիմնական միավորները.

• ռադիոակտիվ ճառագայթման աղբյուր;
• մասնիկների հաշվիչ (n կամ գամմա քվանտա);
• զտիչներ, որոնք բացառում են ուղիղ ճառագայթումը աղբյուրից դեպի դետեկտոր:

Քարերի նեյտրոնային բնութագրերը

Քարերին հարվածելիս արագ նեյտրոնները դանդաղում են և էներգիա կորցնում ատոմների հետ փոխազդեցության պատճառով: Այս վիճակում նրանք ցրվում են նյութի մեջ և գրավվում են քիմիական տարրերի ատոմների միջուկների կողմից միլիվայրկյանների կոտորակումներով:

Ամենաինտենսիվ մոդերատորը ջրածինն է: Կարճ ճանապարհը, որով անցնում է նեյտրոնը մինչև ջերմային վիճակի հասնելը, բնորոշ է ջրածնի բարձր պարունակությամբ ապարներին (նավթով և ջրով հագեցած ջրամբարներ, հանքանյութեր, որոնք պարունակում են բյուրեղացման մեծ քանակությամբ ջուր):

Առանձնացվում են ապարների հետևյալ նեյտրոնային բնութագրերը.

1. Արագ դանդաղեցնելու միջոցնեյտրոնները մինչև ջերմային վիճակ (որում մասնիկի էներգիան մոտենում է մոլեկուլների և ապարների ատոմների ջերմային շարժման միջին կինետիկ էներգիայի արժեքին):
2. Դիֆուզիոն երկարություն (ջերմային նեյտրոնի առաջացման վայրից մինչև դրա կլանման ճանապարհը):
3. Մասնիկների կյանքի տևողությունը ջերմային վիճակում։
4. Ցրման ինդեքս ժայռում։
5. Մասնիկների միգրացիայի երկարությունը (ընդհանուր անցած տարածությունը դանդաղեցման և դիֆուզիայի ժամանակ):

Գործնականում այս հատկությունները գնահատվում են՝ օգտագործելով պայմանական նեյտրոնային ծակոտկենության գործակիցը:

Տարատեսակներ

Նեյտրոնային գրանցումը ներառում է մի քանի տեսակի հետազոտություններ, որոնք տարբերվում են 2 հիմնական չափանիշներով.

• Ռադիացիոն աղբյուրի գործառնական ռեժիմ. o ստացիոնար մեթոդներ; o իմպուլսային մեթոդներ (օգտագործվում են հիմնականում հորատանցքից հետո):
• Արձանագրված երկրորդային ճառագայթման բնույթը. o n-նեյտրոնային գրանցում (չափել ատոմային միջուկներով ցրված ժայռային նյութերի թիվը). o նեյտրոնային գամմայի մեթոդ (ɣ ճառագայթում, որը առաջանում է n-ի գրավումից); o նեյտրոնների ակտիվացման գրանցում (ɣ-արհեստական ռադիոնուկլիդների ճառագայթում, որոնք ազատվում են n-ի կլանման ժամանակ):

Գրանցման փոփոխությունը հիմնականում կախված է դետեկտորի տեսակից (հելիում, ցինտիլացիա, կիսահաղորդչային հաշվիչներ) և շրջակա զտիչներ: Ստացիոնար մեթոդները ներառված են հետախուզական հորեր հորատելիս պարտադիր ուսումնասիրությունների համալիրում։

Նեյտրոն-նեյտրոնային տեխնիկա

Երկրաֆիզիկական հետազոտության այս մեթոդը հիմնված է առաջինի վրաապարների նեյտրոնային բնութագրերը և ունի 2 տեսակ՝ ջերմային կամ էպիթերմային նեյտրոնների գրանցում։ Վերջինիս էներգիան փոքր-ինչ ավելի մեծ է, քան ատոմների ջերմային էներգիան։

Ջրածինը բոլոր տարրերի մեջ անոմալ է ոչ միայն ցրման երկրաչափության, այլև նեյտրոնի էներգիայի կորստի առումով՝ բախվելիս: Գազի ջրամբարները բնութագրվում են ավելի բարձր ցուցանիշներով, քան ջրով և նավթով հագեցած ջրամբարները, քանի որ դրանցում ջրածնի հատուկ պարունակությունն ավելի ցածր է։

Որքան մեծ է նավթի և գազի ջրամբարի ծակոտկենությունը, այնքան ցածր են էպիթերմային n մեթոդի ընթերցումները: Նեյտրոն-նեյտրոնային հատման ընթացքում ստացված տվյալները թույլ են տալիս հաշվարկել ծակոտկենության գործակիցը: Էպիթերմալ մասնիկների հաշվիչների նվազման զգայունության պատճառով այս մեթոդն ավելի ցածր վիճակագրական ճշգրտություն ունի։

Ջերմային նեյտրոնները ռադիոակտիվ աղբյուրից հեռացվում են ավելի երկար ճանապարհով, քան էպիթերմալները, և նրանց կյանքի միջին տեւողությունը որոշվում է հակադարձ համեմատական հարաբերակցությամբ՝ կապված քլորի, բորի և հազվագյուտ հողային տարրերի պարունակության հետ: Քլորը առկա է բարձր աղի պարունակող ջրերում: Նավթ և գազատար ապարները բնութագրվում են ջերմային մասնիկների ավելի երկար գոյությամբ։ Այս հատկությունը ջերմային n-ով չափումների նեյտրոն-նեյտրոնային մեթոդի սկզբունքի հիմքն է։

Նեյտրոնային գամմա ճառագայթների գրանցում

Նեյտրոնային գամմա-ճառագայթների հետազոտությունը չափում է գամմա ճառագայթումը, որն առաջանում է ջերմային n-ի գրավման ժամանակ։ Ջրատար հորիզոններն առանձնանում են ավելի մեծ ցուցանիշներով՝ համեմատած նավթաբերների հետ՝ 15-20%-ով։(նույն ծակոտկենությամբ): Նախորդ մեթոդներից զգալի տարբերությունն այն է, որ այս տեխնոլոգիայի ընթերցումները մեծանում են հորատման հեղուկի աղիության բարձրացման հետ միասին:

Քանի որ նեյտրոն-գամմա գրանցումը գրանցում է նաև ապարների բնական ռադիոակտիվ ֆոն, արդյունքները մեկնաբանելու համար ներդրվում են ուղղիչ գործոններ: Նավթի և գազի հորատանցքերում այս մեթոդն օգտագործվում է նույն նպատակների համար, ինչ նեյտրոն-նեյտրոնային տեխնիկան՝ ապարների տարանջատում ըստ տարբեր ջրածնի պարունակության, ծակոտկենության գործակիցի որոշում, գազ-հեղուկ և ջուր-նավթ շփման նույնականացում: պատյանով ջրհոր։ Կան նաև համակցված մեթոդներ, որոնք հայտնաբերում են n և գամմա ճառագայթումը, ինչը բարելավում է չափումների ճշգրտությունը։

Զարկերակային տեխնոլոգիա

Pulse logging-ը նեյտրոնային հետազոտության մեթոդների տեսակ է, որը հիմնված է կարճ ժամանակային ընդմիջումներով (100-200 միկրովայրկյան) նեյտրոնների արտանետումների վրա: Կան նաև այս տեխնոլոգիայի 2 փոփոխություն՝

• ջերմային n գրանցում;
• ճառագայթման ɣ-քվանտի չափում.

Գրանցելով այս պարամետրերից մեկը 2 ժամանակային արժեքների համար՝ կարելի է ստանալ ջերմային նեյտրոնների կյանքի միջին տևողությունը ջրամբարի ապարներում: Սա թույլ է տալիս դատել որոշակի քիմիական տարրերի առկայությունը: Ջրատար հորիզոններն ունեն զգալիորեն ավելի ցածր ցուցանիշներ ավելի երկար ժամանակի հետաձգման դեպքում, քան նավթի և գազի ջրամբարները: