Neutron logging. Well logging pamamaraan

2024 May -akda: Howard Calhoun | [email protected]. Huling binago: 2023-12-17 10:43

Neutron logging at ang mga uri nito ay nabibilang sa radiation method ng geophysical research. Depende sa uri ng nakitang radiation (neutrons o gamma photons), mayroong ilang mga pagbabago sa teknolohiyang ito. Ang mga kagamitan sa downhole ay may katulad na layout. Ginagawang posible ng pag-log ng neutron na matukoy ang isa sa pinakamahalagang tagapagpahiwatig ng pagbuo ng oil at gas bearing - ang porosity coefficient, gayundin ang paghahati ng mga reservoir ayon sa uri ng mga likidong nakapaloob sa mga ito.

Mga paraan ng geophysical survey

Sa geophysics, maraming paraan para sa pag-aaral ng mga bato ang ginagamit, na maaaring hatiin sa 2 malalaking grupo: electrical (electromagnetic) at non-electric. Kasama sa unang pangkat ang mga sumusunod na pamamaraan:

• Pananaliksik na may mga hindi nakatutok na probe: o maliwanag na paraan ng resistivity; o microprobing; o resistivity; o kasalukuyang pag-log.
• Nakatuon na paraan ng pagsisiyasat: olateral logging; o divergent logging.
• Electromagnetic technique: o induction logging; o wave electromagnetic logging; o downhole radio wave method.
• Mga paraan para sa pagsukat ng aktibidad ng electrochemical: o kusang paraan ng potensyal na oryentasyon; o paraan ng mga potensyal na elektrod; o nagdulot ng potensyal na paraan.

Kabilang sa pangalawang pangkat ang mga sumusunod na teknolohiya:

• Seismoacoustic na pamamaraan: o acoustic logging (kabilang ang reflected wave method); o vertical well profiling; o cross-well acoustic transillumination; o seismic.
• Mga pamamaraan ng nuclear physics.
• Thermal logging.
• Magnetic na paraan ng pananaliksik: o borehole magnetic prospecting; o magnetic suceptibility logging; o nuclear magnetic logging.
• Downhole gravity exploration.
• Gas at mechanical logging.

Radiometric na pamamaraan

Ang mga pamamaraan ng pananaliksik sa nuclear physics ay kinabibilangan ng malaking grupo ng mga teknolohiya:

• gamma ray logging (pagsukat ng natural na radioactivity);
• gamma-gamma-method;
• mga pamamaraan ng neutron;
• tag na teknolohiya ng atom;
• activation gamma method.

Ang mga paraang ito ay isang makapangyarihang kasangkapan para sa pag-aaral ng mga heolohikal na pormasyon na pinagsalubong ng isang balon. Ang mga ito ay batay sa pagsukat ng mga parameter ng ionizing radiation na ibinubuga ng nuclei ng mga atomo ng mga sangkap na nakapaloob sa bato. Tulad ng acoustic logging, radiometric na pamamaraanmaaaring hatiin sa mga pamamaraan na sumusukat sa natural at artipisyal na mga patlang (radiation). Bilang mga radioactive particle, ginagamit ang mga may pinakamataas na lakas ng pagtagos - mga neutron (n) at gamma quanta.

Essence ng neutron technologies

Ang Neutron logging ay isa sa mga pamamaraan ng geophysical research, na nakabatay sa epekto ng mabilis na neutron flux. Bilang resulta, ang mga ito ay bumagal, nakakalat at nasisipsip sa bato.

Downhole probe para sa neutron logging ay naglalaman ng mga sumusunod na pangunahing unit:

• radioactive radiation source;
• particle counter (n o gamma quanta);
• filter na nagbubukod ng direktang radiation mula sa pinagmulan patungo sa detector.

Mga katangian ng neutron ng mga bato

Kapag tumama sa mga bato, ang mabibilis na neutron ay bumagal at nawawalan ng enerhiya dahil sa pakikipag-ugnayan sa mga atom. Sa ganitong estado, nagwawala ang mga ito sa materya at nakukuha ng nuclei ng mga atom ng mga elemento ng kemikal sa mga fraction ng millisecond.

Ang pinakamatinding moderator ay hydrogen. Ang maikling landas na tinatahak ng isang neutron bago makarating sa isang thermal state ay katangian ng mga bato na may mataas na hydrogen content (mga reservoir na puspos ng langis at tubig, mga mineral, na naglalaman ng maraming tubig ng crystallization).

Ang mga sumusunod na katangian ng neutron ng mga bato ay nakikilala:

1. Ang paraan upang mabilis na bumagalneutrons sa isang thermal state (kung saan ang enerhiya ng isang particle ay lumalapit sa halaga ng average na kinetic energy ng thermal motion ng mga molecule at atoms ng bato).
2. Haba ng diffusion (ang landas mula sa lugar ng paglitaw ng thermal neutron hanggang sa pagsipsip nito).
3. Ang haba ng buhay ng mga particle sa isang thermal state.
4. Scattering index sa bato.
5. Haba ng paglipat ng particle (kabuuang distansyang nilakbay sa panahon ng deceleration at diffusion).

Sa pagsasanay, sinusuri ang mga katangiang ito gamit ang conditional neutron porosity coefficient.

Varieties

Ang Neutron logging ay kinabibilangan ng ilang uri ng mga survey na naiiba sa 2 pangunahing pamantayan:

• Pagmumulan ng radiation operating mode: o mga nakatigil na pamamaraan; o impulse method (pangunahing ginagamit pagkatapos ng well casing).
• Ang likas na katangian ng naitalang pangalawang radiation: o n-neutron logging (sukatin ang bilang n ng mga sangkap ng bato na nakakalat ng atomic nuclei); o neutron gamma method (ɣ radiation na nagreresulta mula sa pagkuha ng n); o neutron activation logging (ɣ-radiation ng mga artipisyal na radionuclides na inilabas sa panahon ng pagsipsip ng n).

Ang pagbabago sa pag-log ay pangunahing nakadepende sa uri ng detector (helium, scintillation, semiconductor counter) at mga nakapaligid na filter. Ang mga nakatigil na pamamaraan ay kasama sa kumplikado ng mga mandatoryong pag-aaral kapag nag-drill ng mga eksploratoryong balon.

Neutron-neutron technique

Ang pamamaraang ito ng geopisiko na pananaliksik ay batay sa unamga katangian ng neutron ng mga bato at may 2 uri: pagpaparehistro ng mga thermal o epithermal neutron. Ang enerhiya ng huli ay medyo mas malaki kaysa sa thermal energy ng mga atom.

Ang Hydrogen sa lahat ng elemento ay maanomalyang hindi lamang sa mga tuntunin ng scattering geometry, kundi pati na rin sa mga tuntunin ng pagkawala ng enerhiya ng isang neutron sa pagbangga dito. Ang mga reservoir ng gas ay nailalarawan sa pamamagitan ng mas mataas na pagbabasa kaysa sa mga reservoir na puspos ng tubig at langis, dahil mas mababa ang partikular na nilalaman ng hydrogen sa mga ito.

Kung mas malaki ang porosity ng oil at gas reservoir, mas mababa ang pagbabasa ng epithermal n method. Ang data na nakuha sa panahon ng neutron-neutron logging, ay nagbibigay-daan sa iyo upang kalkulahin ang porosity factor. Dahil sa pinababang sensitivity ng mga epithermal particle counter, ang pamamaraang ito ay may mas mababang statistical accuracy.

Ang mga thermal neutron ay inalis mula sa isang radioactive source para sa isang mas mahabang landas kaysa sa mga epithermal, at ang kanilang average na tagal ng buhay ay tinutukoy ng isang inversely proportional na relasyon na may kinalaman sa nilalaman ng chlorine, boron at rare earth elements. Ang klorin ay naroroon sa pagbuo ng tubig na may mataas na kaasinan. Ang mga batong nagdadala ng langis at gas ay nailalarawan sa pamamagitan ng mas mahabang pagkakaroon ng mga thermal particle. Ang ari-arian na ito ay ang batayan ng prinsipyo ng neutron-neutron na paraan ng mga sukat sa pamamagitan ng thermal n.

Neutron gamma ray logging

Neutron gamma-ray research ay sumusukat sa gamma radiation, na nabuo sa panahon ng pagkuha ng thermal n. Ang mga aquifer ay nakikilala sa pamamagitan ng mas malaking pagbabasa, kumpara sa mga may langis, ng 15-20%(na may parehong porosity). Ang isang makabuluhang pagkakaiba mula sa mga nakaraang pamamaraan ay ang mga pagbabasa ng teknolohiyang ito ay tumataas sa pagtaas ng kaasinan ng likido sa pagbabarena.

Dahil ang neutron-gamma logging ay nagrerehistro din ng natural na radioactive background sa mga bato, ang mga correction factor ay ipinakilala upang bigyang-kahulugan ang mga resulta. Sa mga balon ng langis at gas, ang pamamaraang ito ay ginagamit para sa parehong mga layunin tulad ng pamamaraan ng neutron-neutron - ang paghihiwalay ng mga bato ayon sa iba't ibang nilalaman ng hydrogen, ang pagpapasiya ng koepisyent ng porosity, ang pagkakakilanlan ng gas-liquid at water-oil contact sa isang cased well. Mayroon ding pinagsamang mga pamamaraan na nakakatuklas ng n at gamma radiation, na nagpapahusay sa katumpakan ng mga sukat.

Teknolohiya ng pulse

Ang Pulse logging ay isang uri ng mga pamamaraan ng pagsasaliksik ng neutron batay sa paglabas ng mga neutron sa mga maikling pagitan ng oras (100-200 microseconds). Mayroon ding 2 pagbabago sa teknolohiyang ito:

• pagpaparehistro ng thermal n;
• pagsukat ng ɣ-quanta ng radiation capture.

Pagrerehistro ng isa sa mga parameter na ito para sa 2 time value, makukuha ng isa ang average na haba ng buhay ng mga thermal neutron sa mga reservoir rock. Pinapayagan ka nitong hatulan ang pagkakaroon ng ilang mga elemento ng kemikal. Ang mga aquifer ay may makabuluhang mas mababang pagbabasa para sa mas mahabang oras na pagkaantala kaysa sa mga reservoir ng langis at gas.