Regjistrimi i neutroneve. Metodat e prerjes së puseve

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2023-12-17 10:40

Prerjet e neutroneve dhe varietetet e tij i përkasin metodave të rrezatimit të kërkimit gjeofizik. Në varësi të llojit të rrezatimit të zbuluar (neutrone ose gama fotone), ekzistojnë disa modifikime të kësaj teknologjie. Pajisjet e gropave kanë një plan urbanistik të ngjashëm. Regjistrimi i neutronit bën të mundur përcaktimin e një prej treguesve më të rëndësishëm të një formacioni mbajtës të naftës dhe gazit - koeficientin e porozitetit, si dhe ndarjen e rezervuarëve sipas llojit të lëngjeve që përmbahen në to.

Metodat e vrojtimeve gjeofizike

Në gjeofizikë përdoren disa metoda për studimin e shkëmbinjve, të cilët mund të ndahen në 2 grupe të mëdha: elektrike (elektromagnetike) dhe jo elektrike. Grupi i parë përfshin metodat e mëposhtme:

• Kërkim me sonda të pa fokusuara: o metoda e rezistencës së dukshme; o mikroprobimi; o rezistenca; o regjistrimi aktual.
• Metodat e fokusuara të sondës: oprerje anësore; o prerje divergjente.
• Teknikat elektromagnetike: o prerje me induksion; o prerje elektromagnetike me valë; o metoda e valës së radios në vrimë.
• Metodat për matjen e aktivitetit elektrokimik: o metoda e potencialit të orientimit spontan; o metoda e potencialeve të elektrodës; o metoda potenciale e evokuar.

Grupi i dytë përfshin teknologjitë e mëposhtme:

• Metodat sizmoakustike: o prerje akustike (duke përfshirë metodën e valës së reflektuar); o profilizimi vertikal i pusit; o Transndriçimi akustik me pus të kryqëzuar; o sizmik.
• Metodat e fizikës bërthamore.
• Regjistrim termik.
• Metodat e kërkimit magnetik: o kërkimi magnetik i pusit; o Regjistrimi i ndjeshmërisë magnetike; o prerje magnetike bërthamore.
• Eksplorim i gravitetit të poshtëm.
• Gaz dhe prerje mekanike.

Metodat radiometrike

Metodat e kërkimit të fizikës bërthamore përfshijnë një grup të madh teknologjish:

• regjistrimi i rrezeve gama (matja e radioaktivitetit natyror);
• metoda-gama-gama;
• metodat neutronike;
• etiketuar teknologjia e atomit;
• metoda e aktivizimit gama.

Këto metoda janë një mjet i fuqishëm për studimin e formacioneve gjeologjike të kryqëzuara nga një pus. Ato bazohen në matjen e parametrave të rrezatimit jonizues të emetuar nga bërthamat e atomeve të substancave që përmbahen në shkëmb. Ashtu si prerjet akustike, metodat radiometrikemund të ndahen në metoda që masin fushat natyrore dhe artificiale (rrezatimin). Si grimca radioaktive, përdoren ato që kanë fuqinë më të madhe depërtuese - neutronet (n) dhe kuantet gama.

Esenca e teknologjive neutronike

Regjistrimi i neutronit është një nga metodat e kërkimit gjeofizik, i cili bazohet në ndikimin e një fluksi të shpejtë neutron. Si rezultat, ato ngadalësohen, shpërndahen dhe përthithen në shkëmb.

Sondat e vrimave për regjistrimin e neutroneve përmbajnë njësitë kryesore të mëposhtme:

• burimi i rrezatimit radioaktiv;
• numëruesi i grimcave (n ose gama kuantë);
• filtra që përjashtojnë rrezatimin e drejtpërdrejtë nga burimi në detektor.

Karakteristikat neutronike të shkëmbinjve

Kur godasin shkëmbinjtë, neutronet e shpejtë ngadalësohen dhe humbasin energjinë për shkak të ndërveprimit me atomet. Në këtë gjendje, ato shpërndahen në materie dhe kapen nga bërthamat e atomeve të elementeve kimike në fraksione milisekonda.

Moderatori më intensiv është hidrogjeni. Rruga e shkurtër që kalon një neutron përpara se të arrijë një gjendje termike është karakteristikë e shkëmbinjve me përmbajtje të lartë hidrogjeni (rezervuarë të ngopur me vaj dhe ujë, minerale, të cilët përmbajnë shumë ujë të kristalizimit).

Karakteristikat e mëposhtme të neutroneve të shkëmbinjve dallohen:

1. Mënyra për të ngadalësuar shpejtneutronet në një gjendje termike (në të cilën energjia e një grimce i afrohet vlerës së energjisë mesatare kinetike të lëvizjes termike të molekulave dhe atomeve të shkëmbit).
2. Gjatësia e difuzionit (rruga nga vendi i shfaqjes së një neutroni termik deri në thithjen e tij).
3. Jetëgjatësia e grimcave në një gjendje termike.
4. Indeksi i shpërndarjes në shkëmb.
5. Gjatësia e migrimit të grimcave (distanca totale e përshkuar gjatë ngadalësimit dhe difuzionit).

Në praktikë, këto veti vlerësohen duke përdorur koeficientin e porozitetit të kushtëzuar të neutronit.

Variantet

Regjistrimi neutron përfshin disa lloje sondazhesh që ndryshojnë në 2 kritere kryesore:

• Modaliteti i funksionimit të burimit të rrezatimit: o metoda stacionare; o metodat e impulsit (përdoren kryesisht pas veshjes së pusit).
• Natyra e rrezatimit dytësor të regjistruar: o Regjistrimi n-neutron (matni numrin n të substancave shkëmbore të shpërndara nga bërthamat atomike); o metoda e gama e neutronit (rrezatimi ɣ që rezulton nga kapja e n); o Regjistrimi i aktivizimit të neutronit (ɣ-rrezatimi i radionuklideve artificiale të lëshuara gjatë përthithjes së n).

Modifikim i logimit varet kryesisht nga lloji i detektorit (helium, scintilim, numërues gjysmëpërçues) dhe filtrat përreth. Metodat stacionare përfshihen në kompleksin e studimeve të detyrueshme gjatë shpimit të puseve kërkimore.

Teknika neutron-neutron

Kjo metodë e kërkimit gjeofizik bazohet në të parënKarakteristikat neutronike të shkëmbinjve dhe ka 2 lloje: regjistrimin e neutroneve termike ose epitermale. Energjia e kësaj të fundit është disi më e madhe se energjia termike e atomeve.

Hidrogjeni midis të gjithë elementëve është anormal jo vetëm për sa i përket gjeometrisë së shpërndarjes, por edhe për sa i përket humbjes së energjisë së një neutroni gjatë përplasjes me të. Rezervuarët e gazit karakterizohen nga lexime më të larta se rezervuarët e ngopur me ujë dhe vaj, pasi përmbajtja specifike e hidrogjenit në to është më e ulët.

Sa më i madh të jetë poroziteti i rezervuarit të naftës dhe gazit, aq më të ulëta janë leximet e metodës epitermale n. Të dhënat e marra gjatë regjistrimit neutron-neutron ju lejojnë të llogarisni faktorin e porozitetit. Për shkak të ndjeshmërisë së reduktuar të numëruesve të grimcave epitermale, kjo metodë ka një saktësi më të ulët statistikore.

Neutronet termike hiqen nga një burim radioaktiv për një rrugë më të gjatë se ato epitermale, dhe jetëgjatësia mesatare e tyre përcaktohet nga një marrëdhënie në përpjesëtim të zhdrejtë në lidhje me përmbajtjen e klorit, borit dhe elementëve të tokës së rrallë. Klori është i pranishëm në ujërat e formacionit me kripësi të lartë. Shkëmbinjtë që përmbajnë naftë dhe gaz karakterizohen nga një ekzistencë më e gjatë e grimcave termike. Kjo veti është baza e parimit të metodës neutron-neutron të matjeve me termike n.

Regjistrimi i rrezeve gama neutron

Kërkimi me rreze gama neutron mat rrezatimin gama, i cili formohet gjatë kapjes së n termike. Akuiferët dallohen me lexime më të mëdha, krahasuar me ato naftëmbajtëse, me 15-20%.(me të njëjtin porozitet). Një ndryshim domethënës nga metodat e mëparshme është se leximet e kësaj teknologjie rriten me një rritje të kripësisë së lëngut shpues.

Meqenëse prerjet neutron-gama regjistron gjithashtu sfondin radioaktiv natyror në shkëmbinj, faktorët korrigjues futen për të interpretuar rezultatet. Në puset e naftës dhe gazit, kjo metodë përdoret për të njëjtat qëllime si teknika neutron-neutron - ndarja e shkëmbinjve sipas përmbajtjes së ndryshme të hidrogjenit, përcaktimi i koeficientit të porozitetit, identifikimi i kontaktit gaz-lëng dhe ujë-vaj në një pus me kuti. Ekzistojnë gjithashtu metoda të kombinuara që zbulojnë rrezatimin n dhe gama, gjë që përmirëson saktësinë e matjeve.

Teknologjia e pulsit

Regjistrimi i pulsit është një lloj metodash kërkimore të neutroneve të bazuara në emetimin e neutroneve në intervale të shkurtra kohore (100-200 mikrosekonda). Ka edhe 2 modifikime të kësaj teknologjie:

• regjistrimi i n termik;
• matja e ɣ-kuantës së kapjes së rrezatimit.

Duke regjistruar një prej këtyre parametrave për 2 vlera kohore, fitohet jetëgjatësia mesatare e neutroneve termike në shkëmbinjtë e rezervuarit. Kjo ju lejon të gjykoni praninë e disa elementeve kimike. Akuiferët kanë lexime dukshëm më të ulëta për vonesa më të gjata kohore sesa rezervuarët e naftës dhe gazit.