Разновидности нейтронных методов

Зонд нейтронных методов содержит источник нейтронов и расположенный выше него индикатор. Расстояние между источником и индикатором называют длиной зонда L и обычно выбирают в пределах 50-60 см. Источником нейтронов обычно служит смесь полония с порошкообразным бериллием. Смесь помещена в запаянную

ампулу. Полоний является радиоактив-

ным элементом, излучающим a-части-

цы. При взаимодействии a-частиц с

бериллием образуются ядра углерода.

Эта реакция сопровождается излуче-

нием нейтрона и гамма-кванта: Рис.3.10. Схема зонда НМ

.

Средняя энергия получаемых при этом нейтронов равна 4 МэВ. Период полураспада полония 138 дней, поэтому в течение нескольких месяцев мощность источника снижается до небольшой величины, при которой он уже практически не может быть использован.

Существуют следующие разновидности нейтронных методов:

- нейтронный гамма-метод НГМ,

- нейтронный метод по надтепловым нейтронам НМН,

- нейтронный метод по тепловым нейтронам НМТ.

Они отличаются друг от друга типом применяемых индикаторов.

При НГМ применяются те же индикаторы g-излучения, что и при ГМ, но окруженные специальными экранами. Разрядные счетчики окружаются кадмием, сцинтилляционный счетчик - бором, кадмием, свинцом. Кадмий обладает аномальной способностью поглощать тепловые нейтроны, давая при этом интенсивное g-излучение. Кадмиевый экран обеспечивает более тесную связь показаний прибора со значениями пористости. Борный экран служит для защиты сцинтиллятора от активации нейтронами, а свинцовый - поглощает мягкое рассеянное g-излучение, создающее дополнительный фон (бор при захвате нейтронов g-кванты не излучает).

При НМТ в качестве индикатора обычно применяют сцинтилляционный счетчик, в котором сцинтиллятором служит смесь сернистого цинка с бором. Ядро атома бора, захватывая тепловой нейтрон, испускает -частицу. В результате ионизирующего действия -частицы в сернистом цинке возникает световая вспышка, фиксируемая фотоумножителем. При НМН применяется тот же индикатор, что и при НМТ, но окруженный слоем парафина, а затем кадмия. Кадмий поглощает тепловые нейтроны и пропускает к индикатору только надтепловые, замедленные парафином до энергии тепловых нейтронов.

Непосредственно при нейтронном каротаже определяется скорость счета имп./мин, результаты измерения представляются в условных единицах. За условную единицу принимаются показания, соответствующие воде. Цену условной единицы определяют по измерениям в баке с пресной водой.

В нефтяных и газовых скважинах нейтронный каротаж проводится для выделения коллекторов и оценки их пористости. Чаще применяется метод НГМ. Метод НГМ применяется при низкой минерализации пластовых вод из-за большого влияния хлора на его показания. Метод НМН имеет небольшой радиус исследования и поэтому применяется редко. Это связано с тем, что область распространения надтепловых нейтронов меньше, чем тепловых.

Водород в горных породах содержится в воде, нефти и углеводородных газах, заполняющих поровое пространство, а также в воде, входящей в химически связанном виде в состав некоторых минералов (глинистые минералы, гипс). Количество водорода у нефти и воды примерно одинаково. Газ из-за меньшей его плотности имеет малое водородосодержание. Поэтому в пластах, не содержащих глинистый материал и минералы с химически связанной водой, а также не являющихся газоносными, наблюдается прямое соответствие между относительным водородосодержанием W и пористостью Kп: W = Кп. Для глинистых пластов W = Кп + Wсв×Кгл, где Wсв - объемное содержание химически связанной воды в глинах, Кгл - объемная глинистость.

I ,усл.ед.

15

шифр кривых - d в см.

20

3% 30%

Рис.3.11. Зависимость I_ng=f(lgK_п)

Длина зонда НГМ выбирается обычно равной 60 см (сокращенное обозначение НГМ-60). Это связано с тем, что при больших расстояниях от источника изменение водородосодержания приводит к значительному относительному изменению плотности нейтронов, т.е. к высокой чувствительности к изменению пористости. Длинный зонд имеет также и большой радиус исследования. Т.к. длина зонда больше инверсионной, то показания НГМ будут тем больше, чем меньше водородосодержание породы. В широком диапозоне пористости (от 3 до 30%) интенсивность излучения обратно пропорциональна логарифму пористости.

Дата добавления: 2014-11-06