СУРС – РЕНТГЕНОРАДИОМЕТРИЧЕСКИЙ КАРОТАЖ РРК
1. Модификации и блок-схема метода;
2. Основы методики проведения РРК;
3. Принципы обработки и интерпретации результатов измерений;
4. Геологические задачи, решаемые с помощью метода РРК.
ТЕМА – СТАЦИОНАРНЫЙ НЕЙТРОННЫЙ КАРОТАЖ
Сущность нейтронного каротажа сводится к изучению эффектов взаимодействия потока нейтронов, излучаемых естественными или искусственными источниками быстрых нейтронов с веществом пород около скважинного пространства.
Нейтроны не имеют электрического заряда, не ионизируют среду, не взаимодействуют с электронным оболочками атомов, вследствие чего их проникающая способность намного выше, чем у других видов излучений.
Нейтроны взаимодействуют с ядрами атомов элементов г.п., испытывая при этом неупругое и упругое рассеяние, а в конечном итоге поглощение (захват) ядрами атомов с испусканием гамма квантов.
Эффект взаимодействия нейтрона с ядром атома зависит, прежде всего, от энергии нейтрона, в связи с чем нейтроны классифицируют на быстрые (1 - 15Мэв), промежуточные (1мэв – 10эв), медленные (10 – 0,1эв), тепловые (0,025эв). Уменьшение энергии, а, следовательно, и скорости движения нейтрона за довольно короткий промежуток времени (10-5 – 10-6с), происходит в результате упругого и неупругого взаимодействия с ядрами атомов при хаотическом изменении направления его движения.
Неупругое рассеяние электронов происходит только при взаимодействии быстрых нейтронов, причем нейтроны теряют значительную часть своей энергии, которая расходуется на возбуждение рассеивающих ядер. При их переходе в нормальное состояние (устойчивое) излучаются вторичные гамма кванты.
Процесс упругого рассеяния нейтронов может наблюдаться при любой энергии нейтрона. При этом процессе потеря энергии нейтронами зависит лишь от массы бомбардируемого ядра, т.е. чем меньше масса этого ядра, тем больше потеря энергии и наоборот. Максимальная потеря энергии нейтрона на одно соударение происходит в результате взаимодействия с ядром атома водорода, вследствие соизмеримости их масс.
Следовательно, наилучшей замедляющей способностью нейтронов обладают среды с большим водородосодержанием (т.е. содержанием атомов водорода в единице объема порового пространства порода). Т.о., в результате различных процессов рассеяния нейтронов, их энергия уменьшается до тепловой энергии – 0,025эв.
Нейтроны тепловой энергии продолжают двигаться в среде и дальше (диффузная фаза движения), рассеиваясь ядрами атомов. Но поскольку их энергия соизмерима с энергией теплового движения атомов, нейтроны как бы диффундируют среди последних.
Конечным результатом взаимодействия теплового нейтрона с ядрами среды является радиационный захват (поглощение), который сопровождается вторичным гамма-излучением.
В пористых породах большинство тепловых нейтронов захватываются атомами водорода и хлора, хотя элементный состав породы играет немаловажную роль при литологическом расчленении разреза по поглощающим свойствам при незначительной пористости породы. Поглощающая способность породы резко возрастает при наличии в ней элементов с высокой активностью в отношении радиационного захвата нейтронов. К таким элементам относятся кадмий, бор, хлор, железо, марганец и другие.
При решении задач нефтегазовой геологии особое место занимает хлор – основной элемент соли натрий хлор, задающий минерализацию пластовых вод. Поглощающая способность хлора больше, чем у водорода приблизительно в 100раз.
Нейтронные свойства г.п. (замедляющие и поглощающие) определяют пространственное распределение нейтронов около источник, которая характеризуется плотностью нейтрона. Характер распределения плотности нейтронов зависит от замедляющих свойств среды, т.е. определяется ее водородсодержанеим. С удалением от источника плотность тепи нейтронов быстро убывает, причем при повышении пористости плотность тепи уменьшается резко.
Схема
Рисунок - изменение плотности тепловых нейтронов от расстояния до источника для однородной среды. Зоны: 1 – малых расстояний, 2 – зона инверсии, 3 – больших расстояний соответствующих длинам применяемых зондов.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.