Курс ГФИ скважин проф. В.И.Исаев

ГК), регистрация естественной гамма-активности горных пород
2. Гамма-гамма

метод (ГГМ), регистрация рассеянного
гамма-излучения
ГГМ-П
ГГМ-С

3. Нейтрон-нейтронный метод (ННМ), регистрация рассеянных нейтронов
ННМ-НТ
ННМ-Т

Слайд 2

массы (заряд +1,6×10-19 Кл; масса1,7×10-27 кг), в сумме

определяют заряд ядра и порядковый номер в периодической системе
нейтроны – 10n, электрически нейтральные частицы единичной массы
сумма р и n определяет массу ядра

Слайд 3

+ 12H = 24He + 01n
Ампульный источник (Еn=11МэВ)
Генератор нейтронов (Еn=

14МэВ)

Естественных источников нейтронов практически нет.
Применяются нейтронные генераторы:
Изотоп бериллия 49Be взаимодействует
с альфа-излучением 24 α.
Сверхтяжелый изотоп водорода (тритий 13H)
взаимодействует с ядрами тяжелого водорода
(дейтерия 12H).

Слайд 4

Еn < 1 МэВ)
Быстрые, (Еn > 1 МэВ)
Нейтроны распространяются в

горной породе на расстояние 10-15 см.
Нейтроны взаимодействуют только с ядрами атомов.

1МэВ =1,6*10-13 Дж

Слайд 5

с веществом взаимодействуют надтепловые нейтроны с E = 1 эВ – 1

МэВ.
При взаимодействии с ядрами тяжелых элементов, энергия нейтрона практически не меняется.

E2 ≈ E1

Слайд 6

с веществом взаимодействуют надтепловые нейтроны
с E = 1 эВ – 1

МэВ.
При взаимодействии с ядрами меньших размеров происходит потеря части энергии.

Слайд 7

при соударении с ядрами легких элементов.
Максимальные потери энергии у надтеплового

нейтрона будут наблюдаться при соударении с ядрами атомов водорода.

Потеря энергии при взаимодействии с веществом горной породы в первую очередь будет зависеть от их водородосодержания. А их водородосодержание, в свою очередь, будет зависеть от пористости.

Изучение эффекта упругого рассеивания – это основа ННК-НТ.

Взаимодействие нейтронов с веществом

Слайд 8

Быстрые нейтроны взаимодействуют с ядрами тяжелых элементов. Часть энергии затрачивается

на возбужденные ядра. Когда ядро возвращается в стабильное состояние, оно испускает гамма-кванты.

Спектр энергий гамма-квантов индивидуален для ядер разных элементов. Это вторичное гамма-излучение называется гамма-излучением неупругого рассеяния (ГИНР).

Изучение эффекта неупругого рассеяния – это основа НГК

Взаимодействие нейтронов с веществом

E2< E1

γ-квант

Слайд 9

1 эВ – тепловые. Они захватываются ядром и в момент

их поглощения происходит гамма-излучение.

Аномальный поглотитель тепловых нейтронов – NaCl. Это вторичное гамма-излучение называется гамма-излучение радиоактивного захвата (ГИРЗ).

Изучение эффекта радиационного захвата – это основа НГК

Взаимодействие нейтронов с веществом

γ-квант

E2 = 0

Слайд 10

(пропорциональные)
Сцинтилляционные счетчики (пропорциональные , сцинтиллятор – смесь сернистого цинка и

соединения бора)

Постоянная времени интегрирующей ячейки:
τ=С×Rа - время накопления зарядов – дискретность записи сигнала - диаграммы, сек.

Факторы, влияющие на форму диаграммы (как у ГМ):
Инерционность (запаздывание) регистрации
Осреднение в интервале зоны влияния (30 см)

Слайд 11

и др.)
Вещество, хорошо поглощающее
гамма-кванты (Pb, Fe и пр.)
Источник быстрых нейтронов
Слайд

12

нейтронов до места, где нейтрон превращается в тепловой) , см

- Ls
Длина диффузии (расстояние от места зарождения теплового нейтрона до места его поглощения), см - Ld
Время жизни тепловых нейтронов, мксек - τ

Слайд 14

самым сильным поглотителем нейтронов является NaCl (пластовая вода).
Слайд 15

емкости с пресной
водой: W=Кпо=100%
W – индекс водородосодержания
С уменьшение

водородосодержания
(с уменьшение пористости общей)
показания метода ННМ-НТ растут.

Слайд 16

для каждого пласта - Ini
Приведение амплитуд к условиям

пласта бесконечной мощности.
Выбор первого опорного пласта (ОП1, MIN).
Выбор второго опорного пласта (ОП2, MAX).
Построение интерпретационной номограммы.
Расчет в пределах пласта-коллектора разностного параметра для каждого пласта ∆Ini
Определение индекса водородосодержания ωni
Расчет коэффициента пористости пластов Кпi
Расчет коэффициента пористости пластов-коллекторов Кп∑

Слайд 19

бесконечной мощности
Порядок обработки и интерпретации данных ННМ-НТ
п.п. 1-3 выполняются аналогично

интерпретации гамма-метода

Слайд 21

рамках исследуемого интервала, но не относящееся к угольному пласту (каверне).
Порядок

обработки и интерпретации данных ННМ-НТ

5. Выбор второго опорного пласта (In∞оп2) – это максимальное показание против самого плотного пласта в пределах пласта-коллектора.

Слайд 22

определения индекса водородосодержания W каждого пласта.
Диапазон верхней шкалы
l = In∞оп2 –

In∞оп1

Слайд 23

ΔIni по формуле:
ΔIni = In∞i – In∞оп1.
Порядок обработки и интерпретации данных

ННМ-НТ

8. Определение индекса водородосодержания (Wni) с помощью построенной номограммы, путем отложения по верхней оси величины ΔIni и проецирования её на ось W.

Слайд 24

Кглсред∙Wсв,
где Кглсред – считается как среднее арифметическое от коэффициентов

глинистости, определенных ранее по методам ПС и ГК;
Wсв – индекс водородосодержания связанной воды, равный 15 %.

Порядок обработки и интерпретации данных ННМ-НТ

10. Расчет коэффициента пористости пластов-коллекторов (КпΣ) –
путем расчета средневзвешенного значения коэффициентов пористости всех пластов входящих в данный пласт-коллектор.

Слайд 25