26. Нейтронные свойства горных пород.

Нейтрон является элементарной частицей, не несущей электрического заряда, с массой близкой к массе протона. Процессы взаимодействия нейтронов с веществом во многом определяются энергией, которой они обладают. По энергиям их делят на тепловые (E=0.025 эВ), надтепловые (Е>0.3 эВ) и быстрые (Е>0.1 МэВ). Реакции, протекающие с участием нейтронов происходят в результате рассеяния и поглощения нейтронов.

Основным нейтронным свойством горных пород и сред является их способность поглощать и рассеивать нейтроны. Количественно это свойство описывается полным линейным коэффициентом ослабления и поглощения:

μ=σ*N

σ – сечение рассеяния и поглощения

N – число атомов в единице объема

Основные параметры, характеризующие распределение нейтронов в среде:

Длина замедления нейтронов (пространственное смещение нейтрона в процессе его замедления от начальной энергии до тепловой энергии)

Lз=√R²/6

R – среднее расстояние, проходимое нейтроном при замедлении от начальной до тепловой энергии

Возраст нейтронов (определяет меру способнос­ти вещества давать определенное прост­ранственное смещение в ней замедляющихся нейтронов)

Θ= L²

Коэффициент диффузии

D=v/(3*Σр)

Σ – макроскопическое сечение рассеяния тепл. нейтронов, v – скорость тепл. Нейтронов

Среднее время жизни тепл. нейтронов

τ=1/(v*Σп)

Σ – макроскопическое сечение поглощения тепл. нейтронов

Длина диффузии (среднеквадр. расстояние от точки замедления до точки поглощения)

Lд=√Dτ

27. Петрофизические основы интерпретации данных импульсного нейтронного метода.

В импульсных методах горная порода облучается кратковременными потоками быстрых нейтронов, следующими один за другим через промежутки времени t.

Через некоторое время tз (время задержки) после окончания импульса в течение времени tо (временное окно) производится измерение плотности нейтронов или продуктов их взаимодействия с горной породой. Наиболее широко применяется импульсный нейтрон-нейтронный метод, при котором регистрируется плотность тепловых нейтронов.

При достаточно большом времени задержки плотность n тепловых нейтронов уменьшается по закону:

n=n₀*e^{-t/ τ}

n₀ – начальная плотность нейтронов, τ – среднее время жизни

Значение τ характеризует поглощающую способность пластов и определяется содержанием элементов с большим сечением захвата, в первую очередь хлора. С увеличением содержания хлора в пласте значение τ резко уменьшается, что приводит к более быстрому спаду плотности тепловых нейтронов. Это дает возможность по диаграммам определить надежность ВНК (диаграммы ИННМ) по переходу от низких показаний в водонасыщенной части пласта к высоким показаниям в нефтенасыщенной части.

Таким образом, применение ИНМ позволяет определять средее время жизни тепловых нейтронов в скважинных условиях. Выбирая большие времена задержки, можно практически полностью исключить влияние ПЖ. ИНМ более чувствителен к содержанию в породе элементов с аномальными сечениями поглощения тепловых нейтронов. Это позволяет выделять нефтенасыщенные пласты даже при их относительно невысокой минерализации.

При более высоких значениях минерализации она легко выделяется по данным ИННМ.