2020-08-05
90
Користуючись даними, наведеними в таблицях 3.1, 3.2, 3.3,.3.4 (по варіантах), визначити за формулою (3.7) позірний декремент затухання та час життя теплових нейтронів для кожного пласта в даному розрізі:
ПЛАСТ 1 І11 І12 І13 І14 І14
ПЛАСТ 2 І21 І22 І23 І24 І25
ПЛАСТ 3 І31 І32 І33 І34 І35
ПЛАСТ 4 І41 І42 І43 І44 І45
Тут I k 1, I k 2, I k 3, I k 4, I k 5 - інтенсивність нейтронів, зареєс-трована відповідно при часах затримки t = 600 мкс, 700 мкс, 800 мкс, 900 мкс, 1000 мкс; k - порядковий номер пласта.
Використовуючи таблицю.5, визначити літологію і характер насичення кожного із пластів.
Таблиця 3.1 – Інтенсивність нейтронів в 1-му пласті
| № В-ту | I11 | I12 | I13 | I14 | I15 |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| 1 | 1000.0 | 496.6 | 246.6 | 122.5 | 60.8 |
| 2 | 1000.0 | 449.3 | 201.9 | 90.7 | 40.8 |
| 3 | 1000.0 | 406.6 | 165.3 | 67.2 | 27.3 |
| 4 | 1000.0 | 367.9 | 135.3 | 49.8 | 18.3 |
| 5 | 1200.0 | 595.9 | 295.9 | 146.9 | 73.0 |
| 6 | 1200.0 | 539.2 | 242.3 | 108.9 | 48.9 |
| 7 | 1200.0 | 487.9 | 198.4 | 80.6 | 32.8 |
| 8 | 1200.0 | 441.5 | 162.4 | 59.7 | 22.0 |
| 9 | 1300,0 | 645.6 | 320.6 | 159.2 | 79.1 |
| 10 | 1300.0 | 584.1 | 262.5 | 117.9 | 53.0 |
| 11 | 1300.0 | 528.5 | 214.9 | 84.7 | 35.5 |
| 12 | 1300.0 | 478.2 | 175.9 | 64.7 | 23.8 |
| 13 | 1400.0 | 695.2 | 345.2 | 171.4 | 85.1 |
| 14 | 1400.0 | 629.1 | 282.7 | 127.0 | 57.1 |
| 15 | 1400.0 | 569.2 | 231.4 | 94.1 | 38.3 |
| 16 | 1400.0 | 515.0 | 189.5 | 69.7 | 25.6 |
| 17 | 1500.0 | 744.9 | 369.9 | 183.7 | 91.2 |
| 18 | 1500.0 | 674.0 | 302.8 | 136.1 | 6І.1 |
| 19 | 1500.0 | 609.9 | 247.9 | 100.8 | 41.0 |
| 20 | 1500.0 | 551.8 | 203.0 | 74.7 | 27.5 |
| 21 | 1100.0 | 546.2 | 271.3 | 134.7 | 66.9 |
| 22 | 1100.0 | 494.3 | 222.1 | 99.8 | 44.8 |
| 23 | 1100.0 | 447.2 | 181.8 | 73.9 | 30.1 |
| 24 | 1100.0 | 404.7 | 148.9 | 54.8 | 20.1 |
| 25 | 900.0 | 446.9 | 221.9 | 110.2 | 54.7 |
| 26 | 900.0 | 404.4 | 181.7 | 81.6 | 36.7 |
| 27 | 900.0 | 365.9 | 148.8 | 60.5 | 24.6 |
| 28 | 900.0 | 331.1 | 121.8 | 44.8 | 16.5 |
| 29 | 1600.0 | 794.5 | 394.6 | 195.9 | 97.3 |
| 30 | 1600.0 | 718.9 | 323.0 | 145.1 | 65.2 |
| 31 | 1600.0 | 650.5 | 264.5 | 107.5 | 43.7 |
| 32 | 1600.0 | 588.6 | 216.5 | 79.7 | 29.3 |
|
|
|
Таблиця 3.2- Інтенсивність нейтронів в 2-му пласті
| № В-ту | І21 | І22 | І23 | І24 | І25 |
| 1 | 1000.0 | 886.9 | 786.6 | 697.7 | 618.8 |
| 2 | 1000.0 | 878.1 | 771.1 | 677.1 | 594.5 |
| 3 | 1000.0 | 869.4 | 775.8 | 657.0 | 571.2 |
| 4 | 1000.0 | 860.7 | 740.8 | 637.6 | 548.8 |
| 5 | 1200.0 | 1064.3 | 944.0 | 837.2 | 742.5 |
| 6 | 1200.0 | 1053.7 | 925.3 | 812.5 | 713.4 |
| 7 | 1200.0 | 1043.2 | 906.9 | 788.5 | 685.5 |
| 8 | 1200.0 | 1032.8 | 889.0 | 765.2 | 658.6 |
| 9 | 1300.0 | 1153.0 | 1022.6 | 907.0 | 804.4 |
| 10 | 1300.0 | 1141.5 | 1002.4 | 880.2 | 772.9 |
| 11 | 1300,0 | 1130.2 | 982.5 | 854.2 | 742.6 |
| 12 | 1300.0 | 1118.9 | 963.1 | 828.9 | 713.5 |
| 13 | 1400.0 | 1241.7 | 1101.3 | 976.7 | 866.3 |
| 14 | 1400.0 | 1229.3 | 1079.5 | 947.9. | 832.3 |
| 15 | 1400.0 | 1217.1 | 1058.1 | 919.9 | 799.7 |
| 16 | 1400.0 | 1205.0 | 1037.1 | 892.7 | 788.3 |
| 17 | 1500.0 | 1330.0 | 1179.9 | 1046.5 | 928.2 |
| 18 | 1500.0 | 1317.1 | 1156.6 | 1015.6 | 891.8 |
| 19 | 1500.0 | 1304.0 | 1133.7 | 985.6 | 856.8 |
| 20 | 1500.0 | 1291.1 | 1111.2 | 956.4 | 823.2 |
| 21 | 1100.0 | 975.6 | 865.3 | 767.4 | 680.7 |
| 22 | 1100.0 | 965.9 | 848.2 | 744.8 | 654.0 |
| 23 | 1100.0 | 956.3 | 831.4 | 722.8 | 628.3 |
| 24 | 1100.0 | 946.8 | 814.9 | 701.4 | 603.7 |
| 25 | 900.0 | 798.2 | 708.0 | 627.9 | 556.9 |
| 26 | 900.0 | 790.3 | 693.9 | 609.4 | 535.1 |
| 27 | 900.0 | 782.4 | 680.2 | 591.3 | 514.1 |
| 28 | 900.0 | 774.6 | 666.7 | 573.9 | 493.9 |
| 29 | 1600.0 | 1419.1 | 1258.6 | 1ІВ.З | 990.1 |
| З0 | 1600.0 | 1405.0 | 1233.7 | 1083.3 | 951.2 |
| 31 | 1600.0 | 1391.0 | 1209.3 | 1051.3 | 913.9 |
| 32 | 1600.0 | 1377.1 | 1185.3 | 1020.2 | 878.1 |
Таблиця 3.3 – Інтенсивність нейтронів в третьому пласті
| № В-ту | І31 | І32 | І33 | І34 | І35 | |||
| 1 | 1000.0 | 740.8 | 548.8 | 406.6 | 301.2 | |||
| 2 | 1000.0 | 704.7 | 496.6 | 349.9 | 246.6 | |||
| 3 | 1000.0 | 670.3 | 449.3 | 301.2
| 201.9 | |||
| 4 | 1000.0 | 637.6 | 406.6 | 259.2 | 165.3 | |||
| 5 | 1200.0 | 889.0 | 658.6 | 487.9 | 361.4 | |||
| 6 | 1200.0 | 845.6 | 595.9 | 419.9 | 295.9 | |||
| 7 | 1200.0 | 804.4 | 539.2 | 361.4 | 242.3 | |||
| 8 | 1200.0 | 765.2 | 487.9 | 311.1 | 198.4 | |||
| 9 | 1300.0 | 963.1 | 713.5 | 528.5 | 391.6 | |||
| 10 | 1300.0 | 916.1 | 645.6 | 454.9 | 320.6 | |||
| 11 | 1300.0 | 871.4 | 584.1 | 391.6 | 362.5 | |||
| 12 | 1300.0 | 828.9 | 528.5 | 337.0 | 214.9 | |||
| 13 | 1400.0 | 1037.1 | 768.3 | 569.2 | 421.7 | |||
| 14 | 1400.0 | 986.6 | 695.2 | 489.9 | 345.2 | |||
| 15 | 1400.0 | 938.4 | 629.1 | 421.7 | 282.7 | |||
| 16 | 1400.0 | 892.7 | 569.2 | 362.9 | 231.4 | |||
| 17 | 1500.0 | 1111.2 | 823.2 | 609.9 | 451.8 | |||
| 18 | 1500.0 | 1057.0 | 744.9 | 524.9 | 369.9 | |||
| 19 | 1500.0 | 1005.5 | 674.0 | 451.8 | 302.8 | |||
| 20 | 1500.0 | 956.4 | 609.9 | 388.9 | 247.9 | |||
| 21 | 1100.0 | 814.9 | 603.7 | 447.2 | 331.3 | |||
| 22 | 1100.0 | 775.2 | 546.2 | 384.9 | 271.3 | |||
| 23 | 1100.0 | 737.4 | 494.3 | 331.3 | 222.1 | |||
| 24 | 1100.0 | 701.4 | 447.2 | 285.2 | 181.8 | |||
| 25 | 900.0 | 666.7 | 493.9 | 365.9 | 271.1 | |||
| 26 | 900.0 | 634.2 | 446.9 | 314.9 | 221.9 | |||
| 27 | 900.0 | 603.3 | 404.4 | 271.1 | 181.7 | |||
| 28 | 900.0 | 573.9 | 365.9 | 233.3 | 148.8 | |||
| 29 | 1600.0 | 1185.3 | 878.1 | 650.5 | 481.9 | |||
| 30 | 1600.0 | 1127.5 | 794.5 | 559.9 | 394.6 | |||
| 31 | 1600.0 | 1072.5 | 718.9 | 481.9 | 323.0 | |||
| 32 | 1600.0 | 1020.2 | 650.5 | 414.8 | 264.5 | |||
Таблиця 3.4 – Інтенсивність нейтронів в 4-му пласті
| № В-ту | І41 | І42 | І43 | І44 | І45 | |
| 1 | 1000.0 | 576.9 | 332.9 | 192.0 | 110.8 | |
| 2 | 1000.0 | 571.2 | 326.3 | 186.4 | 106.5 | |
| 3 | 1000.0 | 548.8 | 301.2 | 165.3 | 90.7 | |
| 4 | 1000.0 | 496.6 | 246.6 | 122.5 | 60.8 | |
| 5 | 1200.0 | 692.3 | 399.4 | 230.5 | 133.0 | |
| 6 | 1200.0 | 685.5 | 391.5 | 223.6 | 127.8 | |
| 7 | 1200.0 | 658.6 | 361.4 | 198.4 | 108.9 | |
| 8 | 1200.0 | 595.9 | 295.9 | 146.9 | 73.0 | |
| 9 | 1300.0 | 750.0 | 432.7 | 249.7 | 144.0 | |
| 10 | 1300.0 | 742.6 | 424.2 | 242.3 | 138.4 | |
| 11 | 1300.0 | 713.5 | 391.6 | 214.9 | 117.9 | |
| 12 | 1300.0 | 645.6 | 320.6 | 159.2 | 79.1 | |
| 13 | 1400.0 | 807.7 | 466.0 | 466.0 | 155.1 | |
| 14 | 1400.0 | 799.7 | 456.8 | 456.8 | 149.0 | |
| 15 | 1400.0 | 768.3 | 421.7 | 421.7 | 127.0 | |
| 16 | 1400.0 | 695.2 | 345.2 | 345.2 | 85.1 | |
| 17 | 1500.0 | 865.4 | 499.3 | 499.3 | 166.2 | |
| 18 | 1500.0 | 856.8 | 489.4 | 489.4 | 159.7 | |
| 19 | 1500.0 | 823.2 | 451.8 | 451.8 | 136.1 | |
| 20 | 1500.0 | 744.9 | 369.9 | 369.9 | 91.2 | |
| 21 | 1100.0 | 634.6 | 366.2 | 366.2 | 121.9 | |
| 22 | 1100.0 | 628.3 | 358.9 | 358.9 | 117.1 | |
| 23 | 1100.0 | 603.7 | 331.3 | 331.3 | 99.8 | |
| 24 | 1100.0 | 546.2 | 271.3 | 271.3 | 66.9 | |
| 25 | 900.0 | 519.3 | 299.6 | 299.6 | 99.7 | |
| 26 | 900.0 | 514.1 | 293.7 | 293.7 | 95.8 | |
| 27 | 900.0 | 493.9 | 271.1 | 271.1 | 81.6 | |
| 28 | 900.0 | 446.9 | 221.9 | 221.9 | 54.7 | |
| 29 | 1600.0 | 923.1 | 532.6 | 532.6 | 177.3 | |
| 30 | 1600.0 | 913.9 | 522.0 | 522.0 | 170.3 | |
| 31 | 1600.0 | 878.1 | 481.9 | 481.9 | 145.1 | |
| 32 | 1600.0 | 794.5 | 394.6 | 394.6 | 97.3 | |
Таблиця 3.5 – Межі зміни часу життя та декременту затухання нейтронів в гірський породах
| Гірська порода | Τ, мс | λ, мс-1 |
| Пісковик газонасичений Пісковик нафтонасичений Пісковик водонасичений (С=200 г/л) Глина | 0,3 - 0,8 0,2 - 0,33 0,14 – 0,2 0,1 – 0,14 | 1,2 – 3 3 – 4,5 5 – 7 7 – 10 |
Контрольні запитання
1. Взаємодія теплових нейтронів з гірськими породами. Фізична суть процесів.
2. Параметри, що характеризують процес дифузії теплових нейтронів. Їх взаємозв’язок, одиниці виміру.
3. Основні залежності для визначення дифузійних характеристик теплових нейтронів.
4. Межі зміни часу життя та декременту затухання нейтронів в гірських породах.
5. Оцінка результатів розрахунків.
Література
1. Вендельштейн Б.Ю., Резванов Р.А. Геофизические методы определения параметров нефтегазовых коллекторов.-М., Недра, 1978.
2. Добрынин В.М.. Венделытейн Б.Ю., Кожевников Д.А. Петрофизи-ка.-М.. Недра, 1991.
ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 4
Визначення ефективності застосування нейтронних методів дослідження свердловин шляхом розрахунку нейтронних характеристик пластів
Мета роботи
Вивчити методику визначення нейтронних характеристик гірських порід. Навчитись використовувати результати розрахунків для вибору методів та методик дослідження свердловин,а також інтерпретації результатів досліджень.
Завдання
1.Розрахувати макроскопічні перетини розсіювання та поглинання нейтронів для гірських порід заданого хімічного складу.
2. Оцінити ефективність застосування нейтронних методів дослідження для виділення даних гірських порід.
Теоретичні відомості
Нейтронні методи дослідження базуються на вивченні процесів взаємодії нейтронів,отриманих за допомогою нейтронних джерел, з речовинами, що складають навколишнє середовище.
Нейтрони, якелектрично нейтральні частинки не взаємодіють з електричними зарядами електронів та ядер, щозумовлює їх велику проникну здатність. При розповсюдженні нейтронів у навколишньому середовищі відбувається їх взаємодія з ядрами його хімічних елементів, яка в основному полягає в розсіюванні швидких (з енергією Е > 0,1 МеВ), проміжних (10 еВ < Е < 0,1 МеВ) і надтеплових (10 еВ < Е < 0,1 еВ) та поглинанні теплових (Е = 0,025 еВ) нейтронів.
|
|
|
Суть процесу розсіювання полягає в зміні напрямку руху і зменшенні кінетичної енергії нейтронів при їх зіткненні з ядрами елементів. При пружному розсіюванні відбувається перерозподіл енергії між нейтроном і ядром у відповідності з їхніми масами і кутом розсіювання по принципу зіткнення пружних куль. До маси нейтрона найближча маса ядра водню, тому водень сильніше за інші елементи сповільнює нейтрони.
Швидкі нейтрони в гірських породах порівняно швидко (за 10-4–10-5с) втрачають свою енергію внаслідок пружних і частково непружних зіткнень і перетворюються в теплові, які поглинаються ядрами елементів. Аномально висока серед всіх елементів здатність радіаційного захоплення теплових нейтронів властива хлору, який звичайно присутній в солях пластових вод.
Імовірність тієї чи іншої реакції взаємодії нейтронів з речовиною кількісно характеризується нейтронним ефективним перетином даної реакції. Ефективні перетини розсіювання та поглинання для одного ядра називаються мікроскопічними перетинами розсіювання σр і поглинання σп елементу і вимірюються в барнах (1 барн = 10-24см2/ядро). Здатність порід розсіювати та поглинати нейтрони оцінюється макроскопічними перетинами розсіювання Σр та поглинання Σп, що складається відповідно з σр та σп усіх ядер, що містяться в 1 м3 породи. Одиниця виміру Σр і Σп.
Для розрахунку макроскопічних ефективних перетинів мінералів моноелементного складу застосовується наступне співвідношення;
(4.1)
деΣjіσj - відповідно макро- і мікроскопічний перетин j-ої ядерної реакції для даного елементу; δ і А - відповідно густина та відносна атомна маса елементу; NA - стала Авогадро, що дорівнює 6.023*1023.
|
|
|
Розрахунок для гірських порід, котрі, як правило, складаються з багатьох хімічних елементів, проводиться за формулою:
(4.2)
де σij - мікроскопічний перетин j-ої ядерної реакції для і-го елементу; Рі і Аі - процентний вміст і відносна атомна маса і-го елементу породи.
