Импульсные нейтронные методы
При импульсных нейтронных методах источник испускает нейтроны в течение сравнительно коротких интервалов времени Δt = 100÷200 мкс (рис. 44, а). Такие импульсы источника повторяются периодически с периодом Т = 10-3—10-1 с-1т. е. 10-103 раз в 1 с. С помощью специальной схемы — временного анализатора регистрация излучения осуществляется не непрерывно, а лишь в некоторые (специально выбранные) интервалы времени.
В настоящее время получили применение две модификации импульсных нейтронных методов — с регистрацией тепловых нейтронов (ИННМ) и гамма-квантов радиационного захвата (ИНГМ). Регистрация нейтронов (и гамма-квантов) в этих методах осуществляется в интервале между двумя импульсами источника через некоторое время задержки t после каждого импульса, составляющее от нескольких сотен до двух-трех тысяч микросекунд (см. рис. 44, а).
Быстрые нейтроны, испускаемые импульсным источником, замедляются до тепловой энергии в среднем за время, составляющее не более нескольких десятков микросекунд, и при дальнейшей диффузии поглощаются ядрами среды. После окончания процесса замедления плотности нейтронов и гамма-квантов радиационного захвата уменьшаются во времени примерно по закону
, (II.11)
т. е. на каждые τ с уменьшаются в е раз.
Регистрируя тепловые нейтроны (ИННМ) или гамма-кванты (ИНГМ) при двух значениях времени задержки или более, можно определить среднее время жизни тепловых нейтронов в горной породе τ, которое, как указывалось выше, позволяет судить о концентрации элементов, имеющих высокое сечение поглощения тепловых нейтронов.
Рис. 44. Распределение плотностей тепловых нейтронов nт во времени при ИННМ (а) и пример обработки его результатов (б).
Заштрихован импульс источника
Импульсы источника повторяются через небольшое - время (обычно 10—400 раз в 1 с) и при ИНЫМ (ИНГМ) регистрируется интенсивность тепловых нейтронов (гамма-квантов) дли некоторого значения времени задержки t, усредненная по большому числу импульсов источника. Измерения при ИННМ (ИНГМ) выполняют либо при движении прибора по стволу скважины (и в результате получают непрерывные диаграммы для двух-трех каналов с различными значениями времени задержки), либо иногда при неподвижном приборе (на точках) для повышения точности.
В первом случае о значении τ судят по отношению показаний на двух каналах: чем меньше τ, тем больше различаются эти показания. Количественное определение τ получают по формуле (предполагается, что ширина «окон» Δt в обоих каналах одинакова)
(II.12)
где t1 и t2 — время задержки для двух каналов; I1 и I2 — показания (скорость счета) для тех же каналов.
В настоящее время разработана аппаратура для непрерывного вычисления τ в процессе замеров и получения непосредственно диаграмм изменения τ по стволу скважины. В случае измерений на точках (с неподвижным прибором) интенсивность нейтронов или гамма-квантов обычно определяют при большом числе значений времени задержки ti (i = 1, 2, ...) и строят график зависимости логарифма показаний lnI от t (рис. 44, б). Такой график позволяет точнее определить значение τ как величину, обратную коэффициенту наклона кривой lnI от f(t) при больших t.
При малых временах задержки t наклон кривой зависит (кроме τ) также от диаметра скважины и свойств среды, заполняющей скважину. При больших значениях t такое влияние постепенно исчезает, что является преимуществом импульсных методов. Другое их преимущество заключается в большей по сравнению со стационарными методами чувствительности к содержанию элементов, сильно поглощающих нейтроны. В нефтяных и газовых скважинах это позволяет различать продуктивные и водоносные пласты при сравнительно малой минерализации пластовых вод (от 20—30 г/л). При большей минерализации вод решение этой задачи возможно даже по результатам измерения при одном значении времени задержки. При прочих равных условиях водоносные пласты отмечаются гораздо меньшими показаниями ИННМ при больших временах задержки t по сравнению с нефтеносными пластами.
Оба импульсных метода дают примерно одинаковые результаты. При ИНГМ влияние скважины несколько меньше, чем при ИННМ, но преимуществом последнего является отсутствие влияния естественного гамма-излучения, доля которого при ИНГМ на больших временах задержки значительна. Точка записи зонда ИННМ и ИНГМ совпадает с серединой детектора.
Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:
©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.
|