Файл: Расчет времени жизни тепловых нейтронов в песчаных и карбонатных коллекторах, насыщенных минерализованной водой.docx

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 06.11.2023

Просмотров: 93

Скачиваний: 2

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Министерство образования и науки Российской Федерации

Министерство высшего и среднего специального образования Республики Узбекистан

Филиал федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования

«Российский государственный университет нефти и газа

(национальный исследовательский университет) имени И.М. Губкина»

(РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина) в г.Ташкенте

ОТДЕЛЕНИЕ «ТЕХНОЛОГИИ ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ И ГЕОФИЗИЧЕСКОЙ РАЗВЕДКИ»

Практическая работа №3

по курсу: «Ядерная геофизика и радиометрия скважин»

на тему: Расчет времени жизни тепловых нейтронов в песчаных и карбонатных коллекторах, насыщенных минерализованной водой.

Выполнил: студент 3 курса

Группы УГИ 19-01

Хасанов Дж. Р.

Принял: Коваленко К.В.

Ташкент 2021

Задание:

1. Рассчитать время жизни тепловых нейтронов в песчаных и карбонатных коллекторах, насыщенных минерализованной водой (10%, 20% NaCl), сравнить и объяснить полученные результаты.

2. Построить связи τп) для песчаников и известняков, насыщенных минерализованной водой, 10%, 20% NaCl.

3. Написать отчет с изложеним теоретической и практической частей работы.

4. Объяснить, почему время жизни отличается для пород различного соства, различной пористости и насыщения пресной и минерализованной водой.

Теоретическая часть:

ИНМ – импульсные нейтронные методы, основаны на использовании управляемого электрофизического источника (генератора) нейтронов, работающего в импульсном режиме.

Нейтронным источником другого типа, используемым при исследовании скважин, является импульсный генератор нейтронов. В нем титановая или циркониевая мишень с растворенным в ней изотопом водорода – тритием бомбардируется дейтонами (ядрами тяжелого водорода, ускоренными линейным ускорителем под напряжением около 10
5В.

В зависимости от регистрируемого излучения импульсные методы делятся на импульсный нейтрон-нейтронный (ИННМ) и импульсный нейтронный гамма (ИНГМ) методы. В ИННМ регистрируется нестационарный поток нейтронов, рассеянных в породах, окружающих скважину. В ИНГМ - нестационарный поток «мгновенного» гаммаизлучения, сопровождающего взаимодействия нейтронов с ядрами пород. Отдельно выделяется импульсный нейтронный активационный метод (ИНАМ), при котором регистрируется «задержанное» нейтронное или гаммаизлучение, возникающее при распаде ядер, активированных первичными нейтронами. Модификации и аппаратурные реализации ИНМ отличаются числом детекторов в системе регистрации; возможностью спектрометрии (тепловые или надтепловые нейтроны, интегральный поток или энергетический спектр регистрируемого гамма-излучения).

ИНМ широко применяют при геофизических исследованиях скважин на месторождениях нефти и газа, в меньших объёмах - на месторождениях твёрдых полезных ископаемых, при исследованиях гидрогеологических и технологических скважин. Наиболее распространены двухзондовый ИННМ по тепловым нейтронам и интегральный ИНГМ. ИННМ выгодно отличаются от стационарных нейтронных методов: возможностью количественного определения диффузионных характеристик горных пород, высокой чувствительностью к изменению минерализации пластовой жидкости, значительно меньшим уровнем помех от скважины, большей глубинностью исследования.

Исходные данные:

Плотность галита 2,16, кварца 2.65, кальцита 2.71, воды 1 г/см3. Скорость нейтронов 2.2 км/с (Е=0.025 эВ).


Элемент

Атомная масса

σа, барн

Кремний

28

0.16

Кислород

16

12 10-3

Водород

1

0.33

Кальций

40

0.44

Углерод

12

34 10-3

Натрий

23

0.534

Хлор

35.5

33.2


Таблица 1

Ход работы:

Было подсчитано количество молекул в 1 см3 по формуле: N молекул = плотность в-ва / [ (сумма атомных масс эл-тов) * а.е.м.], где 1 а.е.м. = 1.66 10-24 г. Результаты представлены в таблице 2.

N(SiO2)

N(CaCO3)

N(H2O)

N(NaCl)

2,66064*1022

1,63253*1022

3,34672*1022

2,22428*1022

Табл. 2. Количество молекул в 1 см3 вещества

Зная количество молекул и микросечение захвата по следующей формуле были подссчитаны значения макросечений занесены в таблицу 3:

∑= * σi)*10-24 [см-1]

(SiO2)

(CaCO3)

(H2O)

(NaCl)

0,004321

0,007297

0,022129

0,750339

Табл. 3. Макросечение захвата для веществ [см-1]

Так как скорость нейтронов известна и составляет v=2200 м/с, следующим шагом для решения данного задания является определение времени жизни нейтронов при значении коэффициента пористости Кп=0 (для горных пород), по формуле приведенной ниже:

τ= [мкс]


τ (SiO2)

τ (CaCO3)

τ (H2O)

τ (NaCl)

1051,973401

622,8860336

205,4116482

6,057866266

Табл. 4. Время жизни нейтронов [мкс]
Задав значение коэффициента пористости Кп в интервале [0; 0,45] с шагом 0,0375, при помощи петрофизической модели были расчитаны значения времен жизни нейтронов в пласте при заданных значениях коэффициента пористости и минерализации, результаты занесены соотвествеено в таблицы 5 и 6:

=(1-Кп)* +(1-Св)*Кп* +Свп*

Кп(дол.ед)

τпласта (мкс)

Св(10%) τпласта (мкс

Cв(20%) τпласта (мкс

0

1051,973

1051,9734

1051,973

0,0375

911,1556

588,83065

434,9613

0,075

803,587

408,83611

274,1592

0,1125

718,7351

313,12089

200,1611

0,15

650,091

253,72072

157,6184

0,1875

593,4158

213,2638

129,99

0,225

545,8301

183,9346

110,6029

0,2625

505,3095

161,69713

96,24807

0,3

470,3895

144,25667

85,19136

0,3375

439,9838

130,21214

76,41323

0,375

413,2703

118,65969

69,2751

0,4125

389,6149

108,99006

63,35666

0,45

368,521

100,77764

58,36989


Табл. 5. Время жизни нейтронов в песчаном коллекторе насыщенным пресной и минерализованной водой

Кп(дол.ед)

τпласта (мкс)

Св(10%) τпласта (мкс)

Cв(20%) τпласта (мкс)

0

622,8860336

622,886

622,886

0,0375

578,7751356

429,4499

341,3745

0,075

540,4986611

327,6872

235,115

0,1125

506,9708608

264,9132

179,3033

0,15

477,3596513

222,3234

144,9055

0,1875

451,0166231

191,5312

121,5813

0,225

427,4290105

168,2309

104,7246

0,2625

406,185985

149,9848

91,97297

0,3

386,9545229

135,3093

81,98963

0,3375

369,4618195

123,2498

73,96139

0,375

353,4822661

113,164

67,36514

0,4125

338,8276672

104,604

61,84913

0,45

325,3397934

97,24793

57,16807

Табл. 6. Время жизни нейтронов в карбонатном коллекторе насыщенным пресной и минерализованной водой

По данным таблиц 5 и 6 были построены графики связи