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 τ(Кп) 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* +Св*Кп*
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