Контрольная работа на тему Контрольной работы по дисциплине «Нефтепромысловая геофизика» (Вариант 14)

Содержание:

Введение. 3

1.   Взаимодействие нейтронов с ядрами
элементов горных пород. Основные нейтронные параметры. Источники нейтронов,
особенности регистрации нейтронов различных энергий. НК: модификации метода,
решаемые задачи. 4

2.   Использование метода электрического
сопротивления для контроля обводнения  9

3.   Метод гамма-каротажа. 12

4.   Контроль за работой насосно-подъёмного
оборудования. 14

Заключение. 17

Список
литературы.. 18

Введение:

Нейтронные методы ядерной геофизики с
каждым годом все шире применяются на месторождениях нефти, газа и твердых
полезных ископаемых для определения коллекторских свойств горных пород,
контроля разработки месторождений, элементного анализа горных порол и решения
других важных задач.

Ведущая роль нейтронных методов при
исследовании обсаженных скважин нефтяных и газовых месторождений определяется
возможностью изучения геологического разреза через стальную обсадную колону.
Такая важная задача, как, например, доразведка месторождений, в принципе не
может быть решена без применения нейтронных методов.

Огромную роль нейтронные методы играют при
контроле разработки нефтяных и газовых месторождений. Применение нейтронных
методов исследования скважин позволяет повысить достоверность геофизических
заключений и, как следствие, сократить сроки и затраты на разведку, применять
более прогрессивные и экономические системы разработки месторождений, повысить
коэффициент извлечения запасов. Нейтронные
методы основаны на закономерности взаимодействия нейтронов с веществом и
закономерности пространственного распределения нейтронов в горных породах.

Цель
работы – теоретически рассмотреть
нефтепромысловую геофизику.

Задачи:

— рассмотреть взаимодействие нейтронов с
ядрами элементов горных пород. Основные нейтронные параметры. Источники
нейтронов, особенности регистрации нейтронов различных энергий. НК: модификации
метода, решаемые задачи;

— проанализировать в каких случаях для
контроля обводнения могут быть использованы методы электрического сопротивления;

— изучить метод гамма-каротажа;

— выявить контроль за работой
насосно-подъёмного оборудования.

Заключение:

В ходе исследования можно сделать
следующие выводы:

— нейтроны не имеют заряда и поэтому не
испытывают электрического воздействия электронов и ядер и проникают достаточно
глубоко в породу. Их взаимодействие с горной породой зависит от энергии;

— источником нейтронов является плазменный
шнур, производящий контролируемый ядерный синтез, путем создания плотной
плазмы, в которой нагревается ионизированный газ дейтерий и / или тритий до
температур, достаточных для создания реакции;

— нейтронный каротаж (НК) основан на
облучении скважины и пород нейтронами от стационарного ампульного источника и
измерении плотностей потоков надтепловых и тепловых нейтронов и (или)
гамма-квантов, образующихся в результате ядерных реакций рассеяния и захвата
нейтронов;

— контроль обводнения по результатам
геофизических измерений в необсаженных стволах скважин, вскрываюших обводненные
пласты, базируется в основном на данных методов электрического сопротивления и
ПС;

— гамма-каротаж-это метод измерения
естественного гамма-излучения для характеристики породы или осадка в скважине
или буровой скважине. Это метод каротажа по проводам, используемый в
горнодобывающей промышленности, разведке полезных ископаемых, бурении скважин
на воду, для оценки пласта при бурении нефтяных и газовых скважин и для других
смежных целей;

— контроль за работой насосно-подъемного
оборудования включает следующие задачи: определение статического и
динамического уровня жидкости и нефтеводораздела в межтрубном пространстве; определение
местоположения и режима работы глубинных насосов; определение герметичности
насосно-компрессорных труб; определение мест положения и работы мандрелей.

Фрагмент текста работы:

1. Взаимодействие нейтронов с ядрами элементов горных
пород. Основные нейтронные параметры. Источники нейтронов, особенности
регистрации нейтронов различных энергий. НК: модификации метода, решаемые
задачи Нейтроны не имеют заряда и поэтому не
испытывают электрического воздействия электронов и ядер и проникают достаточно
глубоко в породу. Их взаимодействие с горной породой зависит от энергии. Различают
нейтроны: тепловые (<1эВ), промежуточные (1эВ <Еп <0,1 МэВ) и быстрые
(Еп >0,1 МэВ). Такие названия для нейтронов с различной энергией обусловлены
тем, что в отличие от гамма-квантов, движущихся всегда с постоянной скоростью,
скорость движения нейтронов пропорциональна их энергии. Если в результате
взаимодействия с породой энергия теряется, то нейтрон превращается в обычную
частицу, испытывающую тепловое хаотичное движение. При комнатной температуре
энергия теплового нейтрона равна приближенно 0,025 эВ.

Нейтроны, как и гамма-кванты, испытывают в
породе рассеяние и поглощение. Отличие заключается в том, что взаимодействует
нейтрон исключительно с ядрами, при рассеянии нейтрон не только изменяет
направление движения и теряет свою энергию, но и замедляется, а при поглощении
не исчезает, а входит в состав ядра, поэтому процесс поглощения ядром нейтрона
ещё называют захватом [6].

Рассеяние нейтрона может быть упругим и
неупругим. Упругое рассеяние аналогично столкновению двух идеально упругих
шариков, при котором ядру передается часть энергии нейтрона.

При неупругом рассеянии энергия нейтронов
расходуется не только на придание кинетической энергии ядру, но и на его
возбуждение, т. е. увеличение его внутренней энергии. Энергия возбужденного
ядра в последующем высвобождается в виде гамма-квантов. Поскольку у каждого
ядра энергии возбужденных уровней свои, то излучаемый возбужденными ядрами
спектр гамма-излучения будет индивидуален для каждого вида ядер и может быть
использован для определения элементов в горной породе. Неупругое рассеяние
может произойти только с нейтронами, энергия которых превышает энергию первого
возбужденного уровня ядра, которая изменяется от нескольких мегаэлектронвольт
для легких ядер до 100 кэВ — для тяжелых. Поэтому неупругое рассеяние
характерно для быстрых нейтронов и сред с тяжелыми ядрами.

Быстрые нейтроны в результате упругих и
частично неупругих соударений замедляются и в области низких энергий могут
поглотиться ядрами. В результате радиационного захвата тепловых нейтронов ядром
возникает вторичное гамма-излучение. Сечение захвата, как и вообще сечение
взаимодействия, убывает с увеличением энергии нейтрона; в области промежуточных
нейтронов имеет резонансные пики.

Нейтрон неустойчив, он распадается с
периодом полураспада 11,7 мин, поэтому в свободном состоянии существует
непродолжительное время. Благодаря ядерным силам нейтроны взаимодействуют с
ядрами атомов, причем число элементарных процессов велико, а их закономерности
более сложно зависят от состава вещества, чем в случае г-квантов.

Масса нейтрона (1,675*10-27 кг) примерно в
1836 раз больше массы электрона или позитрона и незначительно превышает массу
протона. Нейтроны устойчивы только в составе стабильных атомных ядер. Свободный
нейтрон — нестабильная частица, распадающаяся на протон (p), электрон (e-) и
электронное антинейтрино с выделением энергии 0,78 МэВ: e-+ нe+0,78 МэВ [8].

Наиболее существенными процессами,
протекающими при взаимодействии нейтронов с горной породой, являются неупругое
рассеяние, упругое рассеяние на ядрах элементов и поглощение (захват) ядрами
элементов, слагающих горную породу, с испусканием, как правило, других частиц.

Из всех видов излучений, используемых в
методе радиометрии скважин, нейтронное обладает наибольшей проникающей
способностью, поскольку нейтроны, являясь незаряженными частицами, не
взаимодействуют с электронными оболочками атомов, не отталкиваются кулоновским
полем ядра. Свободный нейтрон способен взаимодействовать только с самими
атомными ядрами, вплоть до самых тяжелых.

Источником нейтронов является плазменный
шнур, производящий контролируемый ядерный синтез, путем создания плотной
плазмы, в которой нагревается ионизированный газ дейтерий и / или тритий до
температур, достаточных для создания реакции.

В ядерной геофизике используются различные
источники нейтронов, это и стационарные ампульные источники, и импульсные
генераторы нейтронов, что, в свою очередь, позволяет исследовать как
стационарные, так и изменяющиеся во времени поля нейтронов, и связанные с ними
процессы.

К стационарным методам нейтронного
каротажа относятся в основном три типа методики и аппаратуры:
нейтрон-нейтронный каротаж по тепловым нейтронам (ННК-Т), нейтрон-нейтронный
каротаж по надтепловым нейтронам (ННК-НТ) и нейтрон-гамма каротаж (НГК) [6].

В процессе ННК-Т породу облучают
нейтронами от стационарного ампульного источника.

Нейтронный каротаж (НК) основан на
облучении скважины и пород нейтронами от стационарного ампульного источника и
измерении плотностей потоков надтепловых и тепловых нейтронов и (или)
гамма-квантов, образующихся в результате ядерных реакций рассеяния и захвата
нейтронов. Измеряемая величина — скорость счёта в импульсах в минуту (имп/мин);
расчётная величина – водородный индекс W. Водородный индекс – это отношение
количества атомов водорода в среде к их количеству в дистиллированной воде. В
зависимости от регистрируемого излучения различают: нейтронный каротаж по
надтепловым нейтронам — ННК-НТ; нейтронный каротаж по тепловым нейтронам —
ННК-Т; нейтронный гамма-каротаж — НГК. Первые два вида исследований выполняют,
как правило, с помощью компенсированных измерительных зондов, содержащих два
(или больше) детектора нейтронов; НГК — однозондовыми приборами, содержащими
один детектор гамма-излучения.