Малогабаритный аппаратно-программный комплекс импульсно-нейтронного гамма-каротажа газонефтяных скважин

• Автор: Николаев, Николай Александрович
• Шифр специальности: 05.13.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 193 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
Глава 1. Обзор методов и аппаратных средств измерения среднего времени жизни тепловых нейтронов при каротаже газонефтяных скважин

1.1 Характеристика параметра среднего времени

жизни тепловых нейтронов как объекта измерения.

1.2 Требования, предъявляемые к аппаратным средствам измерения среднего времени жизни тепловых нейтронов
1.3 Аналитический обзор технических возможностей аппаратуры использующих управляемый источник быстрых нейтронов для каротажа газонефтяных скважин

1.4 Обзор существующих моделей излучателей нейтронов.

1.5 Вакуумные ускорительные трубки.

Результаты и выводы по главе 1. Постановка задачи исследования.

Глава 2. Создание математической модели, поиск и исследование оптимального

режима работы устройства импульсного излучения быстрых нейтронов
2.1 Структурная схема устройства управления зарядом накопительной емкости
2.2 Математическая модель работы зарядного устройства при неизменной и переменной скважности заполнения ШИМ
2.3 Математическая модель оптимального процесса зарядки
емкостного накопителя.
2.4 Задача расчета силового трансформатора.
2.5 Управляемые разрядные устройства.
2.6 Датчик импульсного тока
Результаты и выводы по главе 2 .
Глава 3. Система регистрации ионизирующего излучения
3.1 Вопросы линейности тракта регистрации ионизирующего излучения.
3.2 Блок схема алгоритма работы микроЭВМ
3.3 Вспомогательные системы регистрации.
3.3.1 Схема питания фотоэлектронного умножителя.
3.3.2 Высокостабильный источник питания фотоэлектронных умножителей.
3.4 Экспериментальные характеристики регистрирующей системы.
Результаты и выводы по главе 3 .
Глава 4. Математическое и метрологическое обеспечение измерительной системы регистрирующее нестационарное поле гаммаквантов
4.1 Классическая физическая модель импульсно нейтронного гамма каротажа
4.2 Пространственновременное распределение гаммаквантов
радиационного захвата в однородной среде
4.3 Алгоритм определения среднего времени жизни тепловых нейтронов в горной породе исходя из временного спектра нестационарного поля
гамма квантов.
4.4 Устройство по поверке функции преобразования генератора нейтронов
4.5 Оценка погрешности генератора нейтронов.
Результаты и выводы по главе 4 .
Основные результаты и выводы диссертации
Список использованной литературы


Другими словами, количество нейтронов в каждом элементарном объеме п(0 с ростом I начинает уменьшаться так же, как обще число тепловых нейтронов в среде. Следовательно, количество нейтронов п(г) в каждой точке с увеличением I становится пропорциональной экспоненциальной функции, которая зависит только от т, то есть изменение п(1) в этом случае связано только с поглощающими нейтронными свойствами среды. Нестационарное поле тепловых нейтронов и гамма квантов в первом приближении можно считать равными в пространстве [1] . Еще одним принципиальным преимуществом является то, что при достаточно большом времени I можно получить в скважине зависимость п(0, относительно мало зависящую от свойств заполняющей скважину среды. В скважине тепловые нейтроны обычно поглощаются быстрее, чем в окружающей горной породе; поэтому с увеличением задержки I начинает преобладать диффузия нейтронов из пласта (где плотность становиться большей) в скважину. Начиная с некоторого времени 1, плотность нейтронов в скважине в каждый момент времени пропорциональна плотности нейтронов в породе. Следовательно, по скорости убывания плотности тепловых нейтронов в скважине можно однозначно оценивать значение величины т и, таким образом содержания в породе элементов, сильно поглощающих тепловые нейтроны (например, хлор, бор, кадмий) [1]. Малая глубинность (сильные помехи от скважины) стационарных методов нейтронного каротажа в значительной мере обусловлена тем, что плотность тепловых нейтронов в скважине выше, чем в пласте и, следовательно, преимущественным переносом нейтронов из • скважины в пласт. При нестационарном варианте та же картина наблюдается, пока работает источник нейтронов: из-за интенсивного замедления нейтронов в заполняющей скважину среде (жидкость, цемент) плотность тепловых нейтронов в скважине в несколько раз выше, чем в пласте. После выключения источника на распределение нейтронов начинают влиять уже не замедляющие нейтронные свойства скважинной среды, а ее способность интенсивно поглощать нейтроны. I. Действительно поскольку при больших I Г|, Г! И —~е ,апри! Таким образом, различия в показаниях аппаратуры напротив пластов с разными т (например, нефтеносных и водоносных), даже при измерениях в скважине, теоретически могут быть сколь угодно большими. Практически эти возможности ограничиваются лишь аппаратурой (разрешающим временем датчика и канала регистрации). Это нестационарное поле гамма-квантов при ИНГК не повторяет во всем интервале задержек породившее его нестационарное поле тепловых нейтронов; в определенных случаях как пространственные, так и временные распределения для тепловых нейтронов и гамма - квантов могут резко отличаться. Различие полей тепловых нейтронов и радиационных гамма - квантов обусловлены тем, что поле нейтронов является только источником гамма-квантов, которые затем перемещаются в пространстве. Поскольку гаммы-кванты перемещаются практически мгновенно и их средний пробег сравнительно велик (0. В частности могут быть такие участки пространства, где тепловых нейтронов еще нет, а гамма - кванты уже имеются. Поскольку пространственное “выравнивание” поля гамма-квантов происходит быстрее, чем “выравнивание” поля нейтронов, то и временное затухание поля гамма - квантов начинает определяться этим законом при меньших временах задержек. Если плотность тепловых нейтронов вблизи детектора велика по сравнению с плотностью в окружающей среде (случай измерения в заполненной жидкостью скважине на небольших задержках), то она убывает как в следствии их поглощения в скважине, так и в результате перетока в пласт; тем самым получаемая по ИННК значение параметра т в пласте уменьшается. При регистрации гамма - квантов можно настроиться на спектральную линию гамма -излучения, возникающего при поглощении нейтронов в пласте элементом, который отсутствует в скважине. В связи с этим в благоприятных условиях по данным ИНГК, снятым даже при сравнительно малых ^ и, несмотря на повышенную плотность нейтронов в скважине, можно оценивать характеристики пласта более однозначно, чем при ИННК.