Билет №16

Распространение нейтронов в горных породах, процессы замедления и поглощения нейтронов. Методы, при которых горная порода облучается нейтронами, носят название нейтронных. Нейтронные методы различаются видом регистрируемого вторичного излучения, вызванного воздействием на породу первичных нейтронов источника, а также режимом источника. Источник может быть импульсным, т. е. испускать нейтроны в течение небольших интервалов времени, между которыми источник выключен, или же стационарным, т.е. излучать нейтроны практически непрерывно. Соответственно говорят об импульсных (ИНМ) и стационарных нейтронных методах (СНМ).

Испускаемые источником быстрые нейтроны с энергией в несколько мегаэлектрон-вольт в результате многочисленных соударений с ядрами атомов окружающей среды уменьшают свою энергию до величины порядка энергии теплового движения атомов (при комнатной температуре в среднем 0,025 эВ).

Дальнейшие столкновения нейтрона с ядрами могут привести как к уменьшению, так и к росту энергии нейтрона, но в среднем она остается вблизи указанной величины средней энергии теплового движения атомов.

Поэтому такие нейтроны называют тепловыми, а процесс их распространения в среде – диффузией тепловых нейтронов.

Часть истории нейтрона от момента вылета из источника до достижения тепловой энергии называется процессом замедления нейтронов.

Диффузия тепловых нейтронов заканчивается поглощением последних каким-либо ядром и испусканием гамма-квантов радиационного захвата

2. Решаемые геологические задачи, физические основы, аппаратура метода бк

Метод бокового каротажа (БК) направлен на устранение основного недостатка классического метода КС, заключающегося во влиянии скважины, точнее, заполняющего ее бурового раствора, на измеренное р_к. Основан на определении различий удельных электрических сопротивлений горных пород;Позволяет измерять кажущееся сопротивление горных пород Боковой каротаж (БК) - электрические исследования фокусированными зондами с фокусировкой тока в радиальном направлении с помощью экранных электродов. Измеряемая величина - кажущееся удельное электрическое сопротивление. Единица измерения - Ом*м. Значения кажущихся сопротивлений рк, измеряемые при боковом каротаже, слабо искажаются влиянием скважины и вмещающих пород. Поэтому БК эффективен при изучении разрезов с частым чередованием пластов, характерным, например, для карбонатных пород, а также в условиях высоких отношений удельных сопротивлений пород р_п и промывочной жидкости р_с. Благодаря высокому вертикальному, разрешению БК целесообразно применять также для исследования терригенных разрезов, разбуренных на пресных и минерализованных промывочных жидкостях.

БК применяется в нескольких вариантах: с трехэлектродными, семи-электродными и многоэлектродными зондами.

Принцип действия зондов БК основан на том, что в зонде, помимо основного питающего электрода А, имеются дополнительные - фокусирующие (или экранные) электроды A₁ и А₂.

Электрические потенциалы основного и фокусирующего электродов поддерживаются очень близкими между собой, что заставляет ток, стекающий с основного электрода, направляться перпендикулярно оси скважины, в ее стенки. В результате сопротивление бурового раствора, вмещающих пород и ограниченная мощность пластов оказывают меньшее влияние на измеряемую величину, которая в БК носит название эффективного сопротивления - р_э. В трехэлектродном варианте используется зонд с линейными электродами. Центральный электрод Ао имеет длину 0,15 м, экранные А, и А₂ - 1,5 м. Все 3 электрода соединяются между собой практически накоротко, что обеспечивает равенство их потенциалов и направляет ток центрального электрода в стенки скважины Недостаток трехэлектродного варианта БК - в плохой разрешающей способности по мощности пластов Этого недостатка лишен семиэлектродный вариант, в котором используются точечные электроды. Кроме центрального Ао и экранных электродов А| и Аг зонд содержит еще 2 пары измерительных электродов, попарно соединенных друг с другом и расположенных между токовыми.

Эти электроды называются следящими. Разность потенциалов со следящих электродов подается на вход автоматического регулирующего устройства, к выходу которого подключены экранные электроды Ai и А₂ и поверхностный электрод В. Регулирующее устройство работает таким образом, чтобы напряжение на его входе поддерживалось равным нулю. Это условие выполняется при равенстве потенциалов электродов А_ь Ао, А₂, благодаря чему ток центрального электрода направляется в стенки скважины и не растекается по ее стволу. В ходе каротажа измеряется разность потенциалов между одним из следящих электродов и удаленным электродом N, р_э вычисляется по той же формуле (8.3).