Моделирование фильтров нейтронов для аппаратуры импульсного нейтронного каротажа

При эксплуатации и бурении нефтяных и газовых скважин, существует постоянная потребность в решении целого ряда задач, необходимых для разработки месторождений. Ведущую роль в этом занимают геофизические методы исследования скважин. Одним из широко используемых и результативных методов оценки емкостных свойств и насыщения пластов-коллекторов является импульсный нейтрон каротаж (ИНК). В состав аппаратуры ИНК входит источник быстрых нейтронов (т.н. «генератор нейтронов») и набор детекторов тепловых и надтепловых нейтронов, формирующих ближний (БЗ) и дальний (ДЗ) зонды. На показания измерений ИНК существенно влияют шумы, поэтому при проектировании такой аппаратуры важно исключить влияние нейтронов, проходящих напрямую от генератора нейтронов к детекторам. Для этого между источником нейтронов и детекторами помещают специальные нейтрон поглощающие фильтры - материалы, которые обладают высоким водород содержанием (парафин, нейлон и т.д.) или высоким сечением захвата нейтронов (кадмий, гадолиний и т.п.).

Целью данной работы является создание математической модели расчета спада нейтронов в капролоновом (нейлоновом) фильтре для прибора ИНК. Задачей исследования является изучение влияния толщины слоя капролона и кадмиевой прослойки на ослабление потока нейтронов между источником быстрых нейтронов и детектором. Моделировался прототип нейлонового фильтра аппаратуры ИНК, представляющий собой цилиндр диаметром 100 мм и высотой 200 мм. На высоте 100 мм добавлена кадмиевая пластина в 1 мм, которая ставится в приборах ИНК для полного поглощения тепловых нейтронов. Источник нейтронов (14.1МэВ и 1эВ) моделировался под нейлоновым цилиндром. Рассчитывался временной спад потока нейтронов в зависимости от времени нейтронного распространения и от расстояния от источника нейтронов.

• Из рассмотренных материалов замедлителей нейтронов, оптимальным для применения в аппаратуре ИНК оказался нейлон.

• Толщины нейлона в 10-20 см, не достаточно для снижения потока нейтронов до необходимого уровня. При ограниченных размерах фильтра необходимо использовать вещество с высоким сечением захвата.

• Толщины кадмия в 1мм достаточно для поглощения всех замедлившихся нейтронов в фильтре.

• Замена кадмия более дорогостоящим гадолинием практически не сказывается на уменьшении плотности потока нейтронов.

Проведенное моделирование доказало успешность применения математических методов при конструировании узлов аппаратуры импульсного нейтронного каротажа. Данные моделирования представляют как теоретический, так и практический интерес.

Хакимова Г.Р.

«Казанский (Приволжский) федеральный университет»

Особенности минерального состава золоторудного проявления участка баяниха топольнинского гранодиоритового массива (горный алтай)

Объектом исследования работы являлась площадь Топольнинского рудного поля, представляющая интерес для поисковых работ на золото. Исследования выполнены по образцам, отобранным из канавы «Баяниха», расположенной на территории указанного рудного поля.

Целью работы являлось изучение условий образования и особенностей последующего преобразования минералов золоторудного проявления участка Баяниха Топольнинского гранодиоритового массива (Горный Алтай), а также оценка влияния факторов, контролирующих изменения первичных осадочных пород в области контактового метасоматоза.

Методы исследования включали в себя макроскопическое описание пород, оптическую микроскопию, рентгенофазовый анализ, атомно-абсорбционную спектрометрию. Полученные данные были проанализированы в программе Statistic.

В ходе проведённых исследований было выявлено два этапа изменения осадочно-метасоматических пород. Первый этап связан с внедрением гранитной интрузии. Под действием эндогенных факторов первичные карбонатные и терригенные породы претерпели процессы, сопровождающие скарнообразование. Реализация процессов преобразования проходила в несколько стадий.

На ранней стадии контактового изохимического метаморфизма процесс проходил при температурах 650-900^ОС. Для этой стадии характерно появление такого минерала как диопсид. Следующие преобразования пород изучаемой территории соответствуют процессам ранней скарновой стадии, протекающей в температурном диапазоне 500-650^ОС. Об этом свидетельствуют появление таких высокотемпературных минералов как гроссуляр, мусковит, анортит. Дальнейшее преобразование пород контролировалось поздней гидросиликатной стадией с характерной температурой 350-500^ОС. Об этом процессе свидетельствую такие минеральные ассоциации, как эпидот, халькопирит, пирит и другие.

Поздний этап преобразования карбонатных и терригенных толщ проходит при участии высокотемпературных и среднетемпературных гидротермальных процессов. Высокотемпературная стадия протекает при температурах 200-350^ОС. Этому периоду соответствует кристаллизация цинк-содержащих минералов, таких как сфалерит. Среднетемпературная стадии развития гидротермальных процессов в протекает при температуре 150-250 ^ОС. В изученных отложения продуктами такого преобразования являются Bi-содержащие минералы (висмутин) и минералы медных сульфидных руд. Именно этой стадии соответствует проявление золото-рудной минерализации, что свидетельствует об эндогенной природе золота.

Современные изменения скарнированных пород соответствуют наложенным процессам химического выветривания, приводящих к образованию вторичных гипергенных минералов сульфидных руд, таких как малахит и азурит, по рудным минералам.

Таким образом, в работе показана стадийность преобразования первичных седиментогенных карбонатных пород. Показано, что формирование золоторудной минерализации на территории изучаемого региона приурочено поздней гидротермальной стадии. Для этого этапа характерно образование минералов спутников золота – галенит, сфалерит, висмутин, везувиан. Полученные данные могут являться поисковым признаком при проведении разведочных работах на золото в пределах площади Топольнинского рудного поля и соседних областей.

Ястребова Е.Н, Файзрахманова З.Г.

«Казанский (Приволжский) федеральный университет»