5.Нейтронная активность.

Связана с нейтронными частицами, которые рассеиваются и поглощаются в среде, заполняющей скважину, в обсадной колонне, цементе и породах. Нейтроны разделяются на быстрые (с энергией 2*10⁵ – 2*10⁷ эВ), промежуточные(0.5 – 2*10⁵), резонансные (100), медленные (0.5), тепловые (0.025), холодные (0.001), надтепловые (0.3 – 0.5 до n*10² эВ). Рассеиваясь, нейтроны теряют свою энергию, переходят постепенно в тепловое поле, а затем захватываются одним из ядер химических элементов. В процессе рассеяния, изменяются направления движения нейтронов при столкновении их с ядрами элементов среды, и кинетическая энергия нейтронов уменьшается. Различают упругое и неупругое рассеяние. Поглощение, а иногда и размножение нейтронов обычно наступает при следующих реакциях: (n,), (n,p), (n,), (n,2n), (n,np) и др. Способность пород рассеивать и поглощать нейтроны оцениваются эффективными макроскопическими сечениями рассеяния _Р и поглощения _З (захвата), которые в свою очередь слагаются из эффективных микроскопических сечений рассеяния _Р и захвата _З. Сечения рассеяния и поглощения резко зависят от энергий нейтронов. Другими величинами, характеризующими взаимодействие пород с нейтронами, являются: длина замедления нейтрона и коэффициент диффузии и замедления, длина диффузии теплового нейтрона, время замедления, плотность замедления и др.

Все измерения основаны на зависимости содержание водорода в горной породе от параметра замедления нейтронов. С ростом глинистости время жизни тепловых нейтронов уменьшается. Для пород пористостью 3 – 30% интенсивность гамма-излучения обратно пропорциональна логарифму содержания H⁺. Глинистые породы содержат водорода больше, чем все другие горные породы, так как они высокопористые и составляющие их минералы (водные алюмосиликаты) включают много химически связанной воды. Наличие солей изменяет время жизни тепловых нейтронов, где наибольшее влияние оказывает в пластовой воде – ион Cl^-, обладающий большим сечением поглощения. С ростом К_П водо- и нефтенасыщенного песчаника снижается время жизни тепловых нейтронов и увеличивается сечение захвата. Но время жизни тепловых нейтронов в нефти больше, чем в минерализованной воде, так как там нет ионов хлора, поэтому с увеличением нефтенасыщенности песчаников К_П уменьшается. Увеличение газонасыщения приводит к росту времени жизни тепловых нейтронов. Коэффициент диффузии, длина диффузии теплового нейтрона, длина замедления нейтрона находятся также в обратной связи с К_П.

6.Сейсмические характеристики.

Горные породы состоят из трех резко различающихся по упругим свойствам компонентов – твердого скелета, жидкости и газа, заполняющих поровое пространство. Сейсмическим методом регистрируются и изучаются упругие волны двух основных типов – продольные (p) и поперечные(s). В случае продольных волн смещение частиц среды происходит вдоль направления распространения волн, при этом в среде образуются зоны растягивания и сжатия (происходит деформация объема). При распространение поперечных волн частицы среды колеблются перпендикулярно к направлению движения волны. Поперечные волны связаны с деформацией формы, при которой происходит сдвиг частиц относительно друг друга, поэтому они распространяются только в твердых средах, в отличие от продольных волн, которые проходят и через жидкость. Скорость распространения продольных волн V_P приблизительно в 1.7 раз больше скорости поперечных волн V_S (V_P = V_S). Скорость распространения упругих волн в горных породах – относится к кинематическим характеристикам. Энергия волны, распространяющейся в реальной среде или образце, убывает за счет потерь и рассеивания. Изменение энергии волны с расстоянием сопровождается уменьшением амплитуды, которая относится к динамическим характеристикам волн. Амплитуда упругой волны А изменяется в зависимости от расстояния до точечного источника колебаний экспоненциально:

A = A₀*(x/x₀)^-N*e^-*(X-X₀⁾

где A₀ – величина амплитуды на расстоянии х₀ от источника; N – амплитудный показатель, зависящий от типа волны, структуры породы и степени ее однородности;  - амплитудный коэффициент поглощения, характеризующий поглощающие свойства среды, которое резко изменяется в водо–нефтенасыщенных песчаниках.

Осадочные породы характеризуются диапазоном скорости распространения волн от 0.38 км/с в глинах и сухих суглинках, залегающих в близи поверхности земли, до 3 км/с - мергель, песчаник и зависит от состава пород, глубины их залегания, возраста, плотности, пористости и связанная с ними степень насыщенности пор минерализованной воды, газа, нефти, давления, температуры, степени метаморфизма. Скорость волн с глубиной и возрастом возрастает, возрастает и из-за роста давления, что приводит к уменьшению пористости и увеличению плотности. При заполнении порового пространства водой, нефтью или газом величина скорости резко изменяется. При малых давлениях (до 25 МПа) с ростом насыщения пор до 25% скорость распространения волн в песчаниках повышается от 3.5 до 4.5 – 4.8 км/с, а затем при насыщении 25 – 85% она остается постоянной и при полном насыщении (до 100%) уменьшается до 3.9 км/с. Скорость распространения продольных волн в нефти составляет 1.4 – 1.9 км/с. Осадочные породы отличаются значительной анизотропией скоростей; для пород с глинистыми прослоями коэффициент анизотропии может достигать 1.2 – 1.3.

Под действием давления скорость начинает увеличиваться, структура породы делается более плотной, пористость уменьшается. При повышении температуры скорость понижается. Между нейтронной активностью и акустикой наблюдается обратная связь.