Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

1 Transport neutronów w ośrodku o złożonej strukturze geometryczno-materiałowej. Zastosowania dla jądrowej geofizyki poszukiwawczej Urszula Woźnicka Seminarium.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "1 Transport neutronów w ośrodku o złożonej strukturze geometryczno-materiałowej. Zastosowania dla jądrowej geofizyki poszukiwawczej Urszula Woźnicka Seminarium."— Zapis prezentacji:

1 1 Transport neutronów w ośrodku o złożonej strukturze geometryczno-materiałowej. Zastosowania dla jądrowej geofizyki poszukiwawczej Urszula Woźnicka Seminarium IFJ PAN 23 luty 2006 Transport neutronów w ośrodku o złożonej strukturze geometryczno-materiałowej. Zastosowania dla jądrowej geofizyki poszukiwawczej Urszula Woźnicka Seminarium IFJ PAN 23 luty 2006

2 2 Rzeczywiste i pozorne parametry neutronowe ośrodka Półempiryczna metoda kalibracji geofizycznych sond neutronowych Dwustrefowa i trójstrefowa geometria otworowa Neutronowe metody pomiarowe

3 3 Transport neutronów w ośrodku

4 4 Transport neutronów w ośrodku jednorodnym, nieskończonym

5 5 Parametry makroskopowe charakteryzujące ośrodek: Parametry mikroskopowe charakteryzujące nuklid: [barn] – przekrój czynny (rozproszenia, absorpcji) Parametry neutronowe – gęstość ośrodka, N A – liczba Avogadro, p i – udział wagowy nuklidu o liczbie atomowej A i Transport (przemieszczenie): Parametry geometryczneParametry czasowe L s – długość spowalniania L d – długość dyfuzji t s – czas spowalniania D d – współczynnik dyfuzji – czas życia – cosinus kąta rozpraszania

6 6 Transport neutronów w ośrodku o złożonej strukturze geometryczno-materiałowej Fizyka reaktorów jądrowychGeofizyka jądrowa math-sci/images/fig2.jpg

7 7 Absorpcja neutronów termicznych pierwiastków skorupy ziemskiej

8 8

9 9 Absorpcja neutronów termicznych pierwiastków skorupy ziemskiej

10 10 a * N a * abundancja / A Absorpcja neutronów termicznych pierwiastków skorupy ziemskiej

11 11 Źródło neutronowe Izolinie strumienia neutronów wokół punktowego izotropowego źródła w jednorodnym nieskończonym ośrodku skalnym L Nieskończony ośrodek jednorodny Jeżeli to: L – długość relaksacji Odpowiednio: - migracji lub - spowalniania

12 12 Pozorna (apparent) długość migracji wewnątrz otworu widziana przez detektor neutronów Ośrodek niejednorodny: dwustrefowa geometria cylindryczna Izolinie strumienia neutronów wokół punktowego izotropowego źródła umieszczonego na osi otworu wypełnionego wodą Długość migracji charakterystyczna dla ośrodka skalnego Źródło neutronowe Otwór wypełniony wodą L map LmLm

13 13 Źródło neutronowe Otwór pusty Pozorna (apparent) długość migracji wewnątrz otworu widziana przez detektor neutronów Długość migracji charakterystyczna dla ośrodka skalnego L map LmLm Ośrodek niejednorodny: dwustrefowa geometria cylindryczna Izolinie strumienia neutronów wokół punktowego izotropowego źródła umieszczonego na osi otworu wypełnionego powietrzem

14 14 Sygnał detektora neutronów w funkcji parametrów neutronowych analogicznie: Sygnał detektora neutronów umieszczonego na osi otworu jako funkcja pozornych (apparent ) parametrów neutronowych Źródło neutronowe LmLm Detektor L map Źródło neutronowe Detektor LmLm Ośrodek jednorodny

15 15 analogicznie: Parametry neutronowe ośrodka jednorodnego (rzeczywiste) n-ty moment funkcji strumienia neutronów: Parametry neutronowe ośrodka niejednorodnego (pozorne) n-ty moment funkcji strumienia neutronów liczony wzdłuż osi otworu:

16 16 LmLm L map Detektor porowatość, średnica otworu, wypełnienie otworu, litologia, wypełnienie porów I th = f Korelacja sygnału detektora z parametrami geologicznymi

17 17 Porowatość: 2 % 5 % 10 % 20 % 30 % CaCO 3 Średnica otworu: 152 mm 178 mm 203 mm 229 mm Przykład pomiaru neutronowego w otworze wiertniczym Kalibracja sondy: I th = f ( porowatość )

18 18 Przykład pomiaru neutronowego w otworze wiertniczym

19 19 Przykład pomiaru neutronowego w otworze wiertniczym I th = f (porowatość) I th = f (L map )

20 20 Uogólniona krzywa kalibracji sondy neutronowej Generalny Parametr Neutronowy:

21 21 Półempiryczna metoda kalibracji sond neutronowych

22 22 Wielkości zmierzone: Gęstość objętościowa Porowatość neutronowa Czas interwałowy fali akustycznej Zawartość K, U, Th Oporność warstwy i strefy filtracji Zawartość niektórych pierwiastków (…) Zestaw profilowań: Elektryczne - opornościowe - indukcyjne Akustyczne Jądrowe - neutronowe - gamma - promieniotwórczość naturalna Magnetyczny rezonans jądrowy (…) Pomiary na próbkach rdzeni Kompleksowe profilowania otworów

23 23 N = (S x0 Nmf + (1-S x0 ) Nhr ) + V cl Ncl + V p Np. + V w Nw + V d Nd + Σ V m(k) m(i) b = (S x0 mf + (1-S x0 ) hr ) + V cl cl + V p p + V w w + V d d + Σ V m(k) m(i) dt = (S x0 dt mf + (1-S x0 ) dt hr ) + V cl dt cl + V p dt p + V w dt w + V d dt d + Σ V m(k) dt m(i) = S x0 mf + V cl cl + V p p + V w w + V d d + Σ V m(k) m(i) U = (S x0 U mf + (1-S x0 ) U hr ) + V cl U cl + V p U p + V w U w + V d U d + Σ V m(k) U m(i) Th = S x0 Th mf + V cl Th cl + V p Th p + V w Th w + V d Th d + Σ V m(k) Th m(i) Ur = S x0 Ur mf + V cl Ur cl + V p Ur p + V w Ur w + V d Ur d + Σ V m(k) Ur m(i) Po = S x0 Po mf + V cl Po cl + V p Po p + V w Po w + V d Po d + Σ V m(k) Po m(i) R t = f (, R w, R cl, S w ) R x0 = f (, R mf, R cl, S x0 ) 1.0 = (S x (1-S x0 ) 1.0) + V cl V p V w V d Σ V m(i) 1.0 (równanie bilansu) N = (S x0 Nmf + (1-S x0 ) Nhr ) + V cl Ncl + V p Np. + V w Nw + V d Nd + Σ V m(k) m(i) b = (S x0 mf + (1-S x0 ) hr ) + V cl cl + V p p + V w w + V d d + Σ V m(k) m(i) dt = (S x0 dt mf + (1-S x0 ) dt hr ) + V cl dt cl + V p dt p + V w dt w + V d dt d + Σ V m(k) dt m(i) = S x0 mf + V cl cl + V p p + V w w + V d d + Σ V m(k) m(i) U = (S x0 U mf + (1-S x0 ) U hr ) + V cl U cl + V p U p + V w U w + V d U d + Σ V m(k) U m(i) Th = S x0 Th mf + V cl Th cl + V p Th p + V w Th w + V d Th d + Σ V m(k) Th m(i) Ur = S x0 Ur mf + V cl Ur cl + V p Ur p + V w Ur w + V d Ur d + Σ V m(k) Ur m(i) Po = S x0 Po mf + V cl Po cl + V p Po p + V w Po w + V d Po d + Σ V m(k) Po m(i) R t = f (, R w, R cl, S w ) R x0 = f (, R mf, R cl, S x0 ) 1.0 = (S x (1-S x0 ) 1.0) + V cl V p V w V d Σ V m(i) 1.0 (równanie bilansu) Kompleksowa interpretacja profilowań geofizyki otworowej Równania opisujące model skały wiążą porowatość i zawartości poszczególnych składników mineralnych V z odpowiednimi profilowaniami wykonanymi w odwiercie. INTERLOG J. Jarzyna: Przetwarzanie i interpretacja profilowań geofizyki wiertniczej system GeoWin, Kraków, 2002

24 24 J. Jarzyna: Przetwarzanie i interpretacja profilowań geofizyki wiertniczej system GeoWin, Kraków, 2002 Kompleksowa interpretacja profilowań geofizyki otworowej INTERLOG GŁĘBOKOŚĆ KWARC IŁ POROWATOŚĆ WODA RUCHOMA WĘGLOWODORY WODA NIEREDUKOWALNA

25 25 Obecność strefy pośredniej pomiędzy otworem wiertniczym a nienaruszoną formacją geologiczną: zarurowanie cement strefa przemyta Trójstrefowa geometria otworowa Pozorne parametry neutronowe (analogicznie jak dla układu dwustrefowego) Numeryczne metody obliczeniowe (monte carlo) Zwiększenie dokładności interpretacji profilowań geofizycznych Trudne struktury geologiczne polskich złóż surowców energetycznych

26 26 Wpływ zmiennego nasycenia przestrzeni porowej gazem na wyniki pomiarów w otworach Wpływ strefy pośredniej w utworach gazonośnych CH 4

27 27 J.A. Czubek and U. Woźnicka (1998) Neutron flux and axial moments in three-region cylindrical geometry applied for neutron log calibration. Part I: Theoretical description. Acta Geophys. Pol. 46,(No. 4), 427; U. Woźnicka, A. Drabina, D. Dworak (2004) Analytical and Numerical Calculation of the Neutron Parameters in the Media of Complex Geometry. Part one: The Real Physical Neutron Parameters (in Polish), Nafta - Gaz 07-08/2004 (2004) 334; Part two: Apparent Physical Parameters (in Polish), Nafta - Gaz 12/2004 (2004) 627; A. Drabina (2000) Neutron Flux and Axial Moments in Three-Region Cylindrical Geometry Applied for Neutron Log Calibration. Part II: Numerical Results, Acta Geoph. Pol. XLVIII No. 4, 523; D. Dworak, A. Drabina, U. Woźnicka (2006) Numerical estimation of the real and apparent integral neutron parameters as applied in nuclear borehole geophysics, Applied Radiation and Isotopes J.A. Czubek (1992) Scaling Neutron Fields in Well Logging, Nucl. Geophys. 6 (1992) 445; J.A. Czubek (1994) Neutron Tool Calibration by a Scaling Procedure, Nucl. Geophys. 8 (1994) 261; A. Drabina, D. Dworak, J. Łoskiewicz, T. Zorski (2000) Comparison between Results of Computations Using the Theree-Layer Borehole Model and Results of Laboratory Measurements (in Polish), Conf. "GEOPETROL 2000", Research and Progress in Prospecting and Exporation of Oil and Gas, Zakopane, Poland, September 2000, (Publish. of Institute of Oil and Gas Mining 110), 289;

28 28

29 29 Długość spowalniania neutronów prędkich L s średnia z kwadratów odległości w linii prostej pomiędzy źródłem neutronów, a punktem w którym neutron prędki osiąga energię termiczną. Długość migracji … Długość dyfuzji … Ośrodek jednorodny

30 30 Ośrodek jednorodny Strumień neutronów prędkich Strumień neutronów termicznych Przekrój czynny absorpcji nuklidu

31 31 Sygnał detektora neutronów umieszczonego na osi otworu jako funkcja pozornych (apparent ) neutronowych ośrodka niejednorodnego Detektor neutronów termicznych Detektor neutronów prędkich (nadtermicznych) - Pozorna długość migracji - Pozorny przekrój czynny absorpcji - Pozorna długość spowalniania - Pozorne prawdopodobieństwo uniknięcia absorpcji w procesie spowalniania


Pobierz ppt "1 Transport neutronów w ośrodku o złożonej strukturze geometryczno-materiałowej. Zastosowania dla jądrowej geofizyki poszukiwawczej Urszula Woźnicka Seminarium."

Podobne prezentacje


Reklamy Google