neutron log

عربــي

كشف أسرار المسامية: رحلة عميقة في سجلات النيوترونات

في عالم استكشاف النفط والغاز، فإن فهم خصائص التكوينات تحت الأرض أمر بالغ الأهمية. أحد الجوانب الحاسمة هو **المسامية**، وهي كمية المساحة الفارغة داخل الصخور، والتي تحدد مقدار النفط أو الغاز الذي يمكن أن يحمله الخزان. تُقدم سجلات النيوترونات، وهي أداة قوية في ترسانة تسجيل الآبار، رؤى قيمة حول هذه المعلمة الحرجة.

كيف يعمل: رحلة النيوترونات إلى باطن الأرض

يعتمد تسجيل النيوترونات على مبدأ **النشاط الإشعاعي**. يُصدر جهاز التسجيل تيارًا من النيوترونات، وهي جسيمات صغيرة ليس لها شحنة كهربائية، إلى أعماق التكوين. تُسافر هذه النيوترونات، مثل المستكشفين الصغار، عبر الصخور، متفاعلة مع عناصرها المكونة.

دور الهيدروجين: علامة على المسامية

يكمن مفتاح تسجيل النيوترونات في التفاعل بين النيوترونات و**ذرات الهيدروجين**. يُعد الهيدروجين، وهو مكون أساسي للماء والهيدروكربونات (النفط والغاز)، وفيرًا في المساحات المسامية. عندما يصطدم نيوترون بذرة هيدروجين، يفقد طاقته، مُطلقًا **أشعة غاما**. تتناسب شدة هذه الأشعة الغاما بشكل مباشر مع كمية الهيدروجين الموجودة في التكوين.

تفسير الإشارة: من الأشعة الغاما إلى المسامية

يكتشف جهاز التسجيل ويُقيس شدة الأشعة الغاما المنبعثة. ثم يتم تحليل هذه البيانات لتحديد **مؤشر الهيدروجين**، وهو مقياس لتركيز الهيدروجين في التكوين.

يستخدم مؤشر الهيدروجين، بدوره، لحساب **المسامية**. ويرجع ذلك إلى أن الهيدروجين الموجود في المساحات المسامية يرتبط بشكل أساسي بالماء أو الهيدروكربونات، وهما مؤشرات على المسامية.

مزايا تسجيل النيوترونات

تقدم سجلات النيوترونات العديد من المزايا مقارنة بأساليب قياس المسامية الأخرى:

الحساسية للمسامات الصغيرة: يُعد تسجيل النيوترونات حساسًا بشكل خاص للمسامات الصغيرة، والتي غالبًا ما تفوتها الأساليب الأخرى.
الاستقلال عن محتوى المعادن: لا تتأثر الطريقة بشكل كبير بتكوين المعادن في التكوين.
القياس المباشر: على عكس بعض الطرق الأخرى، يُقدم تسجيل النيوترونات قياسًا مباشرًا لمؤشر الهيدروجين، والذي يرتبط بشكل مباشر بالمسامية.

قيود تسجيل النيوترونات

على الرغم من قوته، فإن تسجيل النيوترونات لديه بعض القيود:

تأثير ملوحة التكوين: يمكن أن يؤثر وجود الأملاح الذائبة في الماء الموجود في التكوين على القياس، مما يتطلب عوامل تصحيح.
عمق التحقيق المحدود: يُعد أداة تسجيل النيوترونات ذات عمق تحقيق محدود، مما يجعلها أقل فعالية في التكوينات السميكة.
الحساسية للغاز: يمكن أن يؤدي وجود الغاز الحر في المساحات المسامية إلى المبالغة في تقدير المسامية، لأن محتوى الهيدروجين في الغاز يختلف عن محتواه في الماء.

الاستنتاج:

يُعد تسجيل النيوترونات تقنية أساسية في تسجيل الآبار، يُقدم بيانات قيمة حول مسامية التكوين. من خلال الاستفادة من التفاعل الفريد بين النيوترونات والهيدروجين، يُمكن لعلماء الجيوفيزياء والمهندسين فهم قدرة تخزين السوائل في التكوينات تحت الأرض، مما يُمهد الطريق لاستكشاف وإنتاج النفط والغاز بكفاءة وفعالية.

Test Your Knowledge

Neutron Logs Quiz

Instructions: Choose the best answer for each question.

1. What is the primary principle behind neutron logging? a) Measuring the density of the formation. b) Detecting the presence of radioactive elements in the formation. c) Analyzing the interaction between neutrons and hydrogen atoms in the formation. d) Mapping the magnetic field within the formation.

Answer

c) Analyzing the interaction between neutrons and hydrogen atoms in the formation.

2. What is the hydrogen index a measure of? a) The amount of water present in the formation. b) The total volume of the pore space in the formation. c) The concentration of hydrogen atoms in the formation. d) The density of the formation.

Answer

c) The concentration of hydrogen atoms in the formation.

3. Which of the following is NOT an advantage of neutron logging? a) Sensitivity to small pore spaces. b) Independence from mineral content of the formation. c) Direct measurement of porosity. d) Ability to accurately determine the type of hydrocarbons present.

Answer

d) Ability to accurately determine the type of hydrocarbons present.

4. What is a limitation of neutron logging? a) Inability to detect the presence of water in the formation. b) Sensitivity to the salinity of the formation water. c) Limited depth of investigation in thin formations. d) Both b) and c).

Answer

d) Both b) and c).

5. Why is neutron logging a valuable tool in oil and gas exploration? a) It allows geologists to accurately map the geological structures in the subsurface. b) It provides a direct measurement of the fluid storage capacity of the formation. c) It helps determine the age of the formation. d) It identifies the presence of valuable minerals alongside hydrocarbons.

Answer

b) It provides a direct measurement of the fluid storage capacity of the formation.

Neutron Logs Exercise

Scenario: You are analyzing a neutron log from a well that has a high hydrogen index reading. The well is located in a formation known to be rich in hydrocarbons.

Task:

Based on the high hydrogen index, what can you infer about the porosity of the formation?
Explain how the presence of hydrocarbons might affect the neutron log reading.
Considering the information you have, would you expect this formation to be a good reservoir for hydrocarbons? Briefly explain your reasoning.

Exercise Correction

1. A high hydrogen index indicates a significant amount of hydrogen atoms in the formation, which is primarily associated with water or hydrocarbons present in the pore spaces. Therefore, a high hydrogen index suggests **high porosity**. 2. The presence of hydrocarbons can significantly impact the neutron log reading. Since hydrocarbons also contain hydrogen, they will contribute to the overall hydrogen index, potentially leading to an **overestimation of porosity** compared to the actual water-filled porosity. 3. Based on the high hydrogen index and the formation's known hydrocarbon richness, it is likely that this formation is a **good reservoir for hydrocarbons**. The high porosity indicates a significant volume of pore space, which can hold a considerable amount of hydrocarbons. However, it is crucial to consider the potential overestimation of porosity due to the presence of hydrocarbons to make a more accurate assessment.

Books

Well Logging and Formation Evaluation: by Schlumberger (Covers various well logging techniques, including neutron logging, with detailed explanations and practical applications.)
Applied Geophysics: by Telford, Geldart, Sheriff & Keys (Provides a comprehensive understanding of geophysical methods, including neutron logging, within the context of geological exploration.)
Geophysics for the Oil and Gas Industry: by Sheriff (Focuses on geophysical techniques specifically employed in oil and gas exploration, including neutron logging.)
Petroleum Engineering Handbook: by Tarek Ahmed (Includes a section on well logging, encompassing neutron logging and its application in reservoir characterization.)
Fundamentals of Reservoir Engineering: by Dake (Explains the significance of porosity in reservoir characterization, with sections dedicated to well logging methods like neutron logging.)

Articles

"Neutron Logging: A Powerful Tool for Porosity Determination" by Schlumberger (A concise overview of neutron logging principles, applications, and limitations.)
"Neutron Porosity Logging: Techniques and Interpretation" by Society of Petroleum Engineers (A detailed article discussing the various neutron logging techniques and their interpretation methods.)
"The Impact of Formation Salinity on Neutron Porosity Measurement" by Journal of Petroleum Technology (Focuses on the challenges posed by salinity in neutron logging measurements and ways to address them.)
"The Use of Neutron Logging in Gas Reservoirs" by Society of Exploration Geophysicists (Explores the specific application of neutron logging in gas reservoirs and the considerations associated with gas presence.)
"A Comparative Study of Neutron and Density Log Data for Porosity Determination" by Journal of Geophysics and Engineering (Compares neutron and density logging techniques for porosity evaluation and highlights their strengths and weaknesses.)

Online Resources

Schlumberger PetroWiki: (Provides a rich source of information about neutron logging, including detailed explanations, diagrams, and case studies. https://www.slb.com/petrowiki)
Society of Petroleum Engineers (SPE) Website: (Offers technical papers, articles, and resources on well logging, including neutron logging, for professionals in the oil and gas industry. https://www.spe.org)
Society of Exploration Geophysicists (SEG) Website: (Provides a platform for sharing knowledge and resources on geophysical techniques, including neutron logging, with a focus on exploration. https://seg.org)
GeoScienceWorld: (A large repository of peer-reviewed scientific publications, including articles on well logging and neutron logging. https://www.geoscienceworld.org)

Search Tips

Use specific keywords: Instead of just "neutron log," try combining it with terms like "porosity," "interpretation," "applications," "limitations," "salinity," "gas," "density log," or "well logging."
Include relevant industry names: Adding terms like "Schlumberger," "Halliburton," "Baker Hughes," or "SPE" will narrow down your search to resources from these leading companies and organizations.
Specify the type of content: Use filters like "scholar," "pdf," "articles," or "books" to find the desired type of information.
Combine keywords with boolean operators: Use "+" for "AND," "-" for "NOT," and "" for specific phrases. For example, "neutron log + porosity - salinity" will return results about neutron logging and porosity, excluding those mentioning salinity.