Evaluación de formaciones porosidad neutrónica
En el campo de la evaluación de formaciones , la porosidad es una de las medidas clave para cuantificar las reservas de petróleo y gas. La medición de la porosidad de neutrones emplea una fuente de neutrones para medir el índice de hidrógeno en un yacimiento, que está directamente relacionado con la porosidad. El índice de hidrógeno (HI) de un material se define como la relación entre la concentración de átomos de hidrógeno por cm 3 en el material y la del agua pura a 75 °F. Como los átomos de hidrógeno están presentes tanto en los yacimientos llenos de agua como de petróleo, la medición de la cantidad permite estimar la cantidad de porosidad llena de líquido.
Los neutrones suelen ser emitidos por una fuente radiactiva como el americio-berilio (Am-Be) o el plutonio-berilio (Pu-Be), o generados por generadores electrónicos de neutrones como el minitrón. Estas fuentes emiten neutrones rápidos con rangos de energía de 4 MeV a 14 MeV, e interactúan de manera inelástica con la materia. Una vez reducidos a 2 MeV, comienzan a dispersarse elásticamente y disminuyen aún más su velocidad hasta que los neutrones alcanzan un nivel de energía térmica de aproximadamente 0,025 eV. Cuando se absorben los neutrones térmicos, se emiten rayos gamma . Un detector adecuado, colocado a una cierta distancia de la fuente, puede medir tanto la población de neutrones epitermales como la densidad de neutrones térmicos . población, o los rayos gamma emitidos después de la absorción.
La mecánica de las colisiones elásticas predice que la máxima transferencia de energía ocurre durante las colisiones de dos partículas de igual masa. Por lo tanto, un átomo de hidrógeno (H) hará que un neutrón disminuya más su velocidad, ya que tienen aproximadamente la misma masa. Como el hidrógeno está asociado fundamentalmente a la cantidad de agua y/o aceite presente en el espacio poroso, la medición de la población de neutrones dentro del volumen investigado está directamente relacionada con la porosidad.
La determinación de la porosidad es uno de los usos más importantes del registro de porosidad de neutrones. Los parámetros de corrección para la litología , los parámetros del pozo y otros son necesarios para la determinación precisa de la porosidad de la siguiente manera:
Sujeto a varias suposiciones y correcciones, los valores de porosidad aparente pueden derivarse de cualquier registro de neutrones. No se puede subestimar la ralentización de los neutrones por otros elementos, incluso si son menos efectivos. Ciertos efectos, como la litología , el contenido de arcilla y la cantidad y el tipo de hidrocarburos, pueden reconocerse y corregirse solo si se dispone de información adicional sobre la porosidad, por ejemplo, del registro sónico y/o de densidad. Cualquier interpretación de un registro de neutrones solo debe emprenderse teniendo en cuenta las incertidumbres involucradas.
La respuesta cuantitativa de la herramienta de neutrones al gas o al hidrocarburo ligero depende principalmente del índice de hidrógeno y del "efecto de excavación". El índice de hidrógeno se puede estimar a partir de la composición y densidad de los hidrocarburos.
