Tytuł artykułu
Autorzy
Wybrane pełne teksty z tego czasopisma
Identyfikatory
Warianty tytułu
Evaluation of accuracy of Si, Ca and Fe contents assaying by means of neutron gamma spectroscopy in case of Miocene formation in Carpathian Foredeep
Konferencja
Nauka, technika i technologia w rozwoju poszukiwań i wydobycia węglowodorów w warunkach lądowych i morskich : międzynarodowa konferencja naukowo-techniczna Geopetrol 2008 : Zakopane, 15--18.09.2008
Języki publikacji
Abstrakty
Wyznaczanie koncentracji Si, Ca i Fe na podstawie spektrometrycznych pomiarów neutron gamma (sPNG) jest w praktyce procedurą narażoną na szereg źródeł błędów, które mogą czynić zastosowanie tej metody nieskutecznym. Podstawą wyznaczania koncentracji ww. trzech pierwiastków jest analiza widm promieniowania gamma wzbudzanego przez neutrony w ośrodku skalnym w procesie wychwytu radiacyjnego. W widmach tych wydzielane są trzy sąsiadujące ze sobą okna energetyczne, korelowane kolejno, licząc od najniższych energii, z zawartością krzemu (Si), wapnia (Ca) i żelaza (Fe). Dodatkowo może być wydzielone czwarte okno, o najniższej energii, korelowane z zawartością wodoru (H). Podobnie jak to ma miejsce w spektrometrycznych pomiarach naturalnej promieniotwórczości (sPG), gdzie też szukamy koncentracji trzech pierwiastków (K, U i Th), procedura interpretacyjna musi zakładać co najmniej dwa elementy analizy zarejestrowanych w oknach energetycznych częstości zliczeń na koncentracje pierwiastków. Pierwszym z nich jest uwolnienie się od wzajemnych wpływów poszczególnych pierwiastków na częstości zliczeń w oknach odpowiadających pozostałym pierwiastkom, a drugim jest przeliczanie częstości zliczeń pochodzących od danego pierwiastka na jego koncentrację. W przypadku sPNG komplikacją, nie występującą przy pomiarze naturalnej promieniotwórczości (sPG), są dodatkowe efekty związane ze zmienną zawartością wodoru (porowatość i zailenie), wpływem zmiennego przekroju czynnego absorpcji neutronów Σa (B, Gd, Cl), a także pasożytniczym wpływem innych pierwiastków emitujących promieniowanie w ww. oknach energetycznych, w czym szczególną rolę odgrywa chlor (Cl). Ta specyficzna sytuacja wymaga wprowadzania dodatkowych źródeł, innych niż profilowanie sPNG, uwzględniających Σa i zasolenie badanego ośrodka skalnego. W warunkach mioceńskiej formacji przedgórza Karpat dodatkową komplikacją z punktu widzenia dokładności interpretacji jest jej cienkowarstwowy charakter. Oznacza to konieczność minimalizacji wpływu fluktuacji statystycznych już na etapie pomiaru, nie można bowiem w takich warunkach stosować zbyt długich filtrów uśredniających, które ze swojej natury pogarszają pionową rozdzielczość pomiarów i zaciemniają tym samym istotną pionową zmienność ośrodka skalnego. Minimalizacja fluktuacji statystycznych na etapie pomiarów możliwa jest na dwa sposoby, po pierwsze przez zwiększenie aktywności źródła neutronowego (ten sposób nie jest możliwy w metodzie sPG), a po drugie przez obniżenie prędkości pomiaru. Warto zauważyć, że pod tym względem metoda sPNG wyraźnie przewyższa metodę sPG, której stosowanie w warunkach formacji cienkowarstwowych stoi pod dużym znakiem zapytania, właśnie ze względu na fluktuacje statystyczne. Prace nad oceną dokładności szacowania koncentracji Si, Ca i Fe otworową metodą spektrometrii neutron gamma (sPNG) w warunkach formacji mioceńskiej przedgórza Karpat prowadzono dla doświadczalnego spektrometru otworowego SO-5-90-SN na dwa sposoby. Po pierwsze, wykonano obliczenia symulacyjne metodą Monte Carlo dla kilkudziesięciu ośrodków skalnych, których skład chemiczny i własności petrofizyczne były reprezentowane dla formacji mioceńskie Po drugie, wykonano doświadczalne pomiary w trzech otworach wiertniczych, w których wykonane były równolegle szerokie badania laboratoryjne próbek skalnych, zarówno dotyczące składu chemicznego jak i mineralnego. Spektrometr SO-5-90-SN jest doświadczalnym narzędziem przebadanym w warunkach stanowiska kalibracyjnego (BGW Zielona Góra), co stanowiło podstawę weryfikacji poprawności obliczeń symulacyjnych Monte Carlo. Obliczenia te były z jednej strony podstawą opracowania metodyki obliczania koncentracji Si Ca i Fe, z drugiej zaś posłużyły do oceny jej dokładności.
There are a few sources of errors in a spectral method of determination elemental contents. Several elements influence the measured gamma spectra induced by neutrons. Three of them Si, Ca and Fe are most interesting as lithology indicators. Every of these three elements emit the specific energy of gamma ray allowing to set the separate energy windows. Ranking these energies increasingly, the windows are ordered from lowest Si, through middle Ca up to highest Fe. The stripping procedure eliminating interaction between windows is the first source of errors. The similar, well known, problem exists in a natural gamma spectroscopy, where three natural gamma emiters K, U and Th are only source of spectra. The proper selection of energy windows, the calibration using good recognised standards, and the low statistic fluctuation avoid against unstability of the stripping procedure. In the case of neutron gamma spectroscopy there are, nevertheless, some additional troubles. Source of them is an existence in rock such elements as H, Cl, S and some trace elements influencing a thermal neutron flux. All nuclear measurements are biased by statistical fluctuations. This inevitable phenomenon is especially significant in thin bedded formations. Only way to reduce statistical fluctuations is low speed of logging and/or an application of stronger neutron source. Two different ways of the accuracy evaluation were assumed. The first one based on Monte Carlo simulation, and the second one based on borehole measurements. The special experimental borehole spectrometer SO-5-90-SN was used in the input geometry for the numerical calculation and in real borehole measurements.
Czasopismo
Rocznik
Strony
573--574
Opis fizyczny
Twórcy
autor
- Instytut Fizyki Jądrowej PAN, Kraków
autor
- Akademia Górniczo-Hutnicza Kraków
autor
- Akademia Górniczo-Hutnicza Kraków
Bibliografia
Uwagi
Praca została zrealizowana w latach 2006 [5] i 2007 [6] w ramach badań wspólnych sieci naukowej „Metody jądrowe dla geofizyki” koordynowanych w IFJ PAN i finansowanych przez MNiSW na podstawie Decyzji 620/E-77/SN-007/2006 i 620/E-77/SN-0007/2007.
Typ dokumentu
Bibliografia
Identyfikator YADDA
bwmeta1.element.baztech-1cff9b46-2a5d-4c44-aaa3-174f5774c8de
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.