Basic Physics of Neutron LogThe neu

Basic Physics of Neutron Log
The neutron log contains a radioactive source, which by means of a reaction between elements
1
emits fast
(high energy) neutrons. As the neutrons enter the formation, they collide with the nuclei of other atoms
and slow down (loss of energy). Note, the terms “high energy neutrons” and “high velocity neutrons”
are the same, since the mass of the neutron is constant.
Based on the conservation of momentum, the most energy loss occurs when a neutron collides with a
nucleus of an atom of equal mass. The mass of hydrogen’s nucleus is almost equal to the mass of a
neutron.
Within microseconds of entering the formation, the successive collisions reduce the energy of neutrons
to “thermal energy.” Neutrons in this state are called “thermal neutrons.” A thermal neutron continues
to diffuse randomly at low energy through the formation. The average distance that a neutron will travel
from the source in a straight line before it reaches the thermal velocity is called the “slowing down
length.”
1
Newer tools do not require nuclear reaction to generate high velocity neutrons.
Neutron slowing down power expressed at the number of
collisions required to thermalize* a neutron
Element # Collisions Atomic Mass Unit
Hydrogen 19 1
Carbon 120 12
Silicon 271 28
Calcium 384 40
* Thermalize is considered to be to reduce the energy of the neutron from 4 MeV to less than 0.10 MeV
(See Reference 2, V-257 for full table)
Eventually, the thermal neutrons are “captured” or absorbed by the nuclei of the atoms of the formation.
Earlier neutron logs did not detect neutrons directly, instead they measured the gamma rays that were
emitted when hydrogen and chlorine captured the thermal neutrons. The level of radiation reaching the
detector is inversely related to the hydrogen content as shown in the table below:
High hydrogen content Low hydrogen content
Neutrons are slowed rapidly Neutrons are slowed down less rapidly
Neutrons are captured close to source Many neutrons captured close to source
Little radiation reaches the detector Significant radiation reaches the detector
=> High Porosity = High hydrogen content = Low GR counts,
=> Low Porosity = Low hydrogen content = High GR counts
The neutrons that do not reach thermal velocities and are not subject to nucleus capture are called
epithermal neutrons. The compensation neutron log uses two detectors, a near and far detector. An
estimate of the size of the neutron cloud around the source is calculated based on the ratio of the count
rates at these detectors.
The two detector log counts both epithermal and thermal
neutrons. It does this so that a meaningful populations of
neutrons can always be counted. This makes the log reliable
in a sense, but creates an inaccuracy problem, because the
thermal neutrons population has been reduced by
capture/absorption making the hydrogen index less accurate.
Note, that in reference 2, page V-269, this option of trading
reliability for accuracy is discussed for LWD tools.
One would like to base porosity on epithermal neutrons if there were in sufficient quantity to count.

Kết quả (Việt) 1:

Các vật lý cơ bản của Neutron đăng nhậpĐăng nhập neutron có một nguồn phóng xạ, bởi có nghĩa là một phản ứng giữa các yếu tố1phát ra nhanhneutron (năng lượng cao). Khi các neutron vào sự hình thành, họ va chạm với hạt nhân nguyên tử khácvà làm chậm (mất năng lượng). Lưu ý, các điều khoản "cao năng lượng neutron" và "tốc độ cao neutron" là như nhau, kể từ khi khối lượng neutron là hằng số. Dựa trên bảo tồn động lượng, hầu hết năng lượng tổn thất xảy ra khi một neutron va chạm với một hạt nhân của một nguyên tử bằng khối lượng. Khối lượng của hạt nhân của hydro là gần như tương đương với khối lượng của mộtneutron. Trong vòng miligiây của nhập thành, các va chạm tiếp làm giảm năng lượng neutron để "nhiệt năng." Neutron trong trạng thái này được gọi là "nơtron nhiệt." Nơtron nhiệt tiếp tụcđể khuếch tán ngẫu nhiên tại các năng lượng thấp thông qua sự hình thành. Khoảng cách trung bình một neutron sẽ đi du lịch từ các nguồn trong một đường thẳng trước khi nó đạt đến vận tốc nhiệt được gọi là các "chậm độ dài."1Công cụ mới hơn không yêu cầu phản ứng hạt nhân để tạo ra tốc độ cao neutron. Neutron chậm lại sức mạnh thể hiện số lượng va chạm phải thermalize * nơtronĐơn vị khối lượng nguyên tử va chạm nguyên tố #Hydro 19 1Cacbon 120 12Silic 271 28Canxi 384 40* Thermalize được coi là để giảm năng lượng neutron từ 4 MeV đến ít hơn 0,10 MeV(Xem tham khảo 2, V-257 cho bảng đầy đủ)Cuối cùng, các nơtron nhiệt là "bắt" hoặc hấp thụ bởi các hạt nhân nguyên tử của sự hình thành. Trước đó neutron bản ghi không thể phát hiện neutron trực tiếp, thay vào đó họ đo các tia gamma phát ra khi hiđrô và clo bắt nơtron nhiệt. Mức độ bức xạ đạt các Máy dò nghịch liên quan đến nội dung hydro như thể hiện trong bảng dưới đây:Hydro cao hydro thấp nội dung nội dungNeutron được làm chậm lại nhanh chóng neutron được làm chậm lại xuống ít hơn nhanh chóngNeutron được chụp gần nguồn nhiều neutron chiếm được gần gũi với nguồnÍt bức xạ đạt đến phát hiện bức xạ quan trọng đến các máy dò= > Cao độ xốp = hydro cao nội dung = số lần thấp GR, = > Thấp độ xốp = thấp hydro nội dung = cao GR đếmCác neutron mà không đạt được vận tốc nhiệt và không phụ thuộc vào hạt nhân chụp được gọi là epithermal neutron. Đăng nhập neutron bồi thường sử dụng hai thiết bị dò, một phát hiện gần và xa. Một dân số ước tính kích thước của đám mây neutron xung quanh thành phố nguồn được tính dựa trên tỷ lệ số tỷ giá tại các máy dò. Đăng nhập hai máy dò bá tước epithermal và nhiệtneutron. Nó thực hiện điều này để một quần thể có ý nghĩa neutron có thể luôn luôn được tính. Điều này làm cho các bản ghi đáng tin cậy trong một cảm giác, nhưng tạo ra một vấn đề không chính xác, bởi vì các nơtron nhiệt dân has been giảm by chụp/hấp thụ làm cho chỉ số hydro ít chính xác hơn. Lưu ý, rằng trong tham khảo 2, trang V-269, tùy chọn này của thương mại độ tin cậy cho độ chính xác được thảo luận cho LWD công cụ.Một mong muốn căn cứ độ xốp trên epithermal neutron nếu có các số lượng đủ để đếm.