Deutsch (9.3 MB) - Nagra

NAGRA NTB 92-03
Bohrlochgeophysik
- 62-
4.3.4 Neutronen-Porosität (Sonde NN1)
Prinzip und geologische Relevanz der Messung
Das Neutron-Log ist die Messung der Wasserstoff-Konzentration in der, die Sonde
umgebenden Formation. Neutronen sind elektrisch neutrale Teilchen mit einer Masse,
die weitgehend mit der des Wasserstoffatoms identisch ist.
Ein Neutronen emittierender Americium/Beryllium-Strahler wird unten an der NN1-
Sonde befestigt. Die beiden weiter oben liegenden 3He-Detektoren sind in der Lage,
dort ankommende Neutronen zu registrieren. Die emittierten Neutronen sind Neutronen
hoher Energie (hohe Geschwindigkeit) und müssen zuerst auf "thermische Energie"
verlangsamt werden, bevor sie von den 3He-Zählrohren wahrgenommen werden können.
Dieser Prozess der Verlangsamung wird hauptsächlich verursacht durch elastische
Kollisionen mit Atomen gleicher Masse, wie z. B. dem Wasserstoffatom. Millisekunden
nach dem Verlassen der Quelle sind die Neutronen soweit verlangsamt (thermischer
Zustand), dass sie von den verschiedensten Elementen, hauptsächlich aber
vom Chlor, eingefangen werden können.
Nach der Übertragung der beiden Zähl raten (gemessen von den bei den Detektoren mit
längerem und kürzerem Abstand zum Strahler), wird vom Computer das Verhältnis dieser
beiden Werte berechnet. Dieses Verhältnis steht in Relation zu dem Weg der Neutronen,
um ein thermisches Energieniveau zu erreichen. Hierdurch wird es möglich,
einen gewissen Grad an Linearität und Kaliberunabhängigkeit zu erreichen, wie es mit
einer Sonde mit nur einem Detektor nicht möglich ist.
Kompensierte Neutronen-Logs werden aufgezeichnet als scheinbare Sandstein­
Porosität, Kalkstein-Porosität oder Dolomit-Porosität.
Tiefe Zählraten sind indikativ für eine hohe Wasserstoff-Konzentration und umgekehrt.
Wasserstoff ist im Gestein in erster Linie in Form von Wasser vorhanden
(Wasser in Poren, an Minerale gebunden oder als Bestandteil von Mineralstrukturen,
v. a. bei Tonmineralien), tritt aber auch in Öl oder Gas auf.
Kalibrierung
Wie bei anderen radioaktiven Messungen auch, variiert die Empfindlichkeit der NN1-
Sonde von Gerät zu Gerät.
Um eine Sonde zu kalibrieren, wird als erstes ein Koeffizient definiert, der die Zählraten
in Standard Neutron Units (SNU's) konvertiert. SNU's sind interne BPB-Kalibrationseinheiten.
Um beide Detektoren zu kalibrieren, werden zwei Nylonblöcke benutzt. Das