PUC-AULA-8-NEUTRAO [MODO DE COMPATIBILIDADE]

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PERFIS DE POROSIDADE
• SÔNICO
• DENSIDADE• DENSIDADE
• NEUTRÃO
Perfilagem de Poços por: Paulo Soeiro
Princípio:Uma fonte de neutrons emite neutrons de alta energia que 
penetram na formação. Os neutrons perdem energia devido às colisões 
elásticas com átomos da formação. A quantidade de energia perdida 
depende da massa relativa do núcleo no qual o neutron colide. A maior 
perda de energia ocorre quando o neutron colide com núcleo de partículas 
de igual massa (hidrogênio). No estado termal são capturados por átomos 
de H e Cl.
Esquema do Perfil Neutrão
COMPENSATED NEUTRON LOG-CNL
Fonte de AmBe (16 Curie)
Detetores Termais
Detetores Epitermais
Ou ainda:
Neutrons são partículas eletricamente neutras que tem a massa 
praticamente idêntica ao átomo de hidrogênio.
Neutrons com alta energia (rápidos) são emitidas continuamente de uma fonte
radiativa e colidem com os nucleos dos elementos da formação, perdendo energia.
As maiores perdas ocorrem com o choque com nucleos de massa idêntica 
(hidrogênios). Assim a desacelaração dos neutrons depende principalmente(hidrogênios). Assim a desacelaração dos neutrons depende principalmente
da quantidade de átomos de hidrogênio presentes na formação.
Colisões com núcleos pesada não acarreta perda de energia.
Ja com pouca energia (estado termal) (nnergias menores que 0,025eV) os neutrons 
são capturados pelos átomos H , Si e Cl.
Ao capturar os neutrons os nucleos emitem raios gama que são detectados
pelos detetores. 
Classificação da Energia e velocidade dos Neutrons
Diferentes técnicas para classificação dos Neutrons
PERFIS DE NÊUTRONS
PERFIS DE NÊUTRONS
Espalhamento Inelástico
Ocorre quando um neutrão de mais de 
1 MeV colide com um núcleo.
Parte da energia do neutrão incidente 
excita o núcleo para um estado de 
energia superior que dura menos de um 
microsegundo. O núcleo prontamente microsegundo. O núcleo prontamente 
retorna ao seu estado mais estável 
emitindo um ou mais raios gama com 
energias particulares do núcleo alvo.
Este tipo de medida é utilizado 
principalmente para medir a 
concentração relativa de Carbono e 
Oxigênio que são utilizados para 
determinar saturação de água 
(principalmente em poços revestidos).
PERFIS DE NÊUTRONS
Imediatamente após a fase de neutrões rápidos, eles são rapidamente freados por 
colisões elásticas com os núcleos. A energia perdida em cada colisão depende do 
ângulo de incidência com o núcleo e da massa deste. A probabilidade de ocorrência 
de uma colisão depende obviamente do número de átomos presentes em um 
determinado volume de formação, ou seja a concentração atômica por centímetro 
cúbico. Entretanto um outro parâmetro deve ser considerado, a seção cruzada de 
interação elástica, que é característica para cada tipo de átomo. Tem a dimensão 
de área e deve ser considerada como a área de superfície efetiva apresentada pelo 
núcleo ao neutrão incidente. Não é apenas relacionado com o tamanho físico do 
núcleo e depende também da energia do neutrão incidente.
H
100
Ca
4,9
Si
7
Cl
O
12
C
15,8
SEÇÃO TRANSVERSAL 
PARA COLISÃO
PERFIS DE NÊUTRONS
5,5
H
0,33
Ca
0,43
Si
0,13
Cl
31,6
O
0,0002
C
0,0032SEÇÃO TRANSVERSAL
PARA CAPTURA
PERFIS DE NÊUTRONS
PERFIS DE NÊUTRONS
PERFIS DE NÊUTRONS
• Captura de neutrões termais, 
ocasionalmente durante a fase de difusão, 
um núcleo irá capturar um neutrão, 
resultando em absorção total. O núcleo se 
tornará momentaneamente excitado e 
quando retorna ao seu estado de equilíbrio 
emite um ou mais raios gama com energias 
particulares ou alguma outra radiação.
• Ativação termal retardada, Alguns • Ativação termal retardada, Alguns 
elementos produzem muito poucos raios 
gama durante a fase termal de captura dos 
neutrões, um destes elementos é o 
alumínio. A ferramenta que utiliza o 
princípio é a AACT (aluminium activation 
clay tool). 27Al +N � 28Al � 28Si este 
retorna ao equilíbrio produzindo raio gama 
de 1,779 MeV, que é detectado. A fonte 
neste caso é o 252Cf.
PERFIL DE NEUTRONS
EMISSÃO DE NEUTRONS DE ALTA ENERGIA
NEUTRONS RÁPIDOS - ESPECTROSCOPIA
TERMAL
DESACELERAÇÃO 
EPITERMAL
DIFUSÃO
CAPTURA
Perfilagem de Poços por: Paulo Soeiro
PERFIL DE NEUTRONS
Detetor FAR
Detetor NEAR
H
100
Ca
4,9
Si
7
Cl
O
12
C
15,8
SEÇÃO TRANSVERSAL PARA COLISÃO
Neutrons
Fonte
Braço Excêntrico
Adaptado: SCHLUMBERGER
Cl
5,5
12
H
0,33Ca
0,43
Si
0,13
Cl
31,6
O
0,0002
C
0,0032
SEÇÃO TRANSVERSAL PARA CAPTURA
Perfilagem de Poços por: Paulo Soeiro
PERFIL DE NEUTRONS
FERRAMENTAS
NEUTRON - NEUTRON TERMAL
CNL
NEUTRON - NEUTRON EPITERMAL
SNP
FONTEFONTE
CRISTAIS DE Am-Be ou Pb-Be
EPITERMAL - 23 cm
RAIO DE INVESTIGAÇÃO 
TERMAL - 36 cm
POÇO PADRÃO UNIVERSIDADE DE HOUSTON
CALIBRAÇÃO
CAMADAS DE CALCÁRIO COM 1,9% 19% 26%
Perfilagem de Poços por: Paulo Soeiro
CNL(Compensated Neutron Log)
Utilização:Porosidade, Litologia e Gás.
Curva Registrada: NPHI(I 12”, RV 24”)
Apresentação:Pista 04, escala linear.
Atenção:Atenção:
Diâmetro do Poço
Argilosidade
Hidrocarbonetos Leves
Outros Perfis:
TDT(Thermal Decay Time Logging)
HGNS(Highly Integrated Gamma Ray Neutron)- é utilizado na 
composição do PEX.
Perfilagem de Poços por: Paulo Soeiro
ÍNDICE DE HIDROGÊNIO
Material Concentração de H IH
(1023 átomos/cm3)
Água Doce 0,699 1Água Doce 0,699 1
Água Salgada 0,614 0,92
Gás Natural 0,0011 0,002 
Óleo pesado 0,684 1,02
Carvão 0,442 0,66
GRÁFICO DE POROSIDADE
19%
15%
Perfilagem de Poços por: Paulo Soeiro
PERFIS DE NÊUTRONS
PERFIS DE NÊUTRONS
� SUMÁRIO-ELEMENTOS DOMINANTES
 
BR
PETROBRAS
1-SSS-1-AA
PHIN (UP)45 -15
GR0 150
CAL4 14
BS= 6 1/8”
M
R
=
2900
APRESENTAÇÃO DO
PERFIL NEUTRÃO
PISTA 4
2925
Perfilagem de Poços por: Paulo Soeiro
 
BR
PETROBRAS
1-SSS-1-AA
PHIN45 -15
GR0 150
CAL4 14
BS= 6 1/8”
M
R
=
2900
0 %12 %
LEITURA DE POROSIDADE 
PASSOS
1-) A escala é de porosidade
2-) Determinar o zero de porosidade
3-) Cada linha vertical equivale
a 3% de porosidade.
PERFIL NEUTRÃO
2925
3 %
6 %
9 %
15 %
18 %
20 %
20%+4%=24%
4-) O valor lido do ponto assinalado
é 20%.
5-) Como a ferramenta é calibrada
para calcário, temos que adicionar
mais 4 % ao valor lido. Portanto a 
porosidade real é 24%.
Perfilagem de Poços por: Paulo Soeiro
Respostas típicas da 
ferramenta de CNL
• DENSIDADE
– Apresentado em g/cm3 (2 a 3)
– Primeira escolha entre os perfis de porosidade
– Requer a densidade da matriz e do fluido
• NEUTRÃO
SUMÁRIO DOS PERFIS DE POROSIDADE
ρρ
ρρφ
flma
ma
D
−
−
=
log
( )[ ]ρρρ hcxowxofl SS .1. −+=
– Apresentação em escala de porosidade (45 a -15%)
– Combinado com o perfil de densidade
– Calibrado para calcário
– Muitas correções
– Bom discriminador para definição de zonas de gás e argilosas
• SÔNICO
– Apresentação em µs/ft
– Utilização para a calibração com a seção sísmica
– Requer tempo de trânsito da matriz e do fluido
– Utilizado na indisponibilidade do perfil de densidade.
tt
tt
mafl
ma
S
∆∆
∆∆
−
−
=
logφ
Comparação entre as ferramentas de porosidade