شبیه سازی سیستم چاه نگاری نوترونی با استفاده از کد mcnp

حفاری چاه‌‍‌های نفت و گاز، یکی از مراحل اصلی و جزء لاینفک تولید و استخراج سیالات هیدروکربنی است. ابزارهای چاه نگاری هسته ای، بسیار در این زمینه کاربرد دارند. می دانیم ابزارهای چاه نگاری هسته ای به دو نوع ابزارهای نوترونی و ابزارهای گاما دسته بندی می شوند که از این دو، ابزارهای نوترونی به مراتب پرکاربردتر می باشند. البته این ابزارها به تکنولوژی های پیچیده ای نیاز دارند و از لحاظ اقتصادی نیز بسیار گران قیمت می باشند. از آنجاییکه در صنعت نفت ایران نیز به این ابزارها نیاز هست، ما در این پروژه به شبیه سازی و طراحی ابزار نوترونی جبران شده می پردازیم. در این ابزار از چشمه نوترونی am-be با انرژی mev 5/4 و فعالیت 18 کوری استفاده شده است. هم چنین آشکارسازهایی که به شمارش نوترون های حرارتی می پردازند، دو آشکارساز 3he می-باشند که در فواصل دور و نزدیک از آشکارساز قرار گرفته اند. طرز کار ابزار به این صورت است که نوترون های سریع از چشمه گسیل می شوند و با سازند برخورد کرده، سپس در اثر اندرکنش هایی با اتم های سازند به نوترون حرارتی تبدیل شده و توسط آشکارسازها ثبت می شوند. حال در این میان پارامترهای متفاوتی بر روی اندازه گیری ابزار تاثیرگذار است که ما به بررسی هر یک از این عوامل می پردازیم. در حقیقت، با استفاده از کد mcnp به طراحی و شبیه-سازی یک ابزار نوترونی جبران شده بهینه می پردازیم که از لحاظ عملکرد در مقایسه با نمونه خارجی تفاوتی نداشته باشد. هم چنین تغییراتی را نیز در نوع چشمه و نوع آشکارسازها لحاظ کردیم و شاهد نتایج بسیار خوبی بودیم.

simulation of neutron well logging system by mcnp code

drilling oil and gas wells is one of the main stages and an integral part of the production and extraction of hydrocarbon fluids. nuclear well drilling tools are widely used in this field. we know that nuclear well drilling tools are classified into two types of neutron tools and gamma tools, of which the neutron tools are far more widely used. of course, these tools require tremendous technology and are very economical. since these tools are also needed in the iranian oil industry, in this project we will simulate and design a compensated neutron tool. in this instrument, am-be neutron source with 4.5 mev energy and 18-core activity is used. also, the detectors that count thermal neutrons are two 3he detectors located at close distances from the detector. the way the instrument works is that fast neutrons are emitted from the source and collide with the formation, then due to interactions with the atoms of the formation, they are converted into thermal neutrons and recorded by detectors. in the meantime, different parameters affect the measurement of the instrument, and we examine each of these factors. in fact, we use mcnp code to design and simulate an optimally compensated neutron instrument that is not functionally different from the external sample. we also made changes to the type of springs and the type of detectors, and we saw very good results.