Uvod
Upotreba neutrona u ispitivanju naftnih bušotina je dobro poznata metoda koja se koristi još od 40-tih godina prošlog stoljeća (Valkovic, 2016.; Ellis, 2007.). Neutroni su se prvo upotrebljavali za mjerenje saturacije vodom (water saturation) u bušotinama obloženim metalnim cijevima, gdje nije bilo moguće upotrebljavati uobičajene električne metode mjerenja. Neutronske probe (NP) u današnjoj izvedbi su obično u obliku šupljeg metalnog cilindra unutar kojeg se nalazi neutronski generator i jedan ili dva neutronska i/ili gama detektora zajedno sa pripadajućom elektronikom i izvorima napajanja. NP se spušta u bušotinu, odgovarajućom brzinom, i tokom spuštanja prikupljaju se podaci u ovisnosti o dubini, koji opisuju odziv okolne formacije na brze/termalne neutrone. Do sada je razvijeno nekoliko različitih tehnika upotrebe neutrona u ispitivanju naftnih bušotina. Najčešća je ‘’die-away’’ tehnika koja u principu mjeri ‘’vrijeme života’’ termalnih neutrona u absorbativnom mediju. ‘’Die-away’’ tehnika je pogodna za ispitivanje naftnih polja visokog saliniteta, ali ne i za slatkovodna naftna polja s obzirom da slatka voda i sirova nafta imaju sličnu sposobnost uhvata neutrona. Atom klora ima jaču sposobnost hvatanja termalnog neutrona od atoma ugljika, kisika ili čak vodika, što omogućuje razlikovanje slojeva nafte ili plina od slojeva u kojima su pore ispunjene slatkom vodom. U formacijama koje sadrže slatku vodu ili vodu nepoznate slanosti, koristi se tzv. ''C/O logging'', prvenstveno za procjenu zasićenja naftom u bušotinama obloženim metalnim cijevima (Lock, 1973.; Shultz, 1973.; Eyvazzadeh, 2004 .). Budući da formacija stijena također može sadržavati ugljik, usporedba relativnih količina kalcija i silicija koristi se za razlikovanje ugljika u fluidu od onog koji je sastavni dio stijenja (Lawrence, 1979.). C/O metoda kao svoj operativni princip koristi aktivaciju brzim neutronima (engl. fast neutron activation analysis, FNAA), proizvedenih u pulsevima. Neutroni pogađaju uzorak od interesa, pobuđujući pritom jezgre kemijskih elemenata koji čine uzorak. Jezgre, u procesu de-ekscitacije, emitiraju karakteristične gama -zrake koje su potom detektirane gama detektorom, spojenim sa prikladnom elektronikom. U konačnici, iz energetskog spektra gama -zraka, možemo pronaći omjer količine kemijskih elemenata koji čine uzorak. Osnovni nedostatak konvencionalne FNAA metode je značajan utjecaj pozadinskog šuma, koji dolazi od interakcije neutrona sa cijevima koje oblažu bušotinu, kućištem probe te naftom unutar same bušotine. Kao rješenje ovog problema razvijena je tehnika aktivacije brzim neutronima sa pridruženom alfa česticom (engl. associated alpha particle, AAP), koja je pokazala mogućnost značajnog smanjenja šuma u C/O ispitivanju (Sudac et al.: ”C/O logging...”, 2021.). Konkretno, označavanje neutrona alfa česticom omogućilo je detekciju samo onih formacija koje se nalaze u stošcu označenih neutrona. Recentno, neutronska proba sa AAP metodom kao operativnim principom uspješno je testirana na visokim temperaturama (do 175 ºC) gdje je ustanovljen obrnuto proporcionalan odnos temperature i amplitude signala (Sudac et al., ”Development of...”, 2021.).