Nguyên lý:
Ở mức năng lượng thấp, neutron nhiệt dễ bị một số hạt nhân trong môi trường bắt giữ. Sau khi bắt giữ các neutron, hạt nhân rơi vào trạng thái kích thích và chúng thường thoát khỏi trạng thái kích thích này bằng cách phát xạ năng lượng dưới dạng một lượng tử gamma. Các lượng tử này còn được gọi là gamma chiếm giữ. Số lượng hạt gamma thu được tỷ lệ với mật độ của đá.
Hình 8 là sơ đồ đo theo phương pháp Neutron- gamma (hay là N-G tool)
34
Detector D để đếm các lượng tử gamma chiếm giữ.
Màn chì (4) để ngăn các tia gamma không đi thẳng từ nguồn đến detector. Tín hiệu từ Zond đi theo cáp lên mặt đất qua các ngăn điều chế tín hiệu (2) sau
đó đưa lên bộ ghi (3).
Nhận xét:
Cường độ phóng xạ gamma chiếm giữ phụ thuộc vào hàm lượng nguyên tố hydro trong môi trường nghiên cứu.
Các lưu chất này bão hoà, lấp kín trong lỗ rỗng của đá, do đó cường độ gamma đo được sẽ có quan hệ chặt chẽ với độ lỗ rỗng của thành hệ đá chứa.
Hàm lượng hydro trong dầu và nước được coi là xấp xỉ bằng nhau. Nhưng trong pha khí lại ít hơn hẳn
Cường độ phóng xạ gamma chiếm giữ còn phụ thuộc vào khoảng cách từ nguồn S đến detector D hay là chiều dài của Zond đo (Lnγ) và thường thì Lnγ ≥ 0,4 m Cường độ của Gamma bức xạ Neutron lớn hơn nhiều so với Gamma bức xạ Iγγ
và gamma tự nhiên (Iγ).
Đường cong Neutron Gamma:
Những phân tử có khả năng bắt giữ Neutron lớn như Cl, Li, Co, Bor có ảnh hưởng đến kết quả ghi của phương pháp Neutron Gamma.
Theo khả năng chứa Hidro, đất đá có thể chia làm hai nhóm:
35 Nhóm cao:
o Sét (có khả năng ngậm nước lớn và nhận phần lớn các khoáng vật có thành phần hoá học liên hệ với H2O.
o Thạch cao CaSO4.2H2O, tuy có độ rỗng thấp nhưng thành phần hóa học liên hệ với H2O.
o Vài loại đất đá chứa dầu và nước.
Nhóm thấp: Đá vôi, Dolomit, đá chứa nhiều thành phần xi măng, anhydrite, đá muối.
Đối với đất đá trầm tích thì giá trị của Neutron Gamma phụ thuộc từ độ sét và lượng H2 và Cl chứa trong lỗ rỗng của đất đá.
Đơn vị ghi của Neutron Gamma là V/V (%).