Нейтронний каротаж, метод геофизичних досліджень, заснований на взаємодії нейтронів з речовиною гірських порід. У свердловину опускають товстостінну сталеву гільзу, що містить нейтронне джерело і детектор, реєструючий вторинне випромінювання. Останнє виникає в результаті взаємодії нейтронів з атомними ядрами породи (див. Нейтронні детектори ). Між джерелом і детектором встановлюється фільтр з парафіну, Pb або Bi, що перешкоджає прямому попаданню нейтронів з джерела в детектор. Сигнали детектора, посилені і сформовані за допомогою електронних пристроїв, передаються по кабелю вгору для реєстрації і аналізу. Переміщаючи гільзу уздовж свердловини ( мал. ), записують каротажну діаграму — залежність швидкості рахунку сигналів від глибини. Н. до. був вперше здійснений в США (Б. М. Понтекорво, 1941), в СРСР розвиток Н. до. пов'язано з іменами Б. Б. Лапука і Г. Н. Флерова .
Існує близько 10 варіантів Н. до., що відрізняються типом нейтронного джерела, виглядом вторинного випромінювання, а також характером отримуваної інформації. В разі нейтрон-нейтронного каротажу реєструються теплові нейтрони, уповільнення, що утворюються в результаті, в гірській породі швидких нейтронів джерела (див. Уповільнення нейтронів ). При нейтронному g-каротажі реєструються g-кванті, що виникають при захваті повільних нейтронів ядрами (див. Повільні нейтрони ). У цих варіантах Н. до. з джерелом безперервної дії визначається відносна кількість водню в пластах. Оскільки водень — найбільш ефективний сповільнювач нейтронів, то в породах з порами, заповненою водою або нафтою, нейтрони сповільнюються вже на невеликих відстанях від джерела. Наприклад, в піщанику з 20%-ній пористістю відстань, в якій близько 60% нейтронів джерела (з енергією 5 Мев ) стають тепловими, — порядка декілька див. Число теплових нейтронів (або g-квантів радіаційного захвату ), що досягають при цьому детектора, невелико, оскільки відстань до нього істотно більша (30—50 см ). Із зменшенням вмісту водню в пласті довжина уповільнення зростає, нейтрони стають тепловими в області, ближчій до детектора, і число його відліків збільшується. Т. о., мінімуми на каротажній діаграмі відповідають пластам з підвищеним вмістом водню.
Окрім пористих пластів (піщанику, вапняку) з водою або нафтою, діаграми Н. до. дають можливість виділити щільніші пласти, кордони пластів, глинисті прошарки, а також кордони між рідиною і газом, що дає можливість застосовувати Н. до. при пошуках родовищ газу.
Н. до. з джерелом безперервної дії не дає, проте, можливості надійно відрізняти пласти, насичені водою і нафтою, оскільки вони як сповільнювачі нейтронів невиразні. Для цієї мети ефективніше виявився Н. до. з імпульсним джерелом (імпульсний Н. до.). Вода пласта зазвичай містить мінеральні солі, наприклад NACI, тоді як в нафті вони відсутні. Із-за поглинання нейтронів в Cl час життя t теплових нейтронів в пласті, що містить воду, менше, ніж в нафтовому пласті. У імпульсному Н. до. нейтрони випускаються протягом коротких інтервалів часу — від 1 до 10 мксек, а реєструються лише ті сигнали від детектора, які приходять через час t > t після нейтронного імпульсу. При цьому число реєстрованих сигналів залежатиме від t. У пласті, що містить воду, для якого t невелико, до моменту t залишається мало нейтронів і інтенсивність реєстрації мала. У пласті ж, насиченому нафтою, t більше і нейтронів залишається більше. У районах з сильною мінералізацією вод пластів (200 г NACI на 1 л ) досягаються десятиразові відмінності в показниках приладу проти нафто- і водонасичених ділянок пласта. Імпульсний Н. до. набув поширення після створення малогабаритних імпульсних нейтронних генераторів.
В Н. до. з реєстрацією g-квантів застосовуються сцинтиляційний лічильник і напівпровідникові детектори, що володіють високою роздільною здатністю. Вимір спектру g-квантів радіаційного захвату дозволяє здійснювати елементний аналіз гірських порід. Використовуючи при цьому імпульсний Н. до., удається визначати і спектр g-променів, що виникають при непружному розсіянні нейтронів на ядрах. Такий варіант Н. до. обіцяє можливість виділення нафтоносних пластів за змістом З, тобто незалежно від наявності солей у водах пластів.
В СРСР Н. до. входить в комплекс обов'язкових геофизичних робіт, що проводяться на всіх свердловинах, що вводяться в буд. Н. до. застосовується також для пошуку пропущених нафтових горизонтів в старих свердловинах.
Після опромінення породи нейтронами в ній виникає радіоактивність, вимір якої дає також інформацію про склад породи (нейтронно-активаційний каротаж). Засновані на цьому методи Н. до. застосовуються при пошуку корисних копалин і в ін. геологічних дослідженнях.
Літ.: Pontecorvo Ст, Neutron well logging new geological method based on nuclear physics, «Oil and Gas Journal», 1941/42, v. 40 № 18; Філіппов Е. М., Прикладна ядерна геофізика, М., 1973; Основи імпульсного нейтрон-нейтронного каротажу, М., 1965; Арцибашев Ст А., Ядерно-геофизична розвідка, М., 1972.
