Гамма-гамма-каротаж селективний

Рисунок 10.4 – Схематичне зображення свердловинного приладу РГП-2

В якості джерела гамма-випромінювання використовують радіоактивні ізотопи кобальту-60 (Т=5,27 роки, Еg=1,33 і 1,17 МеВ) або цезію-137 (Т=33 роки, Еg=0,662 МеВ). Відстань від середини індикатора гамма-випромінювання до центра джерела гамма-квантів називається довжиною зонда. Зондовий пристрій має екран, який послаблює пряме випромінювання джерела в тій частині приладу, де знаходиться індикатор гамма-випромінювання. В якості екрану використовують речовину з великими порядковими номерами, найчастіше – свинець або вольфрам.

Інтенсивність розсіяного гамма-випромінювання, яка реєструється індикатором, залежить від густини породи, довжини зонда, активності та природи первинного гамма-випромінювання. У міру збільшення густини середовища розсіювання, інтенсивність гамма-випромінювання спочатку зростає, досягаючи максимуму, а потім спадає (Рис. 10.3). Підвищення інтенсивності випромінювання, яке реєструється в області малих густин обумовлено збільшенням кількості розсіяних гамма-квантів у зв’язку з ростом числа електронів в одиниці об’єму породи, і як наслідок, її густини. Наступне зменшення інтенсивності гамма-випромінювання пов’язане з поглинанням речовиною частини розсіяних гамма-квантів внаслідок фотоефекту.

Положення максимуму на кривій (Рис. 10.3) залежить від довжини зонда і початкової енергії гамма-квантів. З підвищенням енергій первинного випромінювання і зменшення довжини зонда максимум зміщується вправо. Так як більша частина гірських порід має густину вище 2·10³ кг/м³, то вимірювання проводять за спадаючою частиною кривої, тобто із збільшенням густини порід інтенсивність розсіяного гамма-випромінювання спадає.

Глибинність дослідження густинного методу розсіяного гамма-випромінювання мала (близько 10-15 см) і залежить від довжини зонда, потужності джерела, енергії первинних гамма-квантів, густини гірських порід.

Із збільшенням довжини зонда збільшується глибинність дослідження густинного гамма-гамма-каротажу. Але при цьому збільшується статична похибка реєстрації розсіяних гамма-квантів, що вимагає необхідність використання більш потужніших джерел. Досвідченими працівниками встановлено, що для дослідження залізних руд оптимальними є зонди довжиною 30-50 см, руд тяжких елементів – зонди довжиною 20-40 см, для визначення пористості осадових гірських порід – зонди довжиною 40 см.

Потужність джерела вибирається такою, щоб розсіяне гамма-випромінювання перевищувало природне гамма-випромінювання порід в декілька раз і цим самим забезпечувало малу статистичну похибку реєстрації, але не перевищувало б допустиму дозу гамма-випромінювання обслуговуючого персоналу. Як правило застосовують джерела гамма-випромінювання активністю від 0,37·10⁴ до 1,85·10⁴ розп./с.

Збільшення початкової енергії гамма-квантів викликає збільшення їх проникаючої властивості та, внаслідок чого, глибинність дослідження методу. З цієї точки зору переважно використовують джерело ⁶⁰Co.

Радіус дослідження ГГК-Г обернено-пропорційно залежить від числа електронів в одиниці об’єму гірської породи, а значить від її густини.

Внаслідок глибинності ГГК-Г на достовірність його показів великий вплив має зміна діаметра свердловини, фізичні властивості рідини, яка заповнює свердловину, товщина глинистої кірки, а також присутність або відсутність обсадних колон і т.д.

З метою зменшення впливу свердловинних умов на результати досліджень ГГК-Г використовують зонди великих розмірів і свердловинні прилади спеціальної конструкції (Рис. 10.4). Особливий пристрій притискає прилад до стінки свердловини стороною, на якій змонтовані колімаційні вікна для джерела і індикатора ГГК-Г. Завдяки цьому зменшується вплив діаметру свердловини і шару рідини, яка заповнює свердловину та відділяє прилад від об’єкту дослідження. Для зменшення ймовірності попадання на індикатор прямого гамма-випромінювання джерела і гамма-випромінювання, розсіяного рідиною, яка заповнює свердловину, джерело та індикатор часто екранується із сторони свердловини. Опромінення породи і сприйняття розсіяного гамма-випромінення в цьому випадку відбувається через невеликі отвори в екранах (коліматори), які розміщені в частині приладу, притисненої до стінки свердловини.

Якщо присутня глиниста кірка, то густина досліджуваного середовища знижується, а покази ГГК-Г підвищуються. Вплив глинистої кірки на інтенсивність розсіяних гамма-квантів враховується з допомогою спеціальних палеток.

Результати вимірювань ГГК-Г виражаються в імпульсах на хвилину або в умовних одиницях. За умовну одиницю приймаються покази радіометра, які відповідають показам у воді (середовище з густиною 10³ кг/м) або алюмінію (середовище з густиною 2,65·10³ кг/м). Умовну одиницю отримують за результатами вимірювань в баці з водою або алюмінієвому блоці. Вона дорівнює різниці показів при вимірюваннях з джерелом гамма-випромінювання і без нього.

Точку запису ГГК-Г відносять до середини відстані між джерелом і індикатором.

При опроміненні гірської породи м’якими гамма-квантами з енергією E_g<0.5МеВ в основному проходить фотоелектричне їх поглинання поряд з комптонівським розсіюванням. Внаслідок чого, інтенсивність розсіяного породою м’якого гамма-випромінення залежить від наявності в ній важких елементів з великими атомними номерами та у меншій ступені визначається її густиною.

Селективний гамма-гамма-каротаж базується на реєстрації по стовбурі свердловини розсіяного гамма-випромінювання джерелом м’яких гамма-квантів.

Радіометр, який використовується при ГГК-С, аналогічний радіометру ГГК-Г. Він відрізняється тільки тим, що при дослідженні глибоких свердловин використовується гільза із алюмінію, а при роботі на малих глибинах – із плексигласу. Крім того, в ГГК-С використовуються джерела м’якого гамма-випромінювання – радіоактивні ізотопи ⁷⁵Se (селен), ¹⁷⁰Tu (тулій), ¹¹³Sn (станум), ¹²³Te (телур), ¹³³Ba (барій), ²⁰³Hg (меркурій), ¹³⁷Cs (цезій).

У загальному випадку залежність між інтенсивністю розсіяного м’якого гамма-випромінювання та ефективним порядковим номером z_еф середовища відмінна від лінійної. Однак для руд певного речовинного складу та енергії опромінюючих гамма-квантів можна підібрати такі джерела м’якого гамма-випромінювання, які забезпечать максимальну чутливість методу та лінійність зв’язку I_gg=f(z_еф).

Впливу густини на покази ГГК-С можна позбутись наступним чином. Необхідно підібрати зонди таких розмірів, при яких на інтенсивність розсіяного гамма-випромінювання не впливає густина середовища. Переважно це зонди малої довжини, які володіють малою глибинність дослідження. Однак при їх використанні на результати ГГК-С сильно впливають свердловинні умови вимірювання.

При розвідці руд важких металів зменшити вплив густини середовища можна шляхом одночасного використання двох зондів. Так як при малих зондах залежність між інтенсивністю розсіяного гамма-випромінювання та густиною середовища пряма, а при великих розмірах зондів – обернена, то інтенсивність розсіяного гамма-випромінювання буде визначатись вмістом важких елементів у породі.

Потужність джерел у селективному гамма-гамма-каротажу вибирають такою, щоб аномалії навпроти корисних копалин мали амплітуди не менше 4-5 см і швидкість рахунку в каналі при вибраних розмірах зондів не перевищувала максимально допустиму для даного типу апаратури. Еталонування апаратури ГГК-С, вибір швидкості руху приладу та сталої часу інтегрування проводиться аналогічно, як і в ГК.

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
Апаратура і методика проведення густинного гамма-гамма-каротажу	\|	НГК, ННК-НТ, ННК-Т

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.029 сек.