Слайд 2
Гамма-каротаж – это метод изучения скважин
путем определения естественной радиоактивностью. Гамма-каротаж или гамма-метод является аналогом
радиометрии. Подобные работы проводятся при помощи скважинных радиометров различных типов. По специальному кабелю электрические сигналы, пропорциональные интенсивности гамма-излучений, передаются в каротажную станцию, где происходит их автоматическая регистрация.
Слайд 4
При проведении гамма-каротажа записывается непрерывная кривая или диаграмма,
на которой отображается интенсивность гамма-излучений, а также выявляются пласты
разной радиоактивности. Породы и руды, которые содержат уран, радий, торий, калий-40 и другие радиоактивные элементы, а также граниты, глины набирают максимальных значений, а песчаные и карбонатные породы - минимальных. Спектрометрия естественного гамма-излучения, или же другими словами процесс определения энергии гамма-лучей, позволяет выделить в разрезах скважин породы и руды, которые содержат такие элементы, как, например, калий, торий, уран, фосфор и др.
Слайд 5
Гамма-метод, в сравнении с другими радиометрическими
методами исследований скважин, является наиболее распространенным способом изучения естественной
радиоактивности горных пород. В основе этого метода – изучение основных закономерностей изменения естественной радиоактивности горных пород, которая возникает в результате присутствия урана, тория и радиоактивного изотопа калия К40.
Гамма каротажные исследования проводятся эталонированной аппаратурой. Эталонирование (градуирование) аппаратуры (или канала) ГК следует проводить не реже одного раза в месяц, а также после замены любых деталей измерительной схемы, которые могут вызвать изменение чувствительности аппаратуры.
Слайд 6
При проведении эталонирования следует соблюдать следующие условия:
постоянная
времени аппаратуры t должна оставаться неизменной;
натуральный фон определяется при
удалении всех источников излучения от эталонировочной установки на расстоянии более 10 м;
измерения проводят не ранее чем через 3 мин после установки радиевого эталона;
допустимая погрешность измерения не более 2 %.
Слайд 7
По радиоактивности (радиологическим свойствам) породообразующие минералы подразделяют
на четыре группы.
Наибольшей радиоактивностью отличаются
минералы урана (первичные - уранит, настуран, вторичные - карбонаты, фосфаты, сульфаты уранила и др.), тория (торианит, торит, монацит и др.), а также находящиеся в рассеянном состоянии элементы семейства урана, тория и др.
Высокой радиоактивностью характеризуются широко распространенные минералы, содержащие калий-40 (полевые шпаты, калийные соли).
Средней радиоактивностью отличаются такие минералы, как магнетит, лимонит, сульфиды и др.
Низкой радиоактивностью обладают кварц, кальцит, гипс, каменная соль и др. В этой классификации радиоактивность соседних групп возрастает примерно на порядок.
Слайд 8
В гамма – методе исследования скважин о величине
естественной радиоактивности горных пород судят по интенсивности Ig их
естественного g-излучения, регистрируемой радиометром, движущимся по стволу скважины.
Гамма – излучение включает также и так называемое фоновое излучение (фон). Фоновое излучение вызвано загрязнением радиоактивными веществами материалов, из которых изготовлен глубинный прибор, и космическим излучением. Влияние космического излучения резко снижается с глубиной и на глубине нескольких десятков метров на результатах измерений уже не сказывается.
Слайд 9
Измерение интенсивности Ig естественного g-излучения пород вдоль ствола
скважины называется гамма – каротажем (ГК).
Условно считают, что эффективный
радиус действия установки гамма – каротажа (радиус сферы, из которой исходит 90% излучений, воспринимаемых индикатором) соответствует приблизительно 30 см; излучение от более удаленных участков породы поглощается окружающей средой, не достигнув индикатора. Увеличение dс из-за размыва стенки скважины и образования каверн (обычно в глинистых породах) сопровождается уменьшением показаний гамма – каротажа. Цементное кольцо в большинстве случаев также влияет на величину регистрируемого g-излучения, уменьшая ее. Для определения g-активности пласта при количественной интерпретации данные гамма – каротажа приводят к стандартным условиям.
Интенсивность радиоактивного излучения пород в скважине измеряют при помощи индикатора g-излучения, расположенного в глубинном приборе. Регистрация осуществляется в процессе взаимодействия гамма – излучения с атомами и молекулами вещества, наполняющего индикатор. В качестве индикатора используют счетчики Гейгера – Мюллера или более эффективные, лучше расчленяющие разрез сцинтилляционные счетчики.
Слайд 10
В счетчике Гейгера-Мюллера один из электродов (анод) под
напряжением 800 – 1000 В помещен в камеру, заполненную
ионизирующим газом под низким давлением (» 0.01 ат). Часть гамма – квантов, проходя через камеру, не взаимодействует на своем пути с молекулами газа, что снижает эффективность счетчика. Другие гамма – кванты вызывают ионизацию нескольких молекул газа.
Каждый зарегистрированный счетчиком гамма – квант вызывает в цепи питания счетчика импульс тока.
Слайд 12
Индикатором гамма – излучения является прозрачный кристалл, молекулы
которого обладают свойством сцентилляции – испускания фотонов света при
воздействии гамма – квантов. Фотоны отмечаются фотоумножителем и вызывают поток электронов к аноду (ток).
Большим преимуществом сцентиллятора является высокая эфективность счета (регистрируется до 50 – 60% гамма – квантов, проходящих через кристалл) по сравнению с другими типами счетчиков, эффективность которых 1 – 5%. Это позволяет уменьшить длину счетчиков с 90 до 10 см, улучшить вертикальное расчленение.
Слайд 13
Полученная в результате замера кривая, характеризующая интенсивность g-излучения
пластов вдоль ствола скважины, называется гамма – каротажной кривой.
Конфигурация
получаемой кривой изменения величины Ig зависит от целого ряда факторов, связанных с особенностями исследуемого разреза, конструкции скважины и методики производства измерений (радиоактивность горных пород, пройденных скважиной, радиоактивности бурового раствора, диаметра скважины и наличия обсадной колонны).
Слайд 15
Показания гамма – каротажа являются
функцией не только радиоактивности и плотности пород, но и
условий измерений в скважине (диаметр скважины, плотность промывочной жидкости и др.).
Основная ценность гамма – метода при исследовании осадочных горных пород заключается в возможности количественных определений по его данным глинистости Сгл горных пород или содержания в карбонатных породах нерастворимого остатка Спо – параметров, знание которых необходимо при оценке коллекторских свойств горных пород, а также при количественной интерпретации данных других методов промысловой геофизики.
В основе количественных определений лежит корреляционная связь радиоактивности qп горных пород с содержанием в них глинистого материала Сгл и нерастворимого остатка Спо, характеризующихся повышенной радиоактивностью.
Слайд 16
В комплексе с данными других методов промысловой геофизики
результаты гамма – метода исследования скважин используются для литологического
расчленения разрезов скважин, для их корреляции и для выделения в них полезных ископаемых. В осадочных отложениях они являются наиболее надежным геофизическим критерием степени глинистости горных пород.