По источникам излучения выделяют методы, основанные на облучении горных пород гамма-квантами и нейтронами. Ядерные методы исследований обладают высокой чувствительностью, экспресс-анализом, высокой точностью, дистанционностью, возможностью получения широкого спектра данных.
Гамма-методы. Гамма-гамма-каротаж основан на облучении горных пород g-квантами энергией до 2 МэВ. Метод имеет модификации: плотностной и литологический (селективный). Горные породы облучают гамма-квантами и регистрируют интенсивность гамма-лучей индикатором на расстоянии 15-40 см от источника (длина зонда). Между источником и индикатором помещают экран из тяжелых металлов, хорошо поглощающих гамма-кванты (железа, свинца).
ГГК-П – плотностной, применяют источник жестких g-лучей с энергиями Е = 0,66 МэВ (цезий-137) и Е = 1,25 МэВ (кобальт-60). Период полураспада цезия – 33 года, кобальта – 5,27 лет. g - кванты больших энергий (1 МэВ) претерпевают несколько столкновений, происходит комптоновское рассеяние, кванты уменьшают свою энергию и поглощаются в результате фотоэффекта. При плотностном методе регистрируются жесткие компоненты g-лучей с энергией более 0,2 МэВ. При регистрации жесткой компоненты применяют стальной экран, который поглощает g-кванты с энергией менее 0,2 МэВ. (мягкие лучи).
Вероятность комптоновского рассеяния пропорциональна плотности пород (в определенном интервале).
ГГК-Л. В разрезах нефтегазоносных бассейнов оказывают сильное влияние на показания ГГК-Л известковые породы, в связи с содержанием в них кальция.
Методы ГГК-П и ГГК-Л применяют одновременно, так как при интерпретации материалов в методе ГГК-Л следует учитывать данные плотности пород.
ГГК-С - селективный метод, основан на регистрации низкоэнергетического рассеянного гамма-излучения для выделения элементов с высоким атомным номером. Использует источники (Co57, Se75, Tm170) мягкого g-излучения с энергией менее 0,3 МэВ. Результаты взаимодействия гамма-квантов с породой зависят в основном только от вещественного состава, присутствия в горной породе соответствующих химических элементов. От влияния плотности пород на показания приборов избавляются подбором длины зондов (расстояние источник-индикатор). Применяют зонды малой длины (10 – 20 см), но при этом следует учитывать влияние скважинных условий измерений. Зонд прижимают к стенке скважины. ГГК-С используют для выделения пород, содержащих тяжелые элементы: свинец, ртуть, вольфрам, железо, сурьма и др.
Применение g-g-методов дает возможность расчленить разрез по плотности, различать породы глинисто-песчанистые и известковистые, выделить породы, содержащие тяжелые элементы, как в качестве индикаторов, так и руд. Кроме того, рассматриваемые методы можно применять не только в скважинном варианте, но и в лабораторном, а также на обнажениях.
Нейтронные методы. Для создания нейтронного излучения используют полоний Ро210 и плутоний Рu239. Радиоактивные изотопы сплавлены с бериллием или бором. При их бомбардировке a-частицами идут ядерные реакции, увеличивающие поток нейтронов. Энергия излучаемых источником нейтронов 10,9 МэВ. У полониевого источника отсутствует g-излучение, но малый период полураспада (138,4 дня), у плутониевого – большой период полураспада (24360 лет), но сопутствующее g-излучение.
4Ве 9 + 2 а 4 = 6С12 + 0 n1
Возможны и другие типы изотопных источников. Все источники размещены в двойных капсулах из нержавеющей стали или латуни. Общим недостатком изотопных источников является их непрерывное излучение и, в связи с этим, необходимость специальных условий хранения и эксплуатации.
Чтобы исключить этот недостаток, применяют генераторы нейтронов. В этих источниках дейтоны (1Н2) ускоряют в поле 100 кВ и бомбардируют ими мишени из дейтерия, трития или бериллия.
3Т(1Н3) + 2D (1H2) Þ 4 2Не + 0n1
Регулировка потоков нейтронов достигается изменением ускоряющего напряжения, а при снятии напряжения нейтроны не генерируются. Излучаются нейтроны с энергией 14 МэВ.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.