Электромагнитные методы ГИС. Индукционный каротаж. Ядерные излучения, их взаимодействие с горными породами, страница 3

Это означает, что в замкнутой системе распад данного изотопа компенсируется его возникновением за счет распада предыдущего члена ряда. При этом отношение числа изотоп данного члена ряда к числу изотопов родоначальника равно отношению периодов их полураспада. Т.к. T_i << T₁, то содержание промежуточных членов ряда в смеси изотопов оказывается на много порядков меньше содержания родоначальника. Например, содержание в 1г урана (238) наиболее долгоживущего его продукта распада урана (234) составляет всего 0,5мг; радия (226) – 0,33мкг.

Основные элементы радиометрической аппаратуры. Гамма-метод изучения скважин

Геофизические методы исследования скважин, основанные на использовании радиоактивных процессов (естественных и искусственно вызванных), происходящих в ядрах атомов элементов, называют радиоактивным каротажем (РК).

При изучении скважин, бурящихся на нефть и газ, широкое распространение получили следующие виды РК:

1) гамма-каротаж;

2) гамма-гамма-каротаж;

3) нейтронный каротаж (стационарный и импульсный).

Преимуществом РК является то, что он может проводиться как в открытом стволе скважины, так и в скважине, обсаженной колонной.

Гамма-каротаж (метод естественной гамма активности) основан на измерении естественной гамма активности г.п. Как отмечено выше, самопроизвольный распад атомных ядер в естественных условиях, т.е. проявление радиоактивности, сопровождается альфа, бета и гамма-излучением. Все виды этих излучений, попадая в материальную среду, в той или иной мере испытывают поглощение.

Наибольшему ослаблению подвержены альфа-лучи, обладающие большой ионизирующей способностью. Поток альфа-лучей почти полностью поглощается даже листом бумаги и слоем пород, толщиной в несколько мкм.

Поток бета-лучей обладает большей проникающей способностью и полностью поглощается слоем алюминия толщиной до 8мм или слоем породы в несколько мм.

Гамма-излучение представляет собой высокочастотное коротковолновое электромагнитное излучение. Оно возникает в результате ядерных процессов и рассматривается как поток дискретных частиц – гамма квантов. Благодаря своей высокой проникающей способности гамма-излучение имеет практическое значение при исследовании разрезов скважин. Гамма-лучи полностью поглощаются лишь слоем пород, толщиной около 1м.

Наличие обсадной колонны не является препятствием для проведения измерений. При прохождении гамма-лучей через слой вещества, интенсивность излучения снижается до некоторой величины (по экспоненциальному закону) и может быть рассчитана по следующей формуле

I_γ = I_0γexp(-μ₀δl) (3.2)

где I_0γ – первоначальная  интенсивность гамма-излучения, l – толщина слоя вещества, δ – плотность, μ₀ – массовый коэффициент поглощения гамма-излучения.

На практике интенсивность поглощения оценивается толщиной слоя вещества, в котором поток гамма квантов уменьшается в 2 раза.

Таблица – толщина слоя некоторых веществ (см), поглощающих половину энергии гамма квантов

Интенсивность естественного радиоактивного излучения г.п. в скважине измеряют с помощью индикатора гамма-излучения, расположенного в глубинном приборе.

Рисунок – Схема измерения гамма каротажа (1 – точка записи результатов измерений (относится к середине индикатора), 2 – индикатор гамма-излучения).

В качестве индикатора используют счетчики Гейгера-Мюллера или более эффективные, лучше расчленяющие разрез сцинтилляционные счетчики. Полученная в результате замера кривая, характеризующая интенсивность естественного гамма-излучения пластов вдоль ствола скважины называется гамма каротажной кривой.