Электромагнитные методы ГИС. Индукционный каротаж. Ядерные излучения, их взаимодействие с горными породами, страница 5

N_e=N_Azδ/A (3.3)

N_e=N_AδΣn_iz_i/M (3.4)

где N_e – электронная плотность вещества

δ – истинная плотность вещества

N_A – число Авогадро

z – атомный номер элементов из которого состоит вещество

A – атомная масса

M – молекулярная масса

n_i – чисто атомов

Для элементов входящих в пород (z<20) отношение zδ/A постоянны и близки к 0,5. Поэтому величина естественного вторичного гамма излучения определяется электронной или кажущейся плотностью среды окружающий прибор. Электронная плотность пропорционально объемной плотности и не зависит от изменений его вещественного состава.

В методе ГГК существует две модификации: плотностной (ГГК-П), селиктивный (ГГК-С)

ГГК-П основан на регистрации жесткой составляющей рассеянного гамма излучения (для нефтяных и газовых скважин >0,15МэВ). Данная модификация используется для определения плотности горных пород и перехода в величине пористости пород.

В качестве источника гамма излучения используется изотоп цезия 137. Для регистрации вторичного гамма излучения применяются стинстиляционные детекторы, источник и индикатор расположены на одной стороне скважинного прибора.

Рисунок

1 – точка записи результатов измерений.

2 – индикатор.

3 – источник гамма излучения.

I – стальной экран

II – свинцовый экран

Индикатор заключен в стальную гильзу поглощающий мягкую компоненту гамма излучения. Регистрируется только жесткая компонента. Под длиной зонда понимают расстояния между серединой индикатора и источника гамма излучения. На практика для проведения ГГК-П используются зондов 30-50 см. Для этих расстояний в зависимость логарифма гамма излучений от плотности пород имеет линейный характер. В горной породе с малой плотностью линейность нарушается, для снижения влияния скважины для показания ГГК-П источник и индикатор приживается к стенки скважины и экранируется свинцом.

30.09 года

Для более точной оценки плотности г.п. используют двухзондовую установку, в состав которой входят большой и малый зонды, т.е. при измерениях проводят замеры зондами различной длины, а также одновременно записывают кавернограмму. Использование двухзондовой установки обусловлено тем, что результаты измерений большим зондом меньше зависят от толщины промежуточного слоя, чем у малого зонда. Малый же зонд обладает хорошей вертикальной характеристикой, т.е. высокой расчленяющей способностью по вертикали.

Возможность перехода от плотности г.п. к ее суммарной пористости вытекает из следующей зависимости

δ_п = (1 – К_п) δ_м + К_п* δ_ж (3.5)

δ_м – плотность минерального скелета, δ_ж – плотность поровой жидкости.

Отсюда

К_п = δ_м – δ_п/ δ_м – δ_ж (3.6)

Метод ГГКП используется для литологического расчленения разрезов скважин, выделения коллекторов, оценки их пористости, выявления газоносных пластов в разрезе (в комплексе с другими методами), а также изучения и контроля тех. состояния скважин, выявление интервала притока в скважину флюидов различной плотности.

Селективный ГГК (ГГКС)

Метод основан на измерении мягкой составляющей гамма-излучения с использованием источников, излучающих гамма кванты малой энергии (меньше 200кэв). Индикатор, рассчитанный на регистрацию мягкого излучения, в данном случае помещают в алюминиевую или плексиглазовую гильзу. Величина вторичного гамма-излучения малой энергии зависит как от плотности окружающей среды (т.е. способности рассеивать гамма кванты источника), так и от изменения вещественного состава и способности окружающей среды поглощать гамма кванты (фотоэффект).

Показания ГГКС в основном определяются значением эффективного атомного номера, величина которого может быть определена с помощью следующего уравнения

z_эф =  (3.7) – доделать формулу где n₁…n_i – число атомных элементов с высоким зарядом ядра z₁…z_i из общего числа атомов, содержащихся в данном объеме. z_эф зависит от содержания элементов с высоким атомным номером. Поглощающее свойство окружающей среды (фотоэффект) способствует выявлению тяжелых элементов, т.е. элементов с большим атомным номером. ГГКС применяется на практике для выявления в изучаемых разрезах угольных и рудных пластов, определения их мощности, строения и содержания п.и.