Метод рассеянного гамма-излучения

Метод  рассеянного  гамма – излучения

( Гамма – гамма  метод  ГГМ )

Скважинный  прибор  ГГМ-П  с             прижимным  устройством   1 – экран,                 2 – прижим,    3 – коллимационные отверстия,   4 – детекторы, 5 – источник гамма-квантов,   6 – траектория   квантов,  обусловленная         комптоновским  рассеянием

Гамма – гамма метод, как указывает название, состоит из источника   - квантов  и одного ( первоначального )  или двух (в современных  приборах)  индикаторов   излучения.          Если   прижать   источник          квантов (например, )  к  стенке  скважины,  то будет происходить  взаимодействие   квантов  с  породой,  причем   главную  роль   будет   играть    комптоновское рассеяние.        Число   рассеивающих   кванты    электронов      в    породе пропорционально  ее  плотности.    Следовательно,    число    взаимодействий квантов  с  электронами  будет тем  больше, чем выше плотность  породы, в связи с чем поток  квантов, достигающий  индикатор, будет тем  меньше ( в силу  рассеяния), чем   выше   плотность  породы .          На рис.    показана принципиальная  схема  скважинного  зонда  КГМ  с 2-мя  индикаторами.

Ослабление    потока        квантов   в  зависимости  от  плотности   породы происходит  по закону  экспоненциальному:         , где  - число   -квантов, испускаемых  источником,  -  число  -квантов, достигших индикатора после ряда взаимодействий с  породой,    С – константа,  -плотность  среды,     -  расстояние  между  индикатором  и  источником.

В качестве  индикаторов  применяются  сцинтилляционные  счетчики, настроенные  на  регистрацию   -квантов  низких  энергий.  Рассеянное    излучение  сильно  ослаблено  и  попадает  в  индикатор  из  самой  удаленой  части  пласта,   находящейся,    однако.   на  расстоянии   не   более     15см (глубинность  метода  ГГМ) .

Моделированием  и    расчетами    получены    графики,      показывающие зависимость   интенсивности  рассеянного   -  излучения      от  плотности пород   (рис.   )     Зависимость     пористости    пород     от    их        плотности  определяется  по  формуле :                          ,где

 -  плотность  твердой  части  породы, (берется  по таблице),    -плотность  породы,  определяемая  по диаграмме   ,    -  плотность жидкости   в  поровом  пространстве(обычно  фильтрат  бурового  раствора) . Отсюда  коэффициент  пористости                                       Зависимость  плотности пород  от пористости  приведена на палетке  (рис.   ).

Интерпретация   диаграмм  ГГМ

Форма кривых             аналогиччна   кривым   (ГМ).   Характер влияния на   величину  аномалии     параметров     и          такой  же,  как  и для    кривых    . Правила  отбивки  границ  пластов  похарактерным  точкам  такие  же, как  и для  кривых   .

Поскольку  при  постоянном  минеральном  составе   (=const)    плотность  пород  больше  при  меньшей пористости, диаграмма отражает изменение (рис.    ).   На  значение         может  существенное  влияние  оказывать  глинистая  корка.      Ее  влияние  учитывается  палеткой  при зонде  с  одним индикатором (рис.   ) или  автоматически     компенсируется  при  измерениях  ГГМ  с 2-мя индикаторами.

Для определения    по  кривой    ,зарегистрированной  с одним зондом, показания   необходимо   проэталонизировать  по результатам  измерений   радиометром в  2-х  эталонных  средах с известными  лотностями, например, в  воде  (   ) и  в  плотном  известняке  ( ).

При  обработке  диаграмм  ГГМ     и     данных   эталонировки  для    расчетов  используют     истинные     значения     ,     вычисленные     по       формуле , где  -регистрируемая  радиометром  интенсивность,

- излучение  фона,  которое  включает  и  интенсивность  естественного   - излучения  пород .

Зная    показания      и    в  эталонных        средах      1 и 2  с объемной  плотностью   и  , можно  вычислить  коэффициент   

Затем  диаграмму           снабжают  шкалой  ,     составленной  с учетом  соотношения       

Если   радиометр    перед   исследованием    скважины   не     эталонировали, диаграмму  ГГМ  эталонируют  по  показаниям  в  2-х  опорных  средах  с известными  значениями  ,подобно тому, как эталонируют диаграмму ГМ    по  показаниям  в  2-х  опорных горизонтах  с  известной  глинистостью. В качестве  опрорной  с макс.  Показаниями  и миним. плотностью

используют     к а в е р н у,где можно положить   Минимальные показания   берут  в опрорной  среде с макс. для данного разреза плотностью  .Для  каждого  пласта, объемную  плотность  которого предстоит  определить, рассчитывают   о т н о с и т е л ь н ы й  р а з н о с т н ы й   параметр                    

Вычислив     и  плотности  опорных  пластов   , по линейной зависимости  , определяют  искомую  величину  (рис      )

Данные  о  величине   в  сочетаниии  с  данными  других методов  используются  для  решения  различных  геологических  задач. В нефтяных  и  газовых  скважинах  по данным   рассчитывают   о б щ у ю   пористость

         .

Разновидность        плотностного  гамма-гамма   каротажа  используется  для  оценки  качества  крепления  скважины (Гамма – гамма - цементомер )

Гамма – гамма  метод  ГГМ

Зависимости интенсивноссти   от плотности    среды  , пористости           и  толщины      глинистой корки     ,    шифр- : 1-песчаник, 2-известняк ;

                                                       

                                                       

	известняк,шифр-

 

Связь между плотностью      и    пористостью водоносных (), нефтеносных() и                 газоносных() пород (  по  Ю.А.Гулину )

Сопоставление     диаграммы   ГГМ  и пористости  (точки),определенной по  керну штриховкой   отмечены  участки повышенных  значений       , обусловленных  кавернами (КВ)