Файл: Заворотько Ю.М. Методика и техника геофизических исследований скважин учеб. пособие.pdf

селективного каротажа), можно более уверенно разделить аномалии на угольные и безугол-ьные. Угольным пластам малой и средней зольности соответствует к — 3 -j- 4, кавернам — к — 0,8 -f- 1,0, вме­ щающим породам без каверн — к — 1,0.

При исследовании угольных пластов и руд тяжелых металлов . методом ГГК-С детекторами гамма-квантов служат соответственно газоразрядные счетчики МС-13 и ВС-13, а при спектрометрических исследованиях — сцинтилляционные детекторы. Наиболее благо­ приятным источником гамма-квантов при исследовании угольных пластов является 75Se.

Мощность источников в методах ГГК-С, ГГК-СС и РРК выби­ рается такой, чтобы аномалии против полезного ископаемого имели амплитуды не менее 4—5 см и скорость счета в канале при выбранных размерах зондов не превышала максимально допустимую для дан­ ного типа аппаратуры. Измерения должны выполняться эталони­ рованной аппаратурой. Эталонирование канала ГГК-С в аппара­ туре РУР-1 производится так же, как и в методе ГК.

Для эталонирования гамма-спектрометров используют набор эталонов с определенной концентрацией изучаемого элемента (0; •0,5; 1; 2; 5; 10%). Эталоны изготовляют на цементной, алебастровой или гипсовой основе с добавлением 50% кварцевого песка и покрывают тонкой пленкой клея БФ-2. В качестве эталонов могут ■быть использованы также геологические пробы месторождения, на котором проводятся работы. Обычно при определении ртути, вольфрама и олова ограничиваются пробами с содержанием элемен­ тов не более 5%. При эталонировании эталоны или пробы прикла­ дываются к окну коллимационного канала детектора. По получен­ ным данным строят график зависимости зарегистрированной ин­ тенсивности от содержания элемента. Обычно эталонировочные графики снимают не реже одного раза в месяц, а также при смене детектора и фотоумножителя, замене деталей скважинного прибора и панели, изменении уровня дискриминации. Для контроля работы аппаратуры в промежутке между эталонированиями пользуются рабочими эталонами, один из которых (№ 1) соответствует рудо,- вмещающим породам, а другой (№ 2) — 2—3%-ному содержанию ■определенного элемента.

Масштаб записи кривой спектральных отношений выбирают тДк, чтобы на ней надежно .выделялись аномалии с пороговым содержа­ нием q изучаемого элемента. Этому положению должно соответство­ вать условие l0q 2ех (где 10 — отклонение пишущего устройства на 1% содержания элемента, ех — среднеквадратичная погрешность флуктуации). Полагая, например, ех = 0,2 см и q = 0,08%, полу­ чим Z0 = 5 см, т. е. амплитуде аномалии в 15 см соответствует со­ держание элемента в породе, равное 3%.

Масштаб записи п кривой спектральных отношений задают по отклонению пишущего устройства в соответствии с формулой

159

гДе фтг.х и Фо — спектральные отношения при помещении скважин­

устанавливают по отклонениям бликов от калибратора. При этом

гратора выбирают так же, как и в методе ГК. Обычно при поисковых исследованиях (масштаб 1 : 200) на олово, вольфрам, ртуть, висмут,

Оптимальные условия записи кривых ГГК-С па угольных и руд­ ных месторождениях следующие: длина зонда— 10 или 15 см, мощ­

Проведение измерений на скважине

При работе с прибором РУР-1 к его нижней части подсоединяют выносной блок, выполняют необходимые соединения панели ДРСТ-2 (см. рис. 44) с источником питания и регистратором каротажной станции. Скважинный прибор подключают коллекторным приводом

кгнездам «ЦЖК» и «ОД» панели через балластный резистор R =

=3 кОм, благодаря которому напряжение на головке прибора не превышает 12—14 В, а ток питания равен 75 мА. Контроль работы

и основные регулировки аппаратуры осуществляются так же, как й в приборе ДРСТ-2.

Перед спуском прибора в скважину на регистраторе фиксируют нулевые положения пишущих устройств, отклонения от калибратора в соответствии с заданным масштабом, натурального фона и рабо­ чего эталона (с применением эталоиировочного станочка для канала ГГК-С). После этого в нижнюю камеру выносного блока (длина зонда 15 см) пинцетом или манипулятором помещают источник, закрывают его ватным тампоном, быстро закручивают пробку ка­ меры и опускают прибор в скважину. Время на закладку источника не должно превышать 2 мин. На угольных месторождениях кривая ГГК-С записывается после снятия кавернограммы.

При работе с гамма-спектрометром порядок работы следующий. После подключения прибора к радиочастотному кабелю, включения питания и прогрева аппаратуры в течение 0,5 ч производят ее на-

160

стройку. Затем помещают скважинный прибор в эталоны № 1 и № 2 и по интенсиметру отсчитывают интенсивность / х, / 2 и спек­ тральное отношение ф, а также рассчитывают отношение фэ2/фэіЭталоны должны располагаться на расстоянии 1,0—1,5 м от поверх­ ности земли или другой рассеивающей среды. Расхождения пара­ метров фэ2 и фэ1 и их отношения не должны отличаться более чем на 10% от данных, полученных на базе во время эталонирования ап­ паратуры. Результаты измерений заносят в аппаратурный журнал. На диаграммной ленте отмечают нулевые положения бликов и их отклонения от калибратора H J B эталонах № 1 и № 2. Запись кон­ трольных сигналов производят в течение 30—40 с в масштабе глу­ бин 1 : 500.

Если скважина не имеет буровой вышки, то сначала контроли­ руют ее проходимость при помощи шаблона, а затем опускают сква­ жинные приборы. В процессе спуска прибора на забой контроли­ руют работу спектрометра по реперному сигналу, фоновому зна­ чению измерителя отношений и осциллоскопу.

В призабойной части скважины проверяют нулевые положения бликов и их отклонения от калибратора в каналах / х, / 2, ф и ГГК-С (РУР-1) и записывают кривые в масштабе глубин 1 : 200. Последова­ тельность проведения измерений определяется методическими поло­ жениями § 32. -

После записи кривых прибор извлекают из скважины, измеряют контрольные сигналы и намечают интервалы детализации угольных пластов и рудных зон. Отмеченные интервалы детализируют дважды без изменения масштабов записи кривых. После каждой детализации по всей скважине прибор извлекают на поверхность и фиксируют калибровочные сигналы.

§ 37. ОЦЕНКА КАЧЕСТВА ДИАГРАММ

Диаграммы гамма-гамма-каротажа снабжаются форменным за­ головком, в котором, кроме общих сведений, указанных в § 10, приводятся следующие данные: размеры зондов, типы и размеры индикаторов, скорость счета на 1 уел. ед., показания в эталонировочном устройстве до и после каротажа, натуральный фон, факти­ ческая частота калибратора; тип, номер и мощность источника на дату проведения замера, постоянная времени, предел измерения панели РК; экранировка индикаторов, если она отличается от стан­ дартной; тип утяжелителя промывочной жидкости [50].

Оформляют диаграммы в принципе так же, как в методе ГК. Шкалы кривых проставляют с шагом 2 см с учетом применяемого масштаба записи и величины смещения нулевой линии кривой при помощи компенсатора поляризации.

Полученные диаграммы гамма-гамма-методов считаются высоко­

мальном режиме и проэталонированной аппаратурой в соответствии

с общепринятой методикой работ, применяемой при решении той или иной геологической или технической задачи.

2. На диаграммах отмечены необходимые контрольные и кали­ бровочные сигналы в соответствии с положениями пункта 2, § 35. Кроме того, на диаграммах РРК, ГГК-СС должны быть зафиксиро­ ваны отклонения пишущего устройства при помещении зонда в кон­ трольные эталоны. Погрешности в отклонениях пишущих устройств от натурального фона не должны превышать 10%, а от рабочих эталонов — 5% в нефтяных и газовых скважинах и 10% — в уголь­ ных и рудных [50].

3.Размеры зондов и масштабы записи измеряемых параметров соответствуют общепринятым в районе работ.

4.Среднеквадратичные погрешности измерений в методе ГГК-П при поисковых исследованиях в нефтяных, газовых и рудных сква­

жинах не превышают 5%, при детальных исследованиях — 3% , в угольных скважинах — 10%, в методах ГГК-С, ГГК-СС и РРК — 10% [8, 9, 30, 34, 50]. Погрешность измерений оценивается по повторным записям и записям, проведенным в различное время про­ тив опорных пластов, в качестве которых могут быть использованы угольные пласты и рудные зоны со средним или максимальным бор­ товым содержанием исследуемого элемента, а также кавернозные интервалы скважины с диаметром каверн более 30 см (для метода ГГК-П).

5. Диаграммы гамма-гамма-методов должны соответствовать тре­ бованиям § 10.

Г л а в а XI

НЕЙТРОННЫЕ МЕТОДЫ КАРОТАЖА

§ 38. НЕЙТРОННЫЙ ГАММА-КАРОТАЖ, НЕЙТРОННЫЙ ГАММАКАРОТАЖ СПЕКТРОМЕТРИЧЕСКИЙ, НЕЙТРОН-НЕЙТРОННЫЙ КАРОТАЖ

Методика работ

Облаетъ применения методов

В методе нейтронного гамма-каротажа (НГК) регистрируется интенсивность захватного (радиационного) гамма-излучения Jn y , возникающего в результате возбуждения нейтронами ядер элементов горных пород. Кроме захватного гамма-излучения в общую реги­ стрируемую интенсивность входит естественное гамма-излучение пород и рассеянное гамма-излучение источника нейтронов. Эффект воздействия на индикатор захватного гамма-излучения является преобладающим.

162

В методе нейтрон-нейтронного каротажа (ННК) регистрируется плотность тепловых / лт и надтепловых / лн нейтронов при облучении горных пород быстрыми нейтронами.

Для ослабления прямого гамма- и нейтронного излучения источ­ ников на индикаторах между ними располагают свинцовый (НГК) или парафип-свинцовый (ННК) экран. Обычно экраны высотой 10— 15 см полностью предохраняют детектор от прямого излучения источника.

Поскольку нейтроны непосредственно не ионизируют и не воз­ буждают молекулы и атомы вещества, их регистрируют по продуктам распада ядерных реакций, возникающих на ядрах элементов с высо­ ким сечением захвата тепловых нейтронов (бор или литий). Образо­ вавшиеся при этом альфа-частицы ионизируют газ в борном пропор­ циональном счетчике или вызывают вспышки света на сернистом цинке в детекторе нейтронов.

Литиевые детекторы нейтронов при толщине кристалла в 1 см имеют эффективность до 70% [25]. Для регистрации надтепловых ней­ тронов детектор окружают парафин-кадмиевым или парафин-борным фильтром. Тепловые нейтроны захватываются кадмием или бором, а надтепловые, замедляясь в парафине, становятся тепловыми и реги­ стрируются индикатором..

Источником быстрых нейтронов в рассматриваемых методах обычно является порошкообразная смесь альфа-излучателя (полоний или плутоний) и мишени (бериллий или бор), упакованная в герме­ тически запаянную ампулу.

Обычно в практике каротажа используют Ро+Ве и Ри+В-источ- ники, однако более перспективно применять Ри+Ве-источник, который практически ие дает гамма-излучения, характеризуется большим периодом полураспада и имеет примерно такой же выход

Методы НГК и ННК применяют для литологического расчленения горных пород по водородосодержанию и определения их пористости, отбивки водо-нефтяного (ВНК), газо-водяного (ГВК) и газо-нефтя­ ного (ГНК) контактов, а также для выявления элементов с высоким сечением захвата тепловых нейтронов. .