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

интенсивность излучения ртути значительно превышает интенсив­ ность излучения других элементов. Наиболее благоприятные резуль­ таты дает способ спектральных отношений при регистрации гаммаквантов в области Епу2 = 4 = 5 МэВ и Е,іу1 = 6 -r 9 МэВ.

При определении содержания железа, марганца, хрома, ртути методом НГК-С применяют Po + Be-источники, размеры зондов 20—25 см, детекторы Nal(Tl) размером 40 X 50 мм или 30 X 40 мм и фотоумножители ФЭУ-13 и ФЭУ-35. Для устранения захватного гамма-излучения иода, входящего в состав кристалла, детектор окружают фильтром из В10 (а3 = 3990 барн), а часть прибора, где находится детектор, изготовляют из борсодержащего вещества (бораль, бористая сталь, GBAM — стекловолокнистый материал). Для

Хорошие результаты дает метод НГК в комплексе с методом ГК на месторождениях калийных солей, которые на обеих кривых отме­ чаются максимальными показаниями. Методы ГК и НГК в этом случае могут быть использованы и для количественных определений калия и хлора. Однако определение хлора методом НГК возможно только при его концентрации не более 10%.

В гидрогеологических скважинах методы НГК и ННК в ком­ плексе с ГК позволяют выделить водоносные горизонты и определить их пористость. Методика работ при этом такая же, как и в нефтяных и газовых скважинах.

Методы НГК и ННК применяют при инженерно-геологических

из которого поступает к детектору 90% нейтронов) в методах ННК-Т и ИНК-Н в основном зависит от влажности среды и уменьшается пропорционально плотности.

При определении глубинности в методе ННК-Т пользуются

медления; Ld — длина диффузии-; бп — плотность среды.

При объемной влажности пород W = 0,5 глубинность исследова­ ния методов ННК-Т и ННК-Н достигает 140 -н 180 г/см2, при W — = 0,1 равна 50 ч- 60 г/см2, при W = 0,4 составляет 30 ч- 40 г/см2. В породах плотностью 6П = 1 ,7 г/см3 и влажностью W = 0,1 ч- 0,4 глубинность исследования составляет 32 ч- 21 см.

169

При оценке глубинности метода НТК пользуются формулой

где К, — массовый коэффициент поглощения гамма-излучения. Формула (56) отличается от.формулы (54) выражением 1/К ” > 0 ,

поэтому глубинность метода НГК несколько больше метода ЫНК-Т. Для гамма-квантов энергии Епу = 1 ч- 2 МэВ (К = 0,06 см3/г) в су­ хом песчанике глубинность исследования метода НГК в 1,005 раза больше, чем метода ННК-Т, а во влажном песчанике — в 1,08 раза [2].

Выбор режима измерений

При выбранном размере зонда мощность источника нейтронов должна быть такой, при которой скорость счета в каналах НГК н ННК больше скорости счета естественного гамма-излучения в 10— 15 раз, но не превышает максимально допустимую для самого грубого диапазона аппаратуры РК.' Обычно этому условию удовлетворяют источники нейтронов мощностью Qn = (4 -г- 10)-ІО6 нейтр/с.

При выборе скорости подъема прибора и постоянной времени т интегратора руководствуются темн же соображениями, что и в ме­ тоде ГК. Величина т должна быть такой, при которой среднеква­ дратичная погрешность измерений за счет сглаживания кривых и влияния статистическпх флуктуаций не превышает 3% [50].

При записи кривых НГК и ННК в нефтяных и газовых скважинах скорость измерений устанавливают такую же, как и при ГК, по­ скольку кривые ГК и НГК (ННК) обычно записывают одновре­ менно. При отбивке ВНК, ГВК, ГНК скорость перемещения прибора

(масштаб 1 '• 50). Примерно такие же условия записи кривых НГК и ННК выбирают при исследованиях на рудные и нерудные полезные ископаемые.

При спектрометрических исследованиях условия записи кривой НГК-С и РРК не различаются.

Кривые НГК, НГК-С, ННК записывают в районе исследований в стандартных масштабах измеряемого параметра, при которых наи­ более часто встречаемые аномалии имеют амплитуду 5—8 см. Опти­ мальные масштабы записи кривых J г, / 2 и ср в методе НГК-С уста­ навливают такие же, как в методе РРК. Масштабы записи кривых НГК и ННК выражают в имп/мин • см, условных единицах или в еди­

ницах вида /пт я (см. § 31).

Для определения условной единицы используют эталонировочное устройство, представляющее собой бак диаметром 0,8 м и высотой 1,75 м, заполненный водой минерализации не более 0,5 г/л. Сква­ жинный прибор располагают по центру бака так, чтобы источник

470

с радиевым источником и без источника является контрольным показанием. Отклонение контрольного показания на скважине не должно отличаться от его значения при эталонировке на базе более чем на 5% (нефтяные, газовые и рудные скважины) и 10% (угольные скважины).

Перед спуском прибора в скважину на ленте фиксируют необхо­ димые калибровочные сигналы (см. метод ГГК-П).

В нефтяных и газовых скважинах диаграммы ЫГК и ННК запи­ сывают в масштабе глубин 1 : 500 по всей скважине и в масштабе 1 : 200 — в интервале проведения БКЗ. В угольных и рудных сква­ жинах основную запись производят в масштабе глубин 1 : 200, а детализацию аномалий — в масштабе 1 : 50. В остальном порядок выполнения работ на скважине не отличается от других методов РК.

Контроль работы гамма-спектрометра перед спуском прибора в скважину осуществляют по эталонам № 1, № 2 (см. метод РРК) и № 3. Эталон № 3 представляет собой цилиндр из железной трубки толщиной 1,5—2 см, окруженной парафиновой (лучше полиэтилено­ вой) оболочкой толщиной 5—8 см, и используется для проверки стабильности энергетической шкалы гамма-спектрометра.

Порядок проведения измерений нейтронными методами каротажа

вскважине мало чем отличается от метода ГГК-П. Контрольные измерения и перекрытие ранее проведенных исследований выполняют

вобъеме не менее 50 м. Детализацию рудных интервалов при опре­ делении процентного содержания металла в руде выполняют дважды.

После выполнения всех работ в скважине прибор извлекают на поверхность и регистрируют те же контрольные сигналы, что и перед началом измерений.

Оценка качества диаграмм

В заголовках подлинников диаграмм приводятся те же сведения, что и в других методах каротажа. Кроме того, указываются следу­ ющие данные: тип и количество индикаторов, размеры кристалла и зонда; интенсивность излучения (в имп/мин) от источника известной гамма-активности при расположении его в фиксированной точке; скорость счета в имп/мин на 1 уел. ед. и дата последней эталонировки; тип источника и его активность на дату проведения каротажа (нейтр./с); фактическое значение частоты калибратора по пересчетному устройству (имп/мин); предел измерения панели РК, постоян­ ная времени (с), тип экранировки детектора, если она отличается от стандартной; смещение нулевой линии регистратора от компенса­ тора поляризации; диаметр прибора.

Оформление диаграмм и оценка их качества производят так же, как и в методах ГК и ГГК. Среднеквадратичная погрешность изме­ рений в методах НГК и ННК при поисковых исследованиях в неф­ тяных, газовых и рудных скважинах не должна превышать 5%, при детализации (в интервалах разрезов при изменении температуры менее 50° С) — 3%, при повторных измерениях в методе ННК в неф­

172 1

тяных и газовых скважинах (в интервалах разрезов менее 300 м) — 2%, в рудных скважинах в методе НГК-С — 10%.' Погрешность измерений оценивают по повторным записям и записям, произведен­ ным в различное время против опорных пластов мощностью h = = 8ѵх (плотно сцементированные породы пористостью менее 2%, рудные зоны со средним или максимальным содержанием исследу­ емого элемента) или каверн диаметром более 40 см. Относительная погрешность измерений за счет статистических флуктуаций [см. формулу (49)], определяемая при неподвижном скважинном приборе, не должна превышать 3% [50].

§ 39. КАРОТАЖ НАВЕДЕННОЙ АКТИВНОСТИ

Методика работ

В методе каротажа наведенной активности (КНА) регистрируется наведенная гамма-активность изотопов / ѵа, образовавшихся в гор­ ных породах в результате облучения данной точки скважины как быстрыми (реакции п, р и п,а), так и медленными (реакция п, у) нейтронами [2, 12, 15, 24, 26, 29, 36, 47, 53, 55]. В общую схему КНА входит время активации ta, время остывания или пауза tn~ (время от конца облучения до момента замера наведенной гамма-активности) и время замера наведенной активности t^. Регистрируя по скважине в отдельных точках или непрерывно наведенную гамма-активность / 7а, определяют наличие того или иного, элемента в горных породах и его количественное содержание.

Чтобы зарегистрировать наведенную активность изучаемого изо­ топа с допустимой статистической погрешностью е = 0,1, необхо­ димо ta выбрать таким, чтобы гамма-излучение исследуемого изотопа было преобладающим на фоне наведенной активности других изо­ топов. Однако на практике выполнить это не всегда удается, так как содержание элементов в горных породах различно и их изотопы имеют различные или близкие между собой периоды полурас­ пада [15]. Если принять, что в горной породе активируется до 90% атомов изучаемого изотопа от их общего количества (е = 0,1), то

изотопов в величину / ѵа будет незначительным или вовсе исклю­ чается. Поэтому в зависимости от А (или, что то же самое, от Т 1/2) изучаемого изотопа необходимо выбрать такое время tn, при котором на величину полезного сигнала не оказывает влияние короткоживущая

173