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

помеха или ее вклад в суммарную наведенную активность сво­ дится к минимуму (с погрешностью е = 0,1). Обычно этому требова­ нию соответствует условие tn = 3 -f- 47’1/ 2 [2].

При одновременном распаде нескольких изотопов в суммарном наведенном эффекте / та с течением времени доля распада коротко-

в течение максимального промежутка времени, в котором активность долгоживущего изотопа-помехи будет составлять заданную долю е = 0,1 от эффекта изучаемого изотопа. По истечении времени tumах наведенная активность долгоживущего изотопа станет превышать предельное значение ешах. Поэтому при выборе оптимального вре­ мени замера ta необходимо соблюдение неравенства ta< tsl max. Обычно в практике каротажа измерения выполняют в интервале

В некоторых конкретных случаях влияние изотойов-помех можно исключить, применяя источники, энергия нейтронов которых меньше пороговой для элементов, дающих изотопы-помехи. Если энергия нейтронов большая, то ее можно уменьшить экранированием источ­ ника парафин-кадмиевым фильтром.. Прп правильном выборе £а, іп, ta и источника нейтронов в большинстве случаев можно выделить но временной селекции (по Т 1/2) изучаемый изотоп среди других изотопов и определить его содержание в породе. При близких зна­ чениях Т 1/2 изотопов выделить изучаемый изотоп среди изотоповпомех по временной селекции невозможно. В таких случаях исполь­ зуют различие спектров гамма-излучепня изучаемого пзотопа н изо­ топов-помех (спектрометрический КНА).

При измерении / ѵа источник нейтронов располагают от индика­ тора на расстоянии 1,5—2 м (размер 'зонда), при котором исклю­ чается влияние радиационного гамма-излучения и прямого гаммаизлучения источника. Перед проведением КНА измеряют естествен­ ную радиоактивность пород J y и исключают ее из суммарного наведенного эффекта.

При точечном опробовании выбирают такое расстояние 1гш (шаг) между соседними точками измерений, чтобы наведенные активности в них не накладывались одна на другую. Обычно hm = 0,25 ч- 1,00 м. При hm = 1 м скрадываются детали количественного распределения элементов в породе, поэтому шаг измерений выбирают с учетом активационного опробования эталонного интервала скважин.

При малой величине Т 1/2 изучаемого изотопа измерения можно производить и при непрерывной записи. В этом случае скорость измерений рассчитывают по формуле [121

0,693

Исключить влияние составляющих J y, Jny и Jyy на результаты измерения наведенного эффекта можно при регистрации кривых при спуске или подъеме скважинного прибора (в зависимости от рас­ положения источника и индикатора).

Глубинность метода КНА при активации тепловыми нейтронами не превышает 12—15 см, а при активации быстрыми нейтронами — примерно в два раза меньше. Например, при активации флюорита (бп = 2,8 г/см3, 20% CaF2) быстрыми нейтронами в заполненных водой скважинах диаметром 110 мм глубинность метода составляет

Исследования на алюминий

При взаимодействии медленных нейтронов с ядрами 27А1 и быстрых

Последняя реакция является пороговой для нейтронов энергии 4,5 МэВ.

Для раздельного определения содержания А1 и Si в алюмосили­ катных породах используют Ро + В- и Ро + Be-источники нейтро­ нов. Поскольку Ро + В-источник испускает нейтроны энергии

где b — количество гамма-квантов на 1 % А120 3.

При облучении пород нейтронами Ро + Be-источника наведенная активность будет определяться суммой наведенных активностей А1 и Si:

где a, d — количество гамма-квантов на 1% глинозема и кремнезема; qsi — содержание кремнезема в %.

При облучении одного и того же пласта обоими источниками

График этой зависимости представляет собой прямую, отсе­ кающую на осях X = /ро+ве/^Ро+в и У = т отрезки Ь(а

4 75

и (—a/d). Зная gA1 и qSl по результатам опробования керна в поро­ дах эталонных скважин месторождения, можно по формуле (63) построить эталонировочиый график и по нему находить содержание А1 и Si в разрезах разведочных скважин.

• Оптимальными условиями измерений при непрерывной записи являются [12]: L — 1,2 -4- 2 м, ѵ — 22 -т- 32 м/ч, Qn = (1 -f 2) х X ІО7 нейтр./с. В связи с малой наведенной активностью результаты непрерывной записи могут быть использованы только для подуколичествениых определений. Более точное определение содержа­ ний А1 и Si в породах производят по результатам точечных замеров. Оптимальные условия проведения измерений при этом: £а = 5 мин; £п = 0,5 мин; £„ = 4,5 мин.

Методика измерений в скважине заключается в следующем. При спуске скважинного прибора записывают кривую ГК и выделяют на ней интервалы повышенной радиоактивпости, которым обычно соответствуют высокоглпноземпстые породы. При подъеме прибора на этих интервалах с шагом hm = 0.5L регистрируют / ѵ в отдельных точках. Точечные измерения начинают и заканчивают на 2—3 м ниже и выше исследуемого пласта. Выбранные точки привязывают к временным меткам на кабеле. Продолжительность измерения / т в каждой точке 2 мин.

При спуске прибора с Ро + В-источником записывают диаграмму и уточняют положение пластов, исследованных ранее методом ГК, а также выделяют те из них, которые не обладают повышенной радиоактивностью. Затем при максимально возможной скорости поднимают прибор и устанавливают источник на 3—4 м выше первой точки замера. Спустя 20—30 мин совмещают источник с первой точ­ кой замера и активируют ее в течение £а = 5 мин. После этого уста­ навливают детектор в точку активации, через tn — 3 с после начала спуска включают пересчетный прибор и в течение tn = 4,5 мин реги­ стрируют / ѵа. Установка детектора в точку активации, а следова­ тельно, и источника — в следующую точку должна производиться в течение 3—4 с. В таком же порядке проводят активацию и измере­ ние J yа в последующих точках. Затем точно так же измеряют / ѵа в точках, смещенных на 0,5L вниз относительно ранее отмеченных. Для учета собственного гамма-излучения источника в нескольких верхних точках пласта производят замер J ѵа. Найденные расхожде­ ния между первичным и повторным замерами усредняют, и получен­ ный результат учитывают при камеральной обработке.

Затем в такой же последовательности и в тех же точках проводят измерения с Ро + Ве-источником.,

Исследования на медъ

Применение метода KHÂ на медь основано на регистрации наве­ денного гамма-излучения изотопов e4Cu и eeCu, образующихся при захвате медленных нейтронов ядрами 63Си и 05Си. При активации медных руд образуется ряд изотопов-помех (Z8A1, 24Na, 42К, 6вМп,

176

fl9Zn, 75As), на фоне которых не всегда возможно выделить наведен­ ный эффект меди.

Взависимости от химического состава медных руд и содержания

вних отдельных элементов применяется та или иная методика акти­ вационного опробования [15].

При одинаковом содержании Zn и Си в медноколчеданных рудах наведенный эффект 04Си будет практически на два порядка выше эффекта, связанного с 0flZn. При концентрации Zn, равной 8—10%,

наведенный эффект 09 Zn будет соизмерим с наведенным эффектом e4Cu при содержании меди в руде 0,08—1,00%. Определение содер­ жания 04Си по временной селекции возможно с погрешностью менее

10% при условии ^ 10 [15]. При наличии в медных рудах 5eFe влияние 50Мп, образующегося на быстрых нейтронах

спорогом реакции 2,9 МэВ, можно исключить применением Ро +

+В-источиика. В зависимости от концентрации меди в горных породах влияние 50Мп и 75As может, быть сведено к минимуму путем подбора величин ta и tn.

Вслучае совместного нахождения e3Cu и ,4As горную породу облучают в течение времени ta = 16 ч. При этом допустимый предел влияния 75As не превышает 10%.

влияние 56Мп не превышает 10% наведенной активности 64Си, соста­ вляет соответственно 16 и 6 ч. При средних содержаниях меди за время tn = 8 ч- 10 ч распадаются короткоживущие изотопы, и вли­ яние 56Мп можно учесть по временной селекции.

Методика работ.при активационном опробовании на 64Си состоит в следующем. Другими методами каротажа в скважине определяют интервалы залегания медноколчеданных руд. При помощи свободной жилы кабеля и. электрода, расположенного на косе скважинного приббра РК, в интервале залегания сульфидной руды записывают кривую токового каротажа или ПС и с учетом расстояния между точками записи кривой электрокаротажа и прибора РК на кабель наносят временные метки с шагом hm = 0,25 ч- 0,50 м. При помощи

eeCu. Хотя наведенный эффект eeCu и менее интенсивен, чем 64Си, однако работа по eoCu более производительна в свя'Зи с ее малым периодом полураспада. При этом наведенную активность изотопапомехи 28А1 можно учесть по временной селекции. Последователь­ ность выполнения работ в этом случае практически не отличается