Реферати українською » География » Гама – каротаж. Фізичні основи методу


Реферат Гама – каротаж. Фізичні основи методу

Курсова робота :Адиятова О.Н.

Міністерство Освіти РФ

Уфимский Державний Нафтовий Технічний Університет

Кафедра геофізики

Уфа 2002

Геофизик - це суб'єкт, здатний конкурувати з бадьорій силою духу вивертати безкінечні ряди незбагненних формул, виведених з мікроскопічної точністю, з невизначених припущень, заснованих на виключно спірних даних, отриманих з непереконливих експериментів, виконаних з неконтрольованої апаратурою особами підозрілої надійності і сумнівних розумових здібностей. І весь цей - з відкрито визнаній метою дратувати і плутати химерну групу фанатиків, відомих під назвою геологів, які, своєю чергою, є паразитичним нашаруванням, оточуючим чесно і тяжко працюючих буровиків.

Journal of Petroleum Technology. 1957

Ядерні методи дослідження свердловин

Ядерні дослідження свердловин поділяються на методи вивчення природною радіоактивності (гамма-методы) і штучно викликаної радіоактивності, звані б ядерно-фізичними чи ядерно-геофизическими (гамма-гамма і нейтронні методи).

Методи вивчення природною радіоактивності гірських порід у свердловинах.

На вивченні природною радіоактивності гірських порід грунтується гамма-каротаж чи гамма-метод (ГМ). Це аналог радіометрії.

Роботи проводять із допомогою скважинных радіометрів різних марок. Електричні сигнали, пропорційні інтенсивності гамма-випромінення, передаються з нього кабелем на звичайну каротажную станцію, де й здійснюється їх автоматична реєстрація.

Через війну гамма-каротажа записується безперервна крива, чи діаграма, інтенсивності гамма-випромінення . Розмір вимірюється в імпульсах за хвилину чи микрорентгенах за годину (гамах). Оскільки розпад ядер є випадковим процесом, то інтенсивність гамма-випромінення коливається близько середній рівень, відчуваючи статистичні флуктуації. Для їх урахування застосовуються повторні записі розмови з меншою швидкістю проведення спостережень. Оскільки гамма-промені майже зовсім поглинаються шаром породи завтовшки 1 - 2 м, а до 30 % ядерної енергії не пропускається обсадними трубами, то скважинный радіометр може фіксувати гамма-випромінювання порід, розміщених у радіусі, не перевищує 0,5 м від осі свердловини. Збільшення діаметра свердловини та наявність води чи бурового розчину у ній ще більше знижують радіус обстеження.

На діаграмах гамма-каротажа виявляються пласти з різною мірою радіоактивності. Максимумами виділяються породи і руди, містять уран, радій, торій, калий-40 та інші радіоактивні елементи, і навіть граніти, глини; мінімумами - піщані і карбонатні породи.

Спектрометрия природного гамма-випромінення, тобто. визначення енергії гама-променів, служить виділення в розрізах свердловин порід і руд, містять певні елементи, наприклад, калій, торій, уран, фосфор та інших.

1. Природна радіоактивність гірських порід.

Серед інших радіометричних методів дослідження свердловин найпоширенішим є метод природною радіоактивності гірських порід чи, як він частіше називають, гама – метод. У його основі лежить вивчення закономірностей зміни природною радіоактивності гірських порід, зумовленої присутністю переважно урану і торію з продуктами розпаду, і навіть радіоактивного ізотопу калію До40. інші радіоактивні елементи (Rb87, Zr96, La138, Sm147 тощо.) мають такі великі періоди піврозпаду, що з існуючої поширеності в земної корі помітного внеску до сумарну радіоактивність внести що неспроможні.

Радиоактивностью основних мінералів, входять до складу осадових гірських порід, коливається на досить межах – від сотої частки за кілька тисяч пг-экв Ra/г. Всі ці мінерали по радіоактивності може бути розбиті чотирма групи.

Співвідношення вкладу радіоактивних елементів у загальну гамма-активність порід різна. Основний внесок вгамма-активность вапняків і особливо доломітів даютRa (відповідно 64% і 75%),вклад Ra, Th, K в радіоактивність пісковиків приблизно однаковий (Ra 23-26%, Th 40%, K 35%).В цьому сенсі спектр природного гамма-випромінення терригенных і карбонатних порід різний.

До першої, що характеризується низькою радіоактивністю, входять основні складові осадових гірських порід мінерали :

-) кварц

-) доломіт

-) ангідрит

-) гіпс

-) кальцит

-) сидерит

-) кам'яна сіль.

Друга ж група мінералів з середньої радіоактивністю представлена окремими мінеральними разностями типу :

-) лимонит

-) магнетит

-)турмалін

-) корунд

-) барит

-) олигоклаз

-) рогова обманка та інших.

До третьої групи мінералів ставляться :

-) глини

-) слюди

-) польові шпаты

-) калійні солі, які характеризуються підвищеної радіоактивністю, та інших мінерали.

У четверту групу входять акцессорные мінерали, радіоактивність яких більш ніж в 1000 разів перевищує радіоактивність мінералів першої групи.

У гама – методі дослідження свердловин величину природною радіоактивності гірських порід судять за інтенсивністю Ig їх природного g-випромінювання, зареєстрованим радіометром, які йшли стовбуром свердловини.

Гама – випромінювання входять також й дуже зване фонове випромінювання (фон). Фоновое випромінювання викликано забрудненням радіоактивними речовинами матеріалів, у тому числі виготовлений глибинний прилад, і космічним випромінюванням. Вплив космічного випромінювання різко знижується з глибиною і глибині кілька десятків метрів на результатах вимірів не позначається.

2. Гама – каротаж.

Вимірювання інтенсивності Ig  природного g-випромінювання порід вздовж стовбура свердловини називається гама – каротажем (ДК).

Умовно вважають, що ефективний радіус дії установки гама – каротажа (радіус сфери, з якої виходить 90% випромінювань, які сприймаються індикатором) відповідає приблизно 30 див; випромінювання з більш віддалених ділянок породи поглинається довкіллям, не досягнувши індикатора. Збільшення dз через розмиву стінки свердловини і безперервної освіти каверн (зазвичай, у глинистих породах) супроводжується зменшенням показань гама – каротажа. Цементное кільце здебільшого також впливає величину реєстрованого g-випромінювання, зменшуючи її. Для визначення g-активности пласта при кількісної інтерпретації дані гама – каротажа призводять до стандартних умов.

Інтенсивність радіоактивного випромінювання порід у свердловині вимірюють з допомогою індикатора g-випромінювання, що за глибинному приладі. Реєстрація ввозяться процесі взаємодії гама – випромінювання з атомами і молекулами речовини, яке наповнювало індикатор. Як індикатора використовують лічильники Гейгера – Мюллера чи більше ефективні, краще расчленяющие розріз сцинтиляційні лічильники.

2.1 Лічильник Гейгера – Мюллера.

У цьому вся лічильнику одне із електродів (анод) під напругою 800 – 1000 У поміщений у камеру, заповнену іонізуючим газом під низьким тиском (» 0.01 ат). Частина гама – квантів, проходячи через камеру, не взаємодіє своєму шляху з молекулами газу, що знижує ефективність лічильника. Інші гама – кванти викликають іонізацію кількох молекул газу.

Кожен зареєстрований лічильником гама – квант викликає у ланцюга харчування лічильника імпульс струму.

2.2 Сцентилляционный лічильник.

Індикатором гама – випромінювання є прозорий кристал, молекули якого мають властивістю сцентилляции – випущення фотонів світла при вплив гама – квантів. Фотоны відзначаються фотоумножителем і викликають потік електронів до аноду (струм).

Великим перевагою сцентиллятора є висока эфективность рахунки (реєструється до 50 – 60% гама – квантів, що пропливали кристал) проти іншими типами лічильників, ефективність яких 1 – 5%. Це дозволяє зменшити довжину лічильників з 90 до 10 див, поліпшити вертикальне розчленовування й забезпечити малу статичну флуктуацію.

2.4 Статистичні флуктуації.

Радіоактивний розпад непостійна у часі, для отримання стабільних значень радіоактивності береться значення показань за досить тривалу проміжок часу. Тому що це період може бути дуже великим, то вимірювана радіоактивність перестав бути постійної у тому разі, якщо глибинний прилад перебуває у свердловині непорушно. Наблюдаемые зміни радіоактивності у разі називаються її статистичними флуктуаціями.

Статистична флуктуація з діаграми має перевищувати кілька сантиметрів, інакше через спотворення діаграми неможливо знайти коррелируемыми. Регулировка амплітуди флуктуації здійснюється добором постійної часу інтегруючої осередки.

2.5 Постійна часу інтегруючої осередки.

Регулируемые елементи інтегруючої осередки дозволяють змінити її постійну часу від 1 до 6 сек. Вибір тієї чи іншої значення постійної часу, з якою проводитимуться дослідження, у свердловині, виходить із двох суперечливих положень : велика тривалість постійної часу зменшує статистичні флуктуації, а викликає відставання у запису зареєстрованим розміру й вимагає зниження швидкості виміру зменшення спотворення кривою.

3. Криві гама - каротажа.

Отримана внаслідок виміру крива, характеризує інтенсивність g-випромінювання пластів вздовж стовбура свердловини, називається гама – каротажної кривою.

Конфігурація одержуваної кривою зміни величини Ig залежить цілої ряду факторів, що з особливостями досліджуваного розтину, конструкції свердловини і методик виробництва вимірів (радіоактивність гірських порід, пройдених свердловиною, радіоактивності бурового розчину, діаметра свердловини і наявність обсадной колони).

 Точне аналітичне розгляд впливу величину Ig всієї сукупності цих факторів є дуже складне завдання, до нашого часу не повністю решенную. Проте вплив кожного з цих факторів окремо вивчено досить докладно.

Завдяки статистичним флуктуаціям крива радіоактивного каротажа має відхилення, які пов'язані зі зміною фізичних властивостей пластів (похибки вимірів). Похибка, що з флуктуацией, то більше вписувалося, що менше імпульсів, испускаемых в еденицу часу (швидкість рахунки). У випадку інтенсивність g-випромінювання пластів, викриті свердловиною, приблизно пропорційна g-активности порід. Проте за однаковою g-активности породи з більшою щільністю відзначається меншими показаннями ДК через інтенсивнішої поглинання g-лучей. Свідчення гама – каротажа є функцією як радіоактивності і щільність порід, а й умов до свердловині (діаметр свердловини, щільність промывочной рідини та інших.).

Вплив свердловини на показання ДК проявляється у повфшении інтенсивності g-випромінювання з допомогою природною радіоактивності колон, промывочной рідини і цементу й у ослабленні g-випромінювання гірських порід внаслідок поглинання g-лучей колоною, промывочной рідиною і цементом. У зв'язку з переважним значенням другого процесу вплив свердловини позначаються головним чином поглинанні g-лучей гірських порід. Це спричиняє з того що коли глибинного свердловинного снаряда з рідини спостерігається збільшення g-випромінювання. Пі переході його з необсаженной частини свердловини в обсаджену відзначається зниження інтенсивності природних g-излучений, що викликає усунення кривих і зменшення диференційованості діаграми. Така ж явище спостерігається під час переходу глибинного приладу з одноколонной частини свердловини в двухколонную.

4. Количественная оцінка радіоактивності гірських порід.

Кінцевою метою геофізичної інтерпретації даних гама – методу є кількісну оцінку вмісту у гірських породах радіоактивних елементів.

У принципі так оцінка по кривим гама – методу вмісту у досліджуваних породах радіоактивних елементів qп може бути розв'язана з урахуванням використання однієї з двох наступних співвідношень :

q = S/KgH ; q = I

Схожі реферати:

  • Реферат на тему: Сальвадор
    Сальвадор – самий колоритний місто Бразилії. Тут усе ще витає дух того часу, коли місто був
  • Реферат на тему: Японія
    Японія - держава, розташоване на островах у західній частині моря. Територія Японії приблизно 372,2
  • Реферат на тему: Іран
    Громадські відносини у Ірані в 10-12 ст. Підготовка повстання. Молоді роки Хасана ібн Саббаха.
  • Реферат на тему: Природні ресурси Росії
    Мінеральні ресурси. Земельні ресурси. Водні ресурси. Лісові ресурси. Природні ресурси Московського
  • Реферат на тему: Економіка Франції
    Загальні тенденції економічного розвитку. Промисловість. Сільське господарство. Зовнішньоекономічні

Навігація