Гамма-метод

Гамма-метод или метод естественной радиоактивности пород основан на регистрации естественного (самопроизвольного) гамма-излучения. Это излучение обусловлено самопроизвольным распадом радиоактивных элементов уранового, ториевого и актиноуранового рядов. Практический интерес представляют U(238), T(232) и К(40), т.к. именно эти радионуклиды определяют естественную радиоактивность горных пород.

Основными характеристиками естественных радионуклидов является период полураспада и энергия гамма-излучения (U(238)-T1/2=1617 лет Eγ=1,76 МэВ, T(232) -T1/2=13,9*10в 9 лет Eγ=2,62 МэВ и К(40) -T1/2=1,31*10 в 9 лет Eγ=1,46 МэВ)

Среди осадочных пород наиболее активны глины, обладающие высокой адсорбционной способностью, менее активны песчаники и, наконец, наименьшей активностью обладают известняки и доломиты, а также гидрохимические осадки (гипс, ангидрит, каменная соль). Исключение представляют только калийные соли, отличающиеся повышенной активностью, благодаря содержанию в них К.

Порода	Средняя гамма-активность, q*10(12),г-экв Ra	Вклад радионуклидов в суммарную гамма-активность,%
		U	Th	K
Песчаник	3	18	51	31
Глина	3,4	29	29	42
Известняк	0,75	57	25	18
Доломит	0,44	59	18	23
Хемогенные (гипс, ангидрит, галит)	0,14	22	40	38

Аппаратура и методика каротажа

• Запись показаний производится в единицах мощности экспозиционной дозы излучения (МЭД), выраженных в мкР/час.

• Как правило, каротажные радиометры являются двухканальными и, кроме канала ГМ, содержат еще один канал, предназначенный для одновременной записи еще одной диаграммы - НГМ, ГГМ или ГНМ.

• В современных геофизических информационно-измерительных системах, основанных на цифровой регистрации данных ГИС, регистрация диаграмм ведется с шагом квантования 10(или 20) см, при скорости перемещения зонда 60-420 м/ч. При подборе скорости регистрации кривых ГМ и ГМ-С используют предварительно зарегистрированный в скважине спектр и прогнозные модели геологического разреза.

• Скорость каротажа должна быть такой, чтобы при движении детектора против пласта минимальной интересующей исследователя мощности h показания радиометра успели достичь максимальных значений Iγпл. При более высокой скорости, аномалия ГК получается меньшей интенсивности и растянутой по глубине.  

• В общем случае скорость ГМ не должна превышать 360-400 м/час.

• Радиус исследования гамма-метода не превышает 0,5 м.

Спектрометрическая модификация гамма-метода (гм-с):

Естественная радиоактивность горных пород обусловлена наличием в них радионуклидов U, Th и K. Интегральная модификация гамма-метода основана на регистрации общей(суммарной) интенсивности гамма-излучения. Спектрометрическая модификация ГМ позволяет определить каждую составляющую отдельно – Iγ,U, Iγ,Th, Iγ,K. Для этого применяют многоканальные спектрометры (анализаторы) гамма-излучения, которые позволяют регистрировать дифференциальные спектры естественной радиоактивности.

Регистрацию излучения проводят в интервалах энергии 1.35-1.55 МэВ (включает энергию 1.46 МэВ изотопа Ka(40)), 1.65-1.85 МэВ (включает энергию 1.76 МэВ изотопа Ra(226)), 2.4-2.8 МэВ (включает энергию 2.62 МэВ изотопа Th(232)).

Для регистрации полного спектра гамма-излучения (естественного, радиационного захвата или наведенной активности) применяют спектрометры с числом каналов 256, 524 и 1024. Чем больше каналов у спектрометра, тем с большей точностью регистрируется спектр.

После перехода с аналоговой на цифровую регистрацию данных ГИС в компьютеризированных геофизических станциях при проведении радиоактивных исследований из канала регистрации исключили интегрирующую ячейку. Влияние последней на форму регистрируемой кривой ГМ проявлялось в искажении ее формы в зависимости от величины постоянной времени интегрирующей ячейки, скорости движения скважинного прибора и толщины (особенно минимальной) пластов в разрезе скважины.