57. Определение плотности и пористости по ггм.

Задачи ГГМ-П

1. Определение литологического состава пород Особенно эффективен при расчленении гидрохимических осадков и при выделении руд с большой плотностью (Mn, Cr, Fe)

2. Определение плотности и пористости.

В чистых породах: δ_П=δ_жК_п+δ_тв(1-К_п); К_пгг= (δ_тв- δ_п)/ (δ_тв- δ_ж)=К_п

В глинистых породах: δ_П=δ_жК_п+δ_глК_гл+ δ_тв(1-К_п-К_гл); К_п= К_пгг-ΔК_пгл; ΔК_пгл=(δ_тв- δ_гл)/ (δ_тв- δ_ж).

Если состав флюида в поровой про-ве не однородный, то δ_ж= δ_вК_в+ δ_нК_н+ δ_гК_г

Поскольку плотность глинистого раствора и глинистой корки меньше плотности горных пород, то с увеличением толщины глинистой корки или с удалением прибора от стенки скважины вследствие наличия каверн уменьшается средняя плотность среды вокруг зонда ГГМ и увеличиваются показания. Это может быть ошибочно проинтерпретировано как уменьшение плотности породы. Для повышения надежности интерпретации необходимо иметь кавернограмму.

ГГМ-С ( не обязательно)

По данным ГГМ-С определяют:

1)Z_эф-эффективный атомный номер вещ-ва Z_эф=(Z_i³ *n_i)^1/3, где Z_i-атомный номер элемента, входящего в состав, n_i-число атомов с атом.номером Z_i в молекуле

введено для много компонентных сред

2)Р_е-фотоэлектрич.поглощение P_е=(z/10)^3.6, Р_е=(ΣА_iz_in_i)/(А_iz_i) – для многокомпонентной смеси. А_i-атомная масса элемента Z_i

3)U-индекс фотоэл.поглощения U=U_жК_п+U_тв(1-К_п)

58. Физические основы нгм и ннм. Нейтронный свойства г.П.

Нейтронный методы

Объединяют группу методов ГИС, при которых породу облучают потоком быстрых n, и изучают эффекты при взаимодействии быстрых n с породой. По виду регистрируемого излучения различают НГМ и ННМ. В зависимости от режима работы источника различают стационарные(т.е. излучать n практически непрерывно) и импульсные (т.е. испускать n в течение небольших интервалов времени, м/у которыми источник выключен)(ИНГМ, ИННМ).

В НГМ регистрируют γ-излучения, образованные в результате реакции радиационного захвата, когда n поглощаются ядрами элементов. В ННМ регистрируются n, образованные в результате упругого и неупругого рассеяния. При взаимодействии быстрых n с ядрами элементов происходит потеря Е и превращение их в медленные надтепловые и тепловые n: Е_нт≤1 МЭВ. Е_т=0.025 МЭВ.

Аномальным замедлителем n в г.п. является Н. При взаимодействии теплового n с ядром происходит его поглощение, т.е. радиационный захват, сопровождающийся испусканием γ-квантов. Наибольшая активность к захвату тепловых n их числа элементов, присутствующих в осадочных г.п., характерно для Cl. Т.о., основными элементами, вызывающими замедление и захват тепловыхn являются Н и Сl.

Нейтронные свойства г.п.

1. Эфф. микроскопическое сечение рассеяния σ_р отражает вероятность встречи n с ядром элемента и последующее его рассеяние.

2. Эфф. микроскопическое сечение захвата σ_з отражает вероятность захвата n ядром элемента.

3. Эфф. макроскопические сечения рассеяния и захвата отражают вероятность рассеяния и захвата всеми ядрами одного или нескольких элементов, содержащихся в единице объема вещ-ва.

Для вещ-ва, состоящего из атомов одного элемента, величины макроскопического захвата имеют вид:

Если вещество представлено сложным хим составом, то величины макроскопического рассеяния и захвата будут зависеть от % содержания каждого элемента в объеме породы.

4. L_S- длина замедления быстрых n -наиболее вероятное расстояние от источника n до того места, где он стал тепловым.

5. L_d – длина диффузии – это наиболее вероятное расстояние по прямой от места возникновения теплового n до места его захвата.

6. τ - среднее время жизни теплового n, т.е наиболее вероятное время от момента возникновения теплового нейтрона и его захватом τ=1/(vΣз). v – скорость распространения тепловых n. v=2.2*10⁵см/c=2200 м/с при 20⁰ С.

7. Коэффициент диффузии Д= L_d²/ τ , характеризует скорость пространственной диффузии тепловых n.

Пресная вода и нефть имеют близкие nсво-ва, т.к. содержание Н в них одинаково.

Высокое Σр у нефти, воды и гипса связано с повышенным содержанием Н (аномальный замедлитель), а высокое Σз – у галита связано с высоким содержанием Cl (аномальный поглотитель Н).

Для пород с одинаковым минеральным составом скелета Ls и τ уменьшаются с увеличением их влажности (т.е. увеличением К_п).

Физические основы нейтронный методов.

Интенсивность, регистрируемая при n методах, зависит от плотности распределения n вблизи детектора (счетчика)

I_nγ или I_nn =f(n_т, r). При этом, по мере удаления от источника плотность n_т уменьшается, причем уменьшение плотности происходит по-разному в породах с высоким и низким Н-содержанием. Более резкое – в породах с высоким Н-содержанием.

На расстоянии 20-30 см от источника величина плотности n_т не зависит от Н-содержания в породах.

На практике применяются зонды с L>30 см. L^нгм=50-60, L^ннм=35-50.

Наличие в породе элементов с высокимΣз (Cl, B, Li) смещает область инверсии влево. Общие закономерности влияния Н-содержания на показания НГМ аналогичны этому влиянию на ННМ.

По-разному влияет Cl на показания НГМ и ННМ. При увеличении содержания Cl интенсивность I_nγ, регистрируемая в НГМ, увеличивается, в ННМ I_nn, наоборот, - снижается. Увеличение I_nγ объясняется тем, что захват n ядром Cl сопровождается испусканием 2 или 3 γ-квантов с Е=8.5 МэВ, а захват n ядром Н сопровождается испусканием 1 γ-кванта с Е=2.3 МэВ. Особенности зависимостей плотностей тепловых или надтепловыхn от Н или Cl-содержания определяет глубинность исследований НМ и областей их применения. Чем выше Н-содержание породы, тем меньше глубинность (Rиссл.)