- •Ядерная геофизика
- •Содержание
- •Глава 1. Естественная радиоактивность горных пород 7
- •Глава 2. Геохимия урана, тория и калия-40 18
- •Глава 3. Физические основы ядерной геофизики 30
- •Глава 4. Радиометрическая аппаратура 43
- •Глава 5. Применение гамма-метода при геофизическом исследовании
- •Глава 6. Нейтронные методы исследования скважин 80
- •Введение
- •Глава 1. Естественная радиоактивность горных пород
- •1.1. Общие сведения о радиоактивности
- •1.2. Ряды радиоактивных семейств урана и тория.
- •1.3. Естественные радиоактивные элементы, не входящие в ряды урана и тория.
- •1.4. Основные законы радиоактивных превращений.
- •1.5. Единицы измерения радиоактивности.
- •1.6. Контрольные вопросы к первой главе:
- •Глава 2. Геохимия урана, тория и калия-40
- •2.1. Физико-химические свойства урана, тория и калия-40.
- •2.2 Поведение естественных радиоактивных элементов в магматическом, гидротермальном и гипергенном процессах.
- •2.3. Распределение радиоактивных элементов в земной коре.
- •2.4. Контрольные вопросы ко второй главе
- •Глава 3. Физические основы ядерной геофизики
- •3.1. Общие положения.
- •3.2. Нейтронное излучение.
- •3.3. Гамма-излучение.
- •3.4. Взаимодействие γ-излучения с веществом.
- •3.4.1. Рассеяние γ-квантов свободными электронами
- •3.4.2. Поглощение γ-квантов электронами атомов
- •3.4.3. Полное сечение взаимодействия γ-излучения с веществом.
- •3.5. Взаимодействие нейтронов с веществом.
- •3.5.1. Упругое рассеяние
- •3.5.2. Неупругое рассеяние нейтронов.
- •3.5.3. Поглощение нейтронов
- •3.5.4. Полное сечение и пробеги нейтронов в веществе.
- •3.6. Контрольные вопросы к третьей главе
- •Глава 4. Радиометрическая аппаратура
- •4.1. Детекторы излучений. Основные характеристики детекторов
- •4.2. Сцинтилляционные счетчики.
- •4.3. Особенности использования сцинтилляционных счетчиков для спектрометрии γ-излучения.
- •4.4. Полупроводниковые детекторы (ппд).
- •4.5. Радиометры
- •4.5.1. Интегральные радиометры.
- •4.5.2. Спектрометрический радиометр (спектрометр).
- •4.6. Погрешности при радиометрических измерениях. Чувствительность и фон радиометров.
- •4.7. Эталонирование радиометрической аппаратуры.
- •4.8. Источники ядерных излучений
- •Контрольные вопросы к четвертой главе
- •Глава 5. Применение гамма-метода при геофизическом исследовании скважин (гамма-каротаж гк)
- •5.1. Методика исследований
- •5.2. Оценка глубинности исследований гк
- •5.3. Исследование формы кривых гк в пластах
- •5.4. Интерпретация кривых гк.
- •5.5. Спектрометрический гк.
- •5.6. Применение гк при решении геологических задач
- •5.7. Контрольные вопросы к пятой главе
- •Глава 6. Нейтронные методы исследования скважин
- •6.1. Зонды для проведения нейтронного каротажа.
- •6.2. Свойства горных пород при взаимодействии с нейтронами.
- •6.3. Геометрия измерений. Доинверсные и заинверсные зонды.
- •6.4. Нейтрон-нейтронный каротаж (ннк).
- •6.5. Нейтрон-гамма-каротаж (нгк).
- •6.6. Контрольные вопросы к шестой главе
6.5. Нейтрон-гамма-каротаж (нгк).
Задачи определения влажности и содержания нейтронопоглощающих элементов могут быть решены также методом НГК. В этом методе об изменении потока нейтронов в горных породах судят по интенсивности γ-излучения радиационного захвата, возникающего при реакции (n, γ).
Захватное γ-излучение, как правило, является жестким и, следовательно, может нести информацию об актах поглощения нейтронов, состоявшихся на значительном удалении от скважины. Благодаря этому НГК по сравнению с ННК обладает несколько большей глубинностью, что в ряде случаев имеет первостепенное значение. Кроме того, НГК можно осуществить в спектральной модификации - НГК-С. Спектрометрия γ-излучения радиационного захвата нейтронов, несмотря на трудности выделения отдельных γ-линий на фоне интенсивного комптоновского распределения, обусловленного высокой энергией захватных γ-лучей, предоставляет возможности однозначного определения ряда элементов.
Таким образом, НГК, дублируя при решении некоторых задач ННК, обладает своими преимуществами и имеет самостоятельную область применения. Большими принципиальными возможностями по сравнению с интегральным НГК обладает НГК-С (спектрометрическая модификация НГК). В связи со сложностью спектров захватного γ-излучения, необходимостью учета наложения линий, влияния влажности и нейтронопоглощающих свойств элементов-спутников при количественных определениях в НГК-С возникает множество трудноразрешимых проблем. Тем не менее, в последнее время НГК-С все шире используется в нефтяном каротаже. При помощи НГК-С определяют содержание кислорода и углерода в породах, и на основании полученных данных делают заключение о насыщающем флюиде (вода – нефть).
6.6. Контрольные вопросы к шестой главе
Перечислите модификации нейтронного каротажа и назовите реакции взаимодействия нейтронов с веществом, лежащие в основе этих методов.
Что такое геометрия измерений при регистрации вторичного излучения? Какая геометрия используется в зондах при геофизических исследованиях (ГИС) в нефтегазовых скважинах?
Какие параметры характеризуют горные породы при их взаимодействии с нейтронами? Перечислите основные факторы, определяющие эти параметры.
Что такое точка инверсии зонда? Как используется инверсионная зависимость при ГИС?
Какую информацию о породе дает ННК? Назовите факторы, определяющие интенсивность вторичного потока нейтронов.
Каким образом показания ННК зависят от геометрии измерений?
Какую информацию о коллекторах может дать метод НГК-С (спектрометрический)?
Обоснуйте комплекс нейтронных методов ГИС при определении водонефтяного контакта.
ЛИТЕРАТУРА
В.В.Ларионов, Р.А.Резванов. Ядерная геофизика и радиометрическая разведка.
Арцыбашев В.А. Ядерно-геофизическая разведка.
Мейер, Ваганов. Основы ядерной геофизики.
С.В. Терещенко. Ядерная геофизика