Суть гамма-каротажу та загальна схема вимірів

У гамма-каротажі по свердловині вивчається природна радіоактивність гірських порід і корисних копалин. Гамма-каротаж застосовують у двох модифікаціях: інтегральній і спектральній. В інтегральному гамма-каротажі (ГК) за допомогою радіометрів вимірюють потужність експозиційної дози природного гамма-випромінювання незалежно від його енергії. У спектральній модифікації гамма-каротажу (СГК) по свердловині реєструється гамма-спектрометром кількість імпульсів від природного гамма-випромінювання в областях енергій, характерних для певних радіоактивних елементів, переважно для Ra, Th, K.

Отже, по свердловині отримують криві радієвої, торієвої та калієвої складових природного гамма-випромінювання, тобто в цьому разі визначається природа радіоактивної аномалії інтегральної кривої ГК, зареєстрованої для проведення спектрального ГК. Це особливо важливо під час масових пошуків урану, продуктом перетворення якого є радій.

У процесі проведення радіоактивного каротажу переважно застосовують комплексну радіометричну апаратуру, яка за один спуско підйом свердловинного приладу забезпечує одночасний запис кривих природної і штучної радіоактивності. Апаратура складається зі свердловинного приладу і наземного пульта керування. Інформація про те чи інше випромінювання надходить від детектора у вигляді імпульсів, середня частота прямування яких перетворюється вимірювальною схемою на поверхні в постійний струм, зміна якого являє собою криву відповідного методу радіоактивного каротажу.

Незалежно від типу радіометричної апаратури й області її застосування свердловинні прилади і наземні панелі обробки інформації мають багато спільних вузлів і блоків.

Установка масштабу запису кривої гамма-каротажу

Масштаб запису кривої ГК ny вибирають за малої радіоактивності гірських порід (карбонатні породи, поліміктові піщаники) 0,1 (пА/кг)/-см, а за підвищеної (піщано-глинистий розріз) 0,2 (пА/кг)/ см. За наявності в розрізі свердловини аномальних зон природної радіоактивності установлюють грубіші масштаби n_y. Спочатку масштабn_y установлюють на базі експедиції з використанням радієвого еталона, потужність експозиційної дози якого l_e на відстані R (у метрах з точністю до сантиметра) розраховують за формулою:

Іе=А/R²,(1)

де А - потужність експозиційної дози від радієвого еталона на відстані 1 м, що визначається за формулою:

А = 840 а (мкР/год) = 60,23 а (пА/кг),(2)

де а - вміст радію в еталоні в міліграмах (за паспортом).

У становку масштабу n_y здійснюють при розміщенні свердловинного приладу на відкритому майданчику розмірами 10x10 м і не ближче 4 м від стін будівель, споруд та інших предметів великих розмірів. Детектор каналу ГК має бути розмішений на відстані не менше 2 м від поверхні землі. При цьому порядок проведення робіт такий.

Спочатку фіксують записувальним пристроєм каротажного реєстратора відхилення l_нф від потужності експозиційної дози натурального фона l_нф ,зумовленої гамма-випромінюванням навколишніх предметів, пповерхнею землі, космічним випромінювання, свердловинним приладом тощо.Установка масштабу запису кривої ГК

Тоді, згідно з формулой (1)задають відому потужність експозиційної дози l_е від радієвого еталона, розмістивши його на розрахованій відстані R. При цьому записувальний пристрій реєстратора додатково відхилиться на l_е сантиметрів, а повне відхилення l_повне=l_нф+l_е. Оскільки І_е і l_е нам відомі, то визначаємо проміжний масштаб запису n_у=I_е/l_е(практично частіше відрізняється від заданого, інколи може дорівнювати йому), який використаємо для обчислення повної потужності експозиційної дози гамма-випромінювання, що діє на детектор ГК, а саме:

I_повне=I_нф+I_е= (l_нф=l_е)=n_yl_повне. (3)

На підставі цього розрахуємо відхилення l записувального пристрою реєстратора для заданого масштабу n_y кривої ГК:

l=I_повне/ .

Цього розрахованого відхилення досягають відповідним регулюванням чутливості вимірювального каналу каротажного реєстратора за фіксованим положення радієвого еталона.

Після цього панель керування апаратури радіоактивного каротажу перемикають на реєстрацію імпульсів від калібратора на такій його частоті при якій отримане відхилення l_к буде близьким до l.

Відхиленням l_к як стандарт-сигналом і користуються для установки масштабу запису кривої ГК під час досліджень свердловин.

Значення l_к для заданого масштабу запису є величиною індивідуальною для кожного свердловинного приладу й типу апаратури радіоактивного каротажу. Це означає, що заданому масштабу запису кривої ГК буде відповідати різна кількість імпульсів, але виміряна потужність експозиційної дози різними приладами в даній точці досліджуваного середовища буде однаковою. Так здійснюється перехід від зареєстрованої кількості імпульсів до відомої потужності експозиційної дози гамма-випромінювання.