4. Радиометрические и ядерно-физические методы гис

По виду первичного радиоактивного излучения методы ГИС подразделяются на две большие группы: методы гамма-поля (-поля) и методы нейтронного поля (n-поля).

В первую группу входят методы естественного -поля и искусственного стационарного или переменного (импульсного) -поля. Кроме основных методов радиометрии скважин, основанных на регистрации интегральной интенсивности -излучения, широко используются их спектральные модификации.

Нейтронные методы, входящие во вторую группу, изучают только искусственные нейтронные поля и по частоте облучающего поля делятся на методы стационарного n-поля и методы переменного (импульсного) n-поля.

4.1. Гамма-каротаж

4.1.1. Методы естественного поля

Из этой группы методов ГИС распространение получили -каротаж (ГК) и его спектральная модификация (ГК-С).

С ущность методов ГК и ГК-С заключается в изучении естественного поля ствола скважины путем регистрации интегральной или дифференциальной интенсивностей -излучения, возникающего при самопроизвольном распаде радиоактивных изотопов, входящих в состав горных пород. Остальные составляющие общей радиоактивности, регистрируемой в скважинах (излучение промывочной жидкости, обсадной колонны и цементного камня) являются помехами и подлежат исключению.

Естественная радиоактивность горных пород в основном обусловлена присутствием в них таких элементов, как U²³⁸ и продуктов его распада Ra²²⁶ и Тh ²³² , а также изотопа К⁴⁰. Следует отметить, что во всех веществах, в том числе и в горных породах, радиоактивные элементы содержатся в очень малых количествах (порядка 10^-6 % урана, 10^-12 % радия, 10^-5 тория).

Остальные радиоактивные элементы характеризуются большими пе­риодами полураспада, а следовательно слабой интенсивностью -поля и малыми кларковыми концентрациями, поэтому заметного вклада в суммарное -поле не вносят.

С учетом сказанного можно записать:

J=J_п*k₁+J_р*k2+J_к*k₃+J_ц*k₄ , где

k₁, k₂, k₃ и k₄ - коэффициенты эффективности индикатора для спектров энергий -излучения соответственно горных пород, бурового раствора, обсадной колонны и цементного камня.

Если рассматривать горные породы как ассоциации минералов, то с другой стороны можно сказать, что радиоактивность горных пород обусловлена минералами, входящими в их состав. Низкой активностью обладают: кварц, кальцит, доломит, сидерит, ангидрит, гипс, каменая соль; средней - лимонит, магнетит, турмалин, корунд, роговая обманка, барит; повышенной - глины, слюды, полевые шпаты, калиевые соли; высокой - циркон, ортит, монацит.

Среди осадочных пород пониженной радиоактивностью характеризуются хемогенные отложения (ангидриты, гипсы, каменная соль), а также чистые пески, песчаники, известняки, угли и доломиты. Максимальной активностью обладают глины, глинистые сланцы, фосфориты, калийные соли (за счет изотопа К⁴⁰). Радиоактивность других осадочных пород зависит от количества примесей в них глинистого материала и занимает промежуточное значение между радиоактивностью глин и чистых пород. В целом, осадочные породы характеризуются самой низкой радиоактивностью, наиболее высокой - магматические и промежуточной - метаморфические. Содержание радиоактивных элементов в магматических породах закономерно связано с их кислотностью. Наибольшей активностью обладают кислые породы, минимальной - ультраосновные.

Суммарное -излучение горных пород можно оценить выразив содержание всех радиоактивных элементов в единицах, эквивалентных содержанию урана по -излучению. Так, например, 1г тория эквивалентен 0,4 г урана, 1г радия - 2,5.10^-4 г урана.

В таблице приведено эквивалентное содержание радиоактивных элементов, характеризующее - активность основных типов изверженных и осадочных пород.

Метод ГК был разработан в 1933 -1934 гг в Ленинграде. Аппаратура метода принципиально мало чем отличается от полевого -радиометра и в тоже время имеет ряд особенностей. При измерениях в скважинах глубинность метода составляет около 30 см.

-активность, 10^-4% эквив. урана

Породы	U+Ra	Th	К	Суммарная
Изверженные:
Кислые	4,0	5 4	6,5	15,9
Средние	1,4	1,8	5,0	8,2
Основные	1,1	1,6	3,5	6,2
Ультраосновные	0,6	0,8	1,0	2,4
Осадочные:
Известняки	1,4	0,2	0,5	2,1
Песчаники	2,0	1,9	2,7	6,6
глины	4,3	5,1	6,7	16,1

О

ПУР - пульт управления

и регистрации

СП - скважинный прибор

МП - источник питания

ВУ - входной усилитель

ДА - дискриминатор амплитуд

Фл - фильтр

Ф - формирователь импульсов

Кл - калибратор

СУ - счетное устройство

МК - интегрирующий контур

Ст - стабилизатор

Вп - выпрямитель

ЭГ - электронный генератор

Тр_вых- выходной трансформатор

Тр_пов- повышающий трансформатор

УМ - усилитель мощности

ДН - делитель напряжения

ФЭУ - фотоэлектрический умножитель

дноканальная аппаратура -метода состоит из скважинного прбора, соединенного через электрическую линию с наземным пультом управления и регистрации и источником питания. В качестве линии связи чаще всего применяют бронированный одножильный кабель.

Электрическая схема и блок детектирования скважинного прибора находятся в стальной гильзе. Для высоковольтного питания ФЭУ служит высоковольтный генератор, в состав которого входят: электронный генератор (ЭГ), повышающий трансформатор, высоковольтный выпрямитель (Вп) и стабилизатор напряжения (Ст). Стабилизированное высокое напряжение подается на делитель напряжения ДН питания ФЭУ, обеспечивающий скачкообразное увеличение потенциалов эмиттеров ФЭУ от катода к аноду.

Импульсы тока, возникающие в ФЭУ при поглощении кристаллом NaJ(Tl) 7-квантов, подаются на усилитель мощности (УМ), позволяющий повысить их уровень до величины достаточной для уверенной передачи по кабелю к наземному пульту через выходной трансформатор Тр_вых

Поскольку питание скважинного прибора и передача сигналов от скважинного прибора на вход наземного пульта осуществляется по одной и той же линии связи, то для разделения регистрируемых сигналов от постоянного тока источника питания используется фильтр (Фл).

Отфильтрованные импульсы дополнительно усиливаются входным усилителем (ВУ) и поступают на дискриминатор амплитуд (ДА). Порог дискриминатора обеспечивает регистрацию 7-квантов от выбранных и больших энергий. Отобранные дискриминатором импульсы нормализуются по амплитуде и длительности формирователем импульсов (Ф) и подаются на интегрирующий контур (МК) после усиления выходным усилителем (ВУ).

Интегрирующий контур преобразует статистически распределенные импульсы в аналоговую токовую функцию времени, пропорциональную средней частоте следования полезных сигналов.

Предусмотрена возможность подачи на вход измерительного канала последовательности импульсов известной частоты с помощью калибратора (Кл)

Это необходимо для установления масштаба записи диаграммы ГК (в импульсах за секунду на 1 см шкалы или в других единицах).

В скважинных приборах могут используются сцинтилляционные и газоразрядные счетчики, реже полупроводниковые. Газоразрядные счетчики регистрируют примерно 2-3% -квантов, сцинтилляционные около 60%, однако последние очень чувствительны к изменениям температуры. Поэтому в глубоких скважинах применяют специальные термостаты для сцинтилляционных детекторов, либо газоразрядные счетчики. Для повышения эффективности последних их объединяют в батареи.

Вследствие высокой мобильности и высокой геологической эффективности методом ГК обследуются картировочные, поисковые и разведочные скважины, пробуренные на месторождениях любого типа.

При поисках радиоактивного сырья аномальными считаются интенсивности 7-поля, начиная с 30 мкР/ч. По результатам скважинных измерений решают следующие задачи:

1) Литологического расчленение разрезов скважин. Необходимо помнить, что такие пласты могут не соответствовать геологическим.

2) Корреляции разрезов скважин. При этом используется устойчивость форм диаграмм ГК на больших расстояниях и не подверженность их сезонным колебаниям.

3) Поисков и разведки радиоактивных руд. В СССР служба поисков была создана в 1947 году.

4) При изучении нефтяных месторождений ГК позволяет определить коэффициент глинистости коллекторов. От этого параметра зависят эффективная пористость и проницаемость коллекторов, а следовательно дебит нефти или газа.

5) На угольных месторождениях ГК проводят для выделения угольных пластов по минимумам на диаграммах (порядка 4 мкР/ч), а также для определения зольности углей, определяющей их качество. Это становится возможным вследствие того, что зола часто представлена глинистым материалом. Это повышает интенсивность -излучения угольных пластов и фиксируется ГК.

6) Поскольку метод прост и мобилен, а также в связи с отсутствием у интенсивности -излучения сезонных колебаний диаграммы ГК используют для геологической привязки диаграмм, записанных другими методами.

При выборе методики проведения ГК особое внимание уделяют подбору скорости V перемещения скважинного снаряда вдоль стенок скважины и постоянной времени  интегрирующего контура. При слишком больших значениях произведения V* амплитуда аномалий ГК уменьшается, точки диаграмм, соответствующие границам пластов, смещаются в сторону движения скважинного прибора, видимая мощность пласта возрастает, а аномалии становятся не симметричными. При слишком малых V* диаграммы искажаются за счет статистических флуктуаций, становятся слишком изрезанными; отсутствует их повторяемость.

Оптимальное значение  рассчитывается по формуле:

 =(2*²*I_с)_р^-1, где

 - относительная статистическая погрешность измерений, принимаемая в нефтяных, газовых и рудных скважинах при поисковых исследованиях равной 0,05 и при детальных - 0,0з, а в угольных скважинах - 0,1.

I_ср - [с^-1] средняя интенсивность -излучения, зарегистрированная в эталонной скважине.

Оптимальную скорость подъема скважинного прибора определяют по формуле:

V = 1800 * h /  .

При этом руководствуются условием, что детектор должен находиться против пласта минимальной мощности h в течение времени V*, поскольку за это время динамическая погрешность измерений уменьшается до 5-10%, т.е. амплитуда аномалии от пласта конечной мощности стремится к амплитуде такого же пласта бесконечной мощности.

Метод ГК-С основан на изучении энергетических спектров 7-излучения. Как известно, -излучение, возникающее при радиоактивном распаде, имеет дискретный (линейчатый) спектр, т.е. оно квантовано. Однако, в результате рассеяния (потери энергии при взаимодействии с атомами породообразующих минералов, промывочной жидкости, стальной гильзы скважинного снаряда радиометра и т.д.) дискретный спектр излучения преобразуется в непрерывный с наложением на него отдель­ных первичных линий. Такие спектры являются индивидуальными для различных радиоактивных изотопов и могут быть использованы для иден­тификации радиоактивных изотопов, входящих в состав горных пород. Кроме того, по интенсивности характерных спектральных линий возможно количественное определение этих изотопов на уровне кларковых концентраций.

Для определения природных радиоактивных изотопов осадочных от­ложений радия (по линии спектра 1,76 мэВ), тория (2,6 мэВ) и калия (1,46 мэВ) -спектрометрические исследования могут быть сведены к одновременной регистрации трех кривых интенсивности -излучения в соответствующих энергетических диапазонах. Затем решают систему линейных уравнений, число которых равно числу определяемых элементов. В рассматриваемом случае система будет иметь вид:

где N₁, N₂, N₃ - скорости счета, зарегистрированные в трех определяемых энергетических диапазонах (измеряемая величина); C_К С_Ra ,C_Th - концентрации соответственно К⁴⁰, Ra²²⁰, Th²³² в объекте исследования; а_i , b_i , с_i - спектральные коэффициенты, представляющие собой скорости счета в i-том канале спектрометра на единицу содержания К⁴⁰, Ra²²⁰, Th²³² соответственно. Значения спектральных коэффициентов определяется на эталонных объектах с известным содержанием этих изотопов перед проведением скважинных исследований.

4.1.2. Методы искусственного -поля

Эта группа методов каротажа скважин основана на изучении -полей, создаваемых в околоскважинном пространстве с помощью специальных источников излучения.

Проходя от источника до детектора в веществе путь длиной R поток -квантов I₀ ослабляется до величины I по закону:

, где

- массовый коэффициент поглощения - излучения;

 - плотность вещества. Причиной ослабления потока -квантов является взаимодействие излучения с электронами и ядрами атомов вещества. Вероятность взаимодействия определяется величиной , зависящей в свою очередь от заряда ядер z атомов, и от энергии излучения Е. Кроме того вероятность пропорциональна плотности вещества .

О сновными процессами взаимодействия -квантов с горными породами для диапазона энергий естественных излучателей являются:

а) Эффект образования электрон-позитронных пар.

Наблюдается при Е>2*М_е*c²= 1,02 мэВ (I мэВ = 1,60207 *10^-13 Дж),

где М_е - масса покоя электрона, с - скорость света. При этом -кванты взаимодействуют непосредственно с ядрами атомов и исчезают, образуя в поле ядра пару электрон-позитрон.

Д ля соблюдения закона сохранения импульса эта реакция должна протекать в присутствии третьей частицы, которой передается часть импульса -квантов. Такой частицей является ядро. Поэтому вероятность эффекта образования пар _п зависит от заряда ядра и пропорциональна величине z². Позитрон, образованный в результате взаимодействия, практически мгновенно тормозится (за 10^-8с) и исчезает в реакции аннигиляции: е⁺ + е^- = 2, т.е. эффект сопровождается испусканием двух новых -квантов с энергиями Е=0,51 мэВ.

б) Эффект Комптона.

Наблюдается при распространении в веществе жесткого -излучения и заключается в рассеянии -квантов электронами атомов. При этом -кванты теряют часть своей энергии. В области, где комптон-эффект является преобладающим (для наиболее распространенных пород это 0,5 - 10,0 мэВ), энергия -квантов больше энергии связи электронов с ядром у большинства веществ и поэтому связь электрона с

ядром практически не сказывается на закономерностях комптоновского рассеяния. Поскольку при взаимодействии расходуется не вся энергия, то -кванты не исчезают. Сечение _k этой реакции пропорционально концентрации электронов в среде и медленно уменьшается с увеличением энергии излучения.

Таким образом, вероятность комптоновского рассеяния возрастает с увеличением плотности вещества.

в) Эффект фотоэлектрического поглощения. Наблюдается при энергиях -квантов Е < 0,5 мэВ. при этом -кванты полностью отдают свою энергию и исчезают. Их энергия частично расходуется на разрыв связи с атомов одного из его электронов, частично передается последнему в виде кинетической энергии. Чем выше энергия связи электрона с ядром, тем выше вероятность фотоэффекта. Следовательно, сечение взаимодействия растет с увеличением атомного номера z вещества и наиболее вероятно с электронами К и L оболочек (наиболее близких к ядру). Очевидно, что энергия -квантов должна быть больше энергии связи электрона с ядром. Это обуславливает наличие скачков на графике зависимости сечения реакции_Ф от энергии излучения при значениях Е, близких к энергии связи

электронов (Е_К, E_l и т.д.) соответствующих оболочек. Так, если E_l < Е  E_k, то фотоэффект возможен на всех оболочках ядра кроме к-той. При Е > Е_к фотоэффект возможен и на этой оболочке, вследствие чего _Ф в случае Е = Е_к возрастает скачком. Вероятность фотоэффекта резко уменьшается с увеличением Е.

Резюмируя сказанное, отметим, что вероятность комптоновского рассеяния, в конечном счете, зависит от плотности горных пород, слагающих стенки скважин, а вероятность фотоэлектрического поглощения от их вещественного состава, и особенно от содержания тяжелых элементов. Следовательно, облучая стенки скважины жестким -излучением и регистрируя рассеянные кванты высоких энергий, получают плотностную характеристику горных пород. Суммарная интенсивность рассеянных квантов, или выделяемая из нее мягкая компонента, зависит, как от плотности так и от вещественного состава горных пород. На этом основаны два метода по рассеянному -излучению - плотностной (ГГК-П) и по мягкой компоненте (ГГК-М).

При облучении горных пород мягким -квантами (Е < 0,5 мэВ) в основном будет наблюдаться фотоэффект и в значительно меньшей степени комптоновское рассеяние. Вследствие этого интенсивность прошедшего сквозь породу мягкого - излучения в основном зависит от присутствия в ней тяжелых элементов и, в меньшей мере, от плотности породы. Этот метод получил название селективного (ГГК-С) и отличается от ГГК-М тем, что в нем применяется источник мягкого излучения, а также тем, что на его показания оказывает влияние, в основном, вещественный состав горных пород.

Метод ГГК-П - заключается в измерении интенсивности рассеянного -излучения, прошедшего от источника жесткого излучения до детектора через горные породы.

П рименительно к каротажу интенсивность рассеянного -излучения зависит от плотности горных пород, активности и природы источника первичного -излучения, а также длины зонда. Под длиной зонда понимают расстояние между источником и детектором -квантов. По мере повышения плотности среды интенсивность рассеянного -излучения I_ сначала повышается, достигая максимума, а затем уменьшается. Повышение интенсивности регистрируемого излучения в области малых  обусловлено увеличением количества рассеянных -квантов в связи с увеличением числа рассеивающих центров (электронов) в единице объема горной породы и, следовательно, с увеличением ее плотности. Последующее понижение I_ связано с поглощением веществом части рассеянных квантов вследствие фотоэффекта. С повышением энергии первичного излучения и уменьшением длины зонда максимум смещается вправо по оси .

Плотностные свойства некоторых пород и минералов

Породы и рудные минералы	Плотность (средняя) г/см3	Линейный коэффициент ослабления излучения (см-1)
		Е=0,5 мэВ	E=2,0 мэВ
Гранит	2,78	0,236	0,122
Песчаник	2,30	0,198	0,102
известняк	2,75	0,237	0,122
Глина	2,10	0,181	0,093
Диабаз	3,05	0,260	0,134
Мергель	2,40	0,206	0,107
Доломит	2,67	0,229	0,119
Каменный уголь	1,30	0,116	0,060
Пирит	5,05	0,419	0,217
Хромит	4,55	0,369	0,191
Магнетит	5,05	0,411	0,212
Галенит	7,05	0,577	0,298
Вода	1.00	0,096	0,050

Глубинность исследования метода ГГК-П не велика и составляет 10-15 см (под глубинностью в данном случае понимается радиус сферы, окружающей детектор из которой последний достигает не менее 90% -квантов). С увеличением длины зонда глубинность повышается, однако при этом повышается и статистическая погрешность измерений (за счет уменьшения интенсивности 1_ ),что вызывает необходимость использования более мощных источников -излучения.

В качестве источника в приборах ГГК у нас и за рубежом чаще всего используют изотоп Cs¹³⁷ . Активность применяемых источников (0,5-2)*10⁴ расп/с. Повышение начальной энергии -квантов ведет к увеличению глубинности метода. Поэтому используется также изотоп Со⁶⁰ Источники -квантов

Изотоп	Период полураспада	Е, мэВ	Метод
Со60	5,27 года	1,333	ГГК-П, ГГК-М
Cz137	26,6 года	0,661	ГГК-П, ГГК-М
Se75	15,7 сут.	0,401	ГГК-С
Hg203	46,9 сут.	0,279	ГЕК-С
Co57	270 сут.	0,122	ГГК-С
Am241	458 лет	0,059	ГГК-С

Вследствие малой глубинности ГГК-П (при длине зонда L= 30 см 90% регистрируемого -излучения поступает от слоя 10-12 см, а при L = 12-15 см - от слоя 6 - 7 см), на его показания оказывает влияние изменения диаметра скважины, физических свойств промывочной жидкости, толщина глинистой корки и т.д. С целью уменьшения влияния скважинных условий на результаты измерений применяют зонды специальных конструкций. В частности, особым устройством прибор прижимается к стенке скважины стороной, на которой смонтированы коллимационные окна для источника и детектора. Тем самым уменьшается влияние диаметра скважины и слоя промывочной жидкости. Кроме того, используют скважинные приборы включают в себя два зонда различной длины, например, L₁=33 см и L₂=12 см. Из-за разной глубинности регистрируемые детекторами значения I_ при наличии промежуточной среды искажаются не одинаково и появляется возможность учета влияния скважины.

Для исключения влияния на показания ГГК-П мягкого излучения применяют комбинированные экраны из свинца (I и 2 мм для большого и малого зонда соответственно и кадмия (I и 2 мм). В коллимационные окна скважинного прибора запрессован полиэтилен (материал с небольшим Z), чтобы предотвратить проникновение промывочной жидкости в корпус прибора.

Г ГК-П применяют для решения следующих задач:

1) Расчленения геологического разреза.

Решение этой и других задач основано на различии по плотности горных пород. Минимальными показаниями характеризуются ангидриты. Слабо пористые известняки и доломиты - несколько большими. Максимальные показания ГГК-П соответствуют кавернам, а в ровной части ствола скважины - пластам каменной соли; средние и высокие - пористым известнякам, песчаникам и доломитам, а также пластам гипса. Низкие показания характерны для неразмытых глин, имеющих низкую пористость

2) Выделения рудных интервалов скважин и пластов-коллекторов. ГГК-П применяют также для выделения среди вмещающих пород хромитовых (=3,7-4,5 г/см3), колчеданных (=3,5-4,5г/см3), марганцевых (=4,5 г/см3) и железных ( =3,4г/см3) и полиметаллических руд; бокситов (=3,0г/см3) и калийных солей.

С увеличением пористости уменьшается плотность горных пород в однотипном разрезе, поэтому пласты-коллекторы отмечаются повышенными значениями I_ . Однако, в карбонатном разрезе повышение показаний ГГК-П обусловлено не только пористостью, но и наличием глинистой корки.

3) Исследования угольных пластов Рассматриваемым методом среди вмещающих пород со средней плотностью 2,3 г/см³ можно определить глубину залегания, мощность и строение угольных пластов ( = 1,2-1,8 г/см³), а в благоприятных условиях - их зольность.

4) Решения некоторых технических задач.

В частности: при инженерно-геологических работах ГГК-П применяют, как для определения плотности сред (особенно рыхлых, поскольку затруднено извлечение керна), так и для наблюдения за динамикой влажности; при исследованиях технического состояния скважин - для определения качества цементирования затрубного пространства.

5) Определения плотности горных пород.

Решение этой задачи имеет важное значение для полевых методов. Поскольку изучение плотности на воздушно-сухих образцах имеет ряд недостатков - применение ГГК-П в коренных породах в условиях естественного залегания снимает эти проблемы.

Точность определения плотности методом ГГК-П при соблюдении всех требований к качеству и обработке первичных материалов составляет ±1-3%.

Метод ГГК-М. Для его практической реализации применяется такой же скважинный снаряд, что и в методе ГГК-П, только гильза прибора изготовляется из материала с малым порядковым номером (чаще из алюминия), чтобы исключить гашение исследуемой мягкой компоненты рассеянного -излучения в кожухе прибора. Так корпус из алюминия толщиной 8 мм практически не поглощает кванты с энергией более 0,1 мэВ.

Для интерпретации данных ГГК-М необходимо знать плотность горных пород, и, наоборот, для более точного определения плотности методом ГГК-П необходимо иметь представление о вещественном составе пород. Отсюда следует, что ГГК-П и ГГК-М лучше применять в комплексе.

В этом случае используются скважинные снаряды с одновременной записью диаграмм ГГК-М и ГГК-П. Индикаторы и электронные блоки соответствующих каналов размещаются в двух отдельных корпусах, изготовленных соответственно из алюминия и стали, расположенных симметрично относительно источника скважинного прибора.

Результаты ГГК-М являются дополнительными данными для точного решения задач нефтяной и рудной геологии с помощью ГГК-П. Так разделить породы в разрезах нефтяных и газовых скважин на основные типы (карбонатные и терригенные) можно по содержанию в них кальция (z = 20), поскольку показания ГГК-М являются функцией объемного содержания этого элемента.

При совместной интерпретации кривых ГГК-П и ГГК-М однозначно выделяются песчаники и глины без карбонатных примесей по совпадению этих кривых. По максимальному расхождению кривых (ГГК-М на 20-25% ниже, чем ГГК-П) также надежно выделяются известняки.

Метод ГГК-С. Скважинный прибор отличается от приборов, рассмотренных ранее, лишь тем, что при исследовании глубоких скважин используется гильза из Аl, а при работе на малых глубинах из плексигласа. Кроме того, в ГГК-С применяются источники мягкого -излучения (Se⁷⁵, Sn¹¹³, Hg²⁰³, Те¹²³).

В общем случае зависимость между интенсивностью рассеянного мягкого -излучения и эффективным зарядом ядра z_эф среды отличается от линейной.

, где

_i - весовое содержание i-того элемента в породе;

Z_i. - заряд ядра i-того элемента.

Эффективный заряд ядра некоторых пород и минералов

Породы или минералы	zэф	Породы или минералы	Zэф
Галенит Магнетит Пирит Медно-никелевая руда Диабаз	77,62 23,55 22,0 19,1 15,92	Известняк Гранит Глина Песчаник Вода	15,13 13,64 13,07 12,39 7,43

Однако для руд определенного вещественного состава можно подобрать такие источники мягкого -излучения, которые обеспечивают максимальную чувствительность метода и линейность зависимости I_ = f(z_эф). Например, при изучении железных руд, хромитов и сульфидных руд с небольшими z_эф (пирит, халькопирит) используют источник Те¹²³, при изучении бедных свинцовых и ртутных руд - Se⁷⁵, а богатых – Сs¹³⁷.

От влияния плотности исследуемой среды на показания ГГК-С можно избавиться, выбрав зонд определенных размеров. Обычно это зонды малой длины с небольшой глубинностью исследований. Однако при их использовании на результаты измерений сильное влияние оказывают скважинные условия.

При разведке руд тяжелых металлов влияние плотности среды можно уменьшить путем одновременного применения двух зондов. Так как при малых зондах зависимость между интенсивностью рассеянного -излучения и плотностью среды прямая, а при больших зондах - обратная, то двойные зонды позволяют взаимно скомпенсировать изменение плотности пород и I_ будет зависит от содержания в породе тяжелых элементов.

ГГК-С применяют для выделения скоплений тяжелых элементов в породах и рудах, слабо различающихся по плотности. Наиболее благоприятные результаты метод дает при исследовании однокомпонентных руд свинца, ртути, железа и др. На диаграммах I_ участки скопления этих элементов отмечаются резко пониженными значениями.

Хорошие результаты получают также при изучении разрезов скважин угольных месторождений. Поскольку вмещающие породы имеют практически постоянный z_эф (12-13), то кривая I_ не позволяет дифференцировать их на отдельные пласты, но дает возможность уверенно выделить по максимальным значениям угольные пласты (z_эф=7) и углистые породы, четко отражая их строение.

Аппаратура -каротажа - РГП-2 (радиоизотопная -плотностная)

Аппаратура предназначена для измерения плотности горных пород, пересеченных скважиной, и мощности экспозиционной дозы естественного -излучения пород.

В состав аппаратуры входит:

1 - скважинный прибор с управляемым прижимным устройством многократного действия, обеспечивающий одновременную регистрацию рассеянного породой -излучения блоками детектирования каналов --каротажа большого и малого зондов (ГГКб и ГГКм) и естественного -излучения блоком детектирования канала -каротажа;

2 - пульт управления, совмещающий функции управления прижимным устройством скважинного прибора и автоматической обработки информации от каналов ГГК с выводом в аналоговой форме параметра плотности горных пород;

3 - имитатор-тест, обеспечивающий возможность калибровки аппаратуры.

Аппаратура рассчитана на работу с 3-х жильным кабелем и серийной каротажной станцией.

Ф

1 - прижимное устройство

2 - электронная схема

3 – детекторы

4 - источник -излучения

5 - экран

ункционально скважинный прибор содержит три аналогичных друг другу радиометрических канала (два канала ГГК и один канал ГК). Каждый канал включает в себя: блок детектирования 1, высоковольтные блики питания 5 и усилители мощности 3,4 и дискриминаторы амплитуд 2. В скважинном приборе находятся также гидроустройство прижимной системы 6 и электромагнит. Схема и конструкция прибора выполнена так, что его можно эксплуатировать без канала ГК.