Импульстік спектрометриялық нейтронды гамма-каротаж

Өлшеу зондысы жылдам (14 МэВ) нейтрондардың сәуле таратқышынан және бір-екі гамма-сәулелену детекторынан тұрады. Зонд ұзындығы 0,4-0,6 м, жазу нүктесі – зондтың ортасы.

ИНГК-С модулін ГК және ЛМ модульдерімен кешендейді.

Өлшеу зондыларына қойылатын талаптар: жуандығы 1м кем емес қабаттарда негізгі жыныстарды түзуші элементтер үшін энергетикалық терезелердегі санақ жылдамдығын анықтаудың салыстырмалы олқылықтары ±3 % аспау керек.

Детекторлар мен жылдам нейтрондардың импульсті сәуле таратқыштарын алмастыруды қамтитын аспапты жөндеуден кейін оны қолданудың әрбір үш ай сайын мерзімдік калибрлеуді орындайды. Оларды қабаттың қаныққандығының мәнін көрсететін үш стандартты үлгіде жүргізеді. Стандартты үлгілердің бірі болып тұшы (минералдануы 0,5 г/л жоғары емес) суы бар ыдыс саналады, оның өлшемі одан тыс қоршаған орта әсеріне ұшырамайды және 1,5м кем емес диаметрде және биіктігі бойынша 2м құрайды.

Далалық калибрлеуді тұщы сумен толтырылған ыдыста, ұңғымаға шығар алдында және ұңғымадан қайтқаннан кейін орындайды.

Гамма-гамма тығыздылық және литотығыздылық каротаж

Кешенделген ГГК өлшеу зондысы ампулалы көзден және гамма-сәулеленудің екі детекторынан тұрады.

Зондты, зерттеу барысында ұңғыма қабырғасына жұмыс бетімен қысатын немесе ұңғыма аспабының қорғаныш қаптамасында, ұңғыма қабырғасына бүкіл аспапты төсеген кезде тасу кебісіне орналастырады.

Жазу нүктесі – өлшеу зондының детекторлары арасындағы қашықтықтың ортасы.

Өлшеу зондысына қойылатын талаптар:

• реттеуші метрологиялық сипаттама ретінде тау жыныстарын фотоэлекторлық сіңірудің көлемді тығыздығы мен индексі қызмет етеді, оны импульстар санының өлшенген жылдамдықтары бойынша есептейді;

• көлемді тығыздықты анықтаудың диапазоны - 1,7-3,0 г/см³;

фотоэлекторлық эффектінің индексін анықтау диапазоны - 1,3-7,0;

• 1,7-2,0 г/см³ және 2,0-3,0 г/см³ диапазондарында тығыздықты өлшеудің рұқсат етілген негізгі салыстырмалы олқылықты өлшеудің шегі, сәйкесінше ±1,5 % и ±1,2 % жоғары емес;

фотоэлектрлік сіңірудің индексін өлшеудің рұқсат етілген негізгі салыстырмалы олқылықты өлшеудің шегі - ±0,2 ( Р_е бірліктерінде) жоғары емес;

• қоректену кернеулігінің ±10 %-ға өзгеруінен пайда болған рұқсат етілген қосымша олқылықтар 20 °С тең стандартты мәнімен салыстырғанда әрбір 10 °С негізгі олқылықтан 0,2 және 0,1 аспау керек;

Бастапқы және мерзімді калибрлеу үшін стандартты үлгі ретінде бекітілген тәртіпте аттестатталған тығыздықтың үш стандартты үлгілері мен сазды қабықтың бірден үшке дейінгі имитаторлары қызмет етеді.

Үлгілер тығыздық пен нәтижелі атомдық номердің белгілі мәндеріне сәйкес келу керек. Стандартты үлгілердің өзі ГСО-ПНС мемлекеттік стандарттық үлгілердің көмегімен аттестатталады. Сазды қабат имитаторлары - жуандығы 1-2 см, тығыздығы 1,26-2,00 г/см³ қабаттың әсерін жүзеге асыру керек. Қабат имитаторлары материалдарының бірінің нәтижелі атомдық номері 30-ға жету керек, бұл баритпен байытылған қабатқа сәйкес келеді.

Бақылау сұрақтары .

1. Радиоактивті каротаждың қандай материалдарын сіз білесіз?

2. Өлшеу зондыларында қандай детекторларды қолданады?

3. ГК және ГК-С модульдері нені білдіреді?

4. НК, ИНГК – С, ИНК, ГГК өлшеу зондылары?

Сабақ 44

Тәжірибелік жұмыс № 2.2.35

Тақырыбы: Табиғи гамма – активтілік әдісі

Жоспар:

1) Табиғи гамма – активтілік әдісі

Ашылған ұңғыманың табиғи радиоактивтілігін – спектральді (ГК-С) және интегралды (ГК) әдістер анықтайды. Ол үшін ұңғыма ішіне түсірілетін аспаптағы  - сәулеленуінің индикаторы (Гейгер-Мюллер немесе сцинтилляциялық санауыштар) пайдаланылады.

Ұңғыма бойымен тау жыныстары қабаттарының -сәулелену қарқындылығын өлшеу барысында жазылған қисық сызықты гамма каротаждық қисық сызықтар деп атайды. Өлшенген параметр жыныстардың радиоактивтілігімен ғана емес ұңғыманың жағдайымен де (ұңғыма диаметрі, сұйықтың тығыздығы және т.б.) тікелей байланысты. Гамма каротаж нәтижесінде гамма-сәулелену (I ) қарқындылығы үздіксіз қисықтар немесе диаграмма арқылы алынады. Көрсеткіштері импульс минутпен (имп/мин) немесе микрорентген сағатпен (мкр/с) өлшенеді.

Табиғи радиоактивтілік негізінен уранның U 238 болуымен және радиоактивті калий К 40, торий Тh, радий Ra өнімдерінің ыдырауымен шартты. Қалған радиоактивті элементтердің концентрациясы төмен және жартылай ыдырау периодтары үлкен. Магмалық жыныстарда қышқылдардың радиоактивтілігі жоғары. Метаморфтық жыныстарда радиоактивтіліктің жоғары болуы олардың құрамындағы К 40 болуына байланысты. Шөгінді жыныстардың радиоактивтілігі әртүрлі. Радиоактивтілігі төмендігімен хемогенді шөгінділер (ангидрит, гипс, галит) ерекшеленеді таза құмдар, құмтастар, әктастар және доломиттер. Радиоактивтілігі жоғары жыныстар – саздар, сазды және битумды тақтатастар, фосфориттер, сонымен бірге калий тұзы. Сондықтан осы шөгінділерді ажырату (идентификация) үшін ГК қолданылады. Қалған терригенді жыныстардың радиоактивтілігі олардың саздылық дәрежелерін және карбонатты жыныстар құрамында ұсақ шашыранды материалдары (ерімеген қалдықтар) сипаттайды. Жеке жағдайларда ГК жыныстардың литологиясын және радиоактивтілігі жоғары жыныстарды бөледі. Мысалы: таза құмтастар, сонымен бірге мұнай және газ коллекторлары, глауконитті, карнотитті, моноцитті және басқа уранды немесе торийлі минералдармен байытылған болса, сазды немесе саздар деп көрінуі мүмкін. Кей кездерде тау жыныстарының радиоактивтілігінің жоғарлауы фосфатты немесе органикалық, уранды сумен қанығуына байланысты. Осындай жағдайда литологияны ажырату спектральді ГӘ анықталады. Ол карбонаттардың саздылығын құрамындағы уран, торий және калий элементтерін жекелеп бөледі. Карбонаттарда уранның көп болуы радиоактивті қабат суының болуына, карбонатты саздылығы – ториймен калийдің болу белгілерін білдіреді.