3.4 Гамма-гамма-каротаж селективний (ггк-с)

Селективний гамма-гамма-каротаж базується на реєстрації по стовбурі свердловини розсіяного гамма-випромінювання від джерела м’яких гамма-квантів.

Заснований на використанні такої взаємодії γ-квантів з речовиною як фотоефект (фотоелектричне поглинання). При фотоефекті γ-квант взаємодіє з цілим атомом і передає всю свою енергію одному з електронів його оболонки. Виникаючий при цьому фотоелектрон відносить частину енергії γ-кванта. Інтенсивність фотоефекту спостерігається у речовинах, що містять важкі елементи та при опромінені їх γ-квантами з малою енергією (близькою до енергії зв’язку електрона з ядром атома).

Радіометр, який використовується при ГГК-С, аналогічний радіометру ГГК-Г. Він відрізняється тільки тим, що при дослідженні глибоких свердловин використовується гільза із алюмінію, а при роботі на малих глибинах – із плексигласу. Крім того, в ГГК-С використовуються джерела м’якого гамма-випромінювання – радіоактивні ізотопи ⁷⁵Se (селен), ¹⁷⁰Tu (тулій), ¹¹³Sn (станум), ¹²³Te (телур), ¹³³Ba (барій), ²⁰³Hg (меркурій), ¹³⁷Cs (цезій).

У загальному випадку залежність між інтенсивністю розсіяного м’якого гамма-випромінювання та ефективним порядковим номером z_еф середовища відмінна від лінійної. Однак, для руд певного речовинного складу та енергії опромінюючих гамма-квантів можна підібрати такі джерела м’якого гамма-випромінювання, які забезпечать максимальну чутливість методу та лінійність зв’язку I_=f(z_еф).

Впливу густини на покази ГГК-С можна позбутись наступним чином. Необхідно підібрати зонди таких розмірів, при яких на інтенсивність розсіяного гамма-випромінювання не впливає густина середовища. Переважно це зонди малої довжини, які мають малу глибинність дослідження. Однак при їх використанні на результати ГГК-С сильно впливають свердловинні умови вимірювання.

За звичний варіант ГГК-С застосовують для виділення руд важких елементів і кількісного визначення вмісту руд одного важкого елементу в більш легкій вміщуючий породі. Для інтерпретації даних ГГК-С використовують градуювальні графіки зв’язків показів методу від еквівалентної концентрації, одержані на моделях пластів або в свердловинах, де концентрація елементів у ряді пластів визначається за даними керна.

Метод ГГК-С застосовують для виділення скупчень важких елементів в породах і рудах, що слабо розрізняються за густиною.

Достовірні результати метод ГГК-С дає при вивченні розрізів свердловин вугільних родовищ. Це витікає з того, що вугільні пласти мають порядковий номер Z=7, а вміщуючи породи Z=12-13. За даними ГГК-С вугільні пласти відмічаються максимумами. Градуювання апаратури ГГК-С проводяться на моделях пластів з відомим вмістом елементу, що досліджується.

3.5 Технічні умови проведення гамма-гамма каротажу

Вимоги до вимірювального зонда:

• діапазон вимірювання об’ємної густини – 1.7-3.0 г/см³;

• діапазон визначення індексу фотоелектричного ефекту – 1.3-7.0;

• границя допустимої основної відносної похибки вимірювання густини в діапазонах 1.7-2.0 г/см³ і 2.0-3.0 г/см³ – не більше ±1.5% і 1.2% відповідно;

• границя допустимої основної відносної похибки вимірювання фотоелектричного поглинання – не більше ±0.2 (в одиницях Р_е);

• допустимі додаткові похибки, які викликані зміною напруги живлення на ±10% і зміною температури в свердловині на 10ºС відносно стандартного значення, яке рівне 20ºС, – не повинні перевищувати 0.2 і 0.1 значень основної похибки відповідно.

Швидкість каротажу регламентується експлуатаційною документацією на конкретну апаратуру, забезпечуючи вимірювання густини породи (в розрахунку на товщину пласта 1 м) з похибкою не більше ±3%, індексу фотоелектричного поглинання – не більше ±0.3 (в одиницях Р_е). Рекомендована швидкість каротажу – не більше 350 м/год.

Розбіжність між основним, повторним і контрольним замірами в інтервалах товщиною не менше 10 м не повинні перевищувати ±4% для загальних і ±3% для детальних досліджень.

Усереднені значення об’ємної густини та індексу фотоелектричного поглинання, повинні відтворюватись із похибками, які не перевищують відповідно ±0.03 г/см³ і ±0.2 (в одиницях Р_е).

Середнє значення поправки за вплив проміжного середовища в інтервалах з номінальним діаметром свердловини при відсутності глинистої кірки не повинні перевищувати ±(0.02-0.03) г/см³.