1.6 Технічні умови проведення гамма-каротажу диференційної радіоактивності
Вимоги до вимірювальної установки:
нормуючими метрологічними характеристиками є еквівалентні масові частки урану, торію та калію, які розраховуються за виміряним спектром природного гамма-випромінювання;
діапазон визначення еквівалентних масових часток урану та торію – 0-200 ppm, калію – 0.1-20%;
границя допустимої основної відносної похибки визначення еквівалентної масової частки Uе урану – ±[4.3+0.7(200/Uе-1)]%;
допустима додаткова похибка визначення, яка викликана зміню температури в свердловині, не повинна перевищувати 0.1 значення основної похибки на кожних 10ºС відносно стандартного значення, яке рівне 20ºС;
границі допустимих основних похибок заміру каналів урану та торію не більше ±(1.5-2.0) ppm і каналу калію не більше ±5%.
Швидкість каротажу регламентується технічною документацією на конкретну апаратуру, при цьому похибка визначення масового вмісту урану, торію та калію у пластах мінімальної товщини не повинна перевищувати границі допустимих основних відносних похибок вимірювань.
Розбіжності між основним, повторним та контрольним замірами для інтегрального каналу в інтервалі не менше 10 м не повинні перевищувати ±6% для загальних і ±5% для детальних досліджень; для каналів урану, торію та калію розбіжності не повинні перевищувати границі основних похибок.
1.7 Метрологічне забезпечення апаратури гамма-каротажу та гамма-спектрометричного каротажу
1.7.1 Метрологічне забезпечення апаратури гамма-каротажу
При проведенні досліджень методом ГК вимірюється природна радіоактивність. Інтенсивність природного випромінювання визначають як інтегральну характеристику кількості гамма-квантів, які виникають в певному інтервалі часу при розпаді радіоактивних елементів.
Елементами вимірювальної установки свердловинної апаратури ГК є блок детектування, електронний блок обробки і передачі сигналу на поверхню по кабелю. Блок детектування, електронний блок і лінія зв’язку є основним джерелом похибок вимірювання. При використанні цифрової форми передачі інформації електронний блок не утворює складової основної похибки.
Для забезпечення єдності вимірів і можливості співставлення результатів методу ГК по I вимірювальний сигнал відображають в одиницях потужності експозиційної дози опромінювання в А/кг або мкР/год (1мкР/год=71.6·10-15А/кг).
Для проведення метрологічного забезпечення апаратури методу ГК використовується принцип градуювання кількості реєстрованих гамма-квантів від потужності експозиційної дози джерела гамма-квантів 226Rа. Для зручності використовують одиницю вимірювання мкР/год (позасистемна одиниця). Для проведення градуювання використовується стандартна установка УПГД-2, УПЛ-1. Вона складається з коліматора (пристрій, де знаходиться джерело 226Rа), стола, на якому розташований коліматор, рельсовий шлях (3500-4000мм), по якому пересувається рухомий стіл і пристрій для установки свердловинних приладів. Свердловинний прилад розташовують таким чином, щоб вікно коліматора перетинало прилад в середній частині детектора гамма-квантів. При цьому, спочатку визначається мінімальна робоча відстань, коли зберігається закон квадрату відстані.
Для калібрування розраховують значення експозиційної дози випромінювання на відстані R в метрах від джерела Ra=228
(1.12)
де PR – потужність експозиційної дози, мкР/год; – лінійний коефіцієнт сповільнення джерела 226Rа в повітрі (- м1); t – інтервал часу, який пройшов з моменту атестації джерела (роки); Т – період піврозпаду 226Ra (T=1610); Р1=Р0·840; Р0 — активність радієвого джерела 226Ra.
Довірча межа похибки результатів атестації повірочної установки 0,95 визначається:
,
(1.13)
де об – довірча межа похибки джерела гамма-випромінювання (з паспорту джерела); – відносне середньоквадратичне відхилення показників ГК.
Значення 0,95 повинно бути менше 9%.
При побудові градуювального графіка необхідно використати не менше 5-6 точок заміру експозиційної дози випромінювання на різних відстанях від джерела гамма-квантів.
За результатами градуювання визначають:
1. Нелінійність градуювальної характеристики, вона повинна бути не більше 2%;
2. Похибка градуювання апаратури ГК, яка обумовлена похибкою атестації, повинна бути не більше 5-7% (для джерела 226Rа 2-го розряду).
Основна похибка робочих засобів вимірювання встановлюється в процесі повірки при трьох значеннях потужності експозиційної дози, які відповідають показникам апаратури в межах 0,3; 0,6; 0,9 від діапазону вимірювань.
При проведенні повірки апаратури ГК, також визначають чутливість каналу К (коефіцієнт перетворення) для інтегрального рахунку реєстрованих імпульсів.
До недоліків процесу проведення повірки каналу ГК відноситься неможливість проведення повірки спектрального енергетичного впливу на канал ГК, тому для двох різних сцинтиляційних лічильників показники реєстрованих значень можуть відрізнятися на 20-30%.