Плотностной гамма-гамма каротаж

Теоретические основы

Регистрация плотностного гамма-гамма каротажа (ГГК-П) основана на эффекте рассеяния жесткого гамма-излучения в изучаемой горной породе. Идея ГГК-П основана на известных принципах взаимодействия излучения с различными веществами. Измеряя результат этого взаимодействия , можно, в частности определить и плотность горной породы. Основным фактором, влияющим на показания метода ГГК-П является эффект комптоновского рассеяния излучения или квантов. При котором происходит взаимодействие испускаемых источником квантов высоких энергий с электронами ядер минералов, слагающих горную породу. квант взаимодействуя с электроном теряет часть своей энергии и меняет траекторию движения (рис.1)

Рис.1

После неоднократного повторения подобной реакции квант изменяет свою траекторию настолько, что может быть зарегистрирован детектором, находящимся в приборе. По сути, прибор ГГК-П измеряет электронную плотность горной породы, которая тесно связана с плотностью минералов слагающих ее.

Поскольку облучение горных пород в скважине происходит жестким излучением, то регистрируемая детекторами мощность экспозиционной дозы рассеянного излучения находится в обратно пропорциональной зависимости от плотности среды. Следовательно, метод ГГК-П позволяет выполнять литологическое расчленение разреза, выделять пласты – коллектора и рассчитывать коэффициент пористости Кп.

Для производства работ применяется двухзондовая аппаратура ГГК-П.(рис.2)

Дальний зонд

Ближний зонд

экран

Источник излучения

Рис.2. Схема зонда для регистрации ГГК-П

Наличие двух зондов продиктовано тем, что при подобной регистрации рассеянного излучения малый зонд позволяет более точно учесть влияние ближней зоны скважины (глинистой корки, бурового раствора), а дальний зонд регистрирует рассеянное излучение от горной породы. При производстве работ, с целью устранения влияния скважины на результаты измерения зондовая часть прибора в обязательном порядке прижимается к стенке скважины прижимным устройством.

В качестве источников жесткого излучения в скважинных приборах применяются ампульные источники, содержащие изотопы ⁶⁰Со или ¹³⁷Сs.

Нейтронный метод

Нейтронный метод основан на облучении скважины и пород нейтронами от стационарного ампульного источника и измерении плотностей потоков надтепловых и тепловых нейтронов и гамма-квантов, образующихся в результате ядерных реакций рассеяния и захвата нейтронов. Измеряемая величина – скорость счета в импульсах в минуту (имп/мин); расчетная величина – водородосодержание пород в стандартных условиях в процентах.

В зависимости от регистрируемого излучения различают: нейтронный каротаж по надтепловым нейтронам – ННК-НТ; нейтронный каротаж по тепловым нейтронам - ННК-Т; нейтронный гамма-каротаж – НГК. Первые два вида исследований выполняют, как правило, с помощью компенсированных измерительных зондов, содержащих два детектора нейтронов (рис.3); НГК – однозондовыми или двухзондовыми приборами, содержащими источник нейтронов и один или два детектора гамма-излучения (рис.4).

Рис.3. Схема прибора для нейтрон-нейтронного каротажа.