43.Спектрометрический нейтронный гамма–метод.

Как уже указывалось, энергия гамма-квантов, испускаемых при радиационном захвате тепловых нейтронов, зависит от эле­ментов-поглотителей, поэтому спектральный состав энергии гамма-излучения радиационного захвата нейтронов ядрами раз­ных элементов различен. Следовательно, но данным спектро­метрии этого излучения в принципе можно проводить поэле­ментный анализ горных пород. Однако из-за сложности спект­ров излучения и отсутствия резко выраженной контрастности спектров отдельных элементов реализация этой возможности затруднена.

Измерительная установка, применяющаяся в спектрометри­ческом нейтронном гамма-методе (НГМ-С), аналогична спект­рометру естественного гамма-излучения горных пород. Данные спектрометрии гамма-излучения радиационного захвата исполь­зуются для выделения и оценки содержания в породах лишь отдельных элементов с наиболее характерными спектрами из­учения. Все химические элементы могут быть разделены на три группы: 1) с интенсивными линиями, приуроченными к низким (менее 4 МэВ) энергиям (водород, калий, магний и др.); 2) с наличием нескольких интенсивных линий в области энергий 4—6 МэВ (ванадий, ртуть, селен, стронций); 3) с наиболее штененвнымн линиями в области высоких (>6 МэВ) энергий (алюминий, железо, медь, никель, титан и др.).

В нефтегазовой геологии НГМ-С применяется при отбивке водонефтяного контакта по хлору с регистрацией составляющей I_nγ при энергии гамма-квантов более 4 МэВ или в области энергий 5,5—6,5 МэВ. При этом положение ВНК фиксируется четко, так как регистрируемая интенсивность радиационного захвата более точно отражает концентрацию хлора в водоносной части пласта, чем в стандартной модификации НГМ. Так, если при стандартных исследованиях НГМ перепад интенсивностей I_nγ на водонефтяном контакте составляет 10—12 %, то эффект отбивки ВНК при регистрации захватного гамма-излучения с энергией выше 4 МэВ увеличивается до 50 %, а при регистрации гамма-квантов в обла­сти энергий 5,5—6,5 МэВ—до 100 % (см. рис. 109).

Спектрометрия гамма-излучения радиационного захвата нейтронов наиболее широкое применение на­ходит при исследованиях сква­жин, бурящихся с целью поисков и разведки железных, хромитовых, марганцевых, никелевых и других руд (рис. 112). Хорошие резуль­таты дает НГМ-С также при выде­лении буровых углей и определе­нии их зольности с регистрацией гамма-квантов захватного излуче­ния энергий 3—10 МэВ.

45. Метод индикации элементами

с аномальными нейтронными свойствами

Применение радиоактивных изотопов для исследования скважин связано с опасностью облучения. Это препятствие мо­жет быть устранено, если в качестве меченой жидкости исполь­зовать не радиоактивные элементы, а элементы с аномальными нейтронными характеристиками. Такими элементами являются хлор, бор и кадмий, активно поглощающие тепловые нейтроны (большое сечение захвата σ_з ) и обладающие высокой гамма-активностью (эффективной эмнесирующей способностью) ра­диационного захвата нейтронов (особенно хлор).

Одним из основных требований к соединениям бора, хлора и кадмия является достаточно хорошая растворимость в зака­чиваемой жидкости. Этому условию удовлетворяет борная кис­лота Н₃ВО₃ (растворимость 4,9 г/100 г) и хлористый кадмий CdCl₂ (растворимость 114 г/100 г).

Методика измерений ме­тода индикации с аномаль­ными нейтронными свойст­вами (ММА-Н) несколько от­личается от методики ММА-И. В ММА-Н после закачки ме­ченой жидкости и промывки скважины измеряют плот­ность тепловых нейтронов или интенсивность гамма-излучения радиационного захвата нейтронов.

При использовании в ка­честве активатора хлористого кадмия проницаемые и высокопорнстые пласты отмеча­ются на кривых НГМ повы­шенными значениями I_nγ, а на кривых ННМ-Т — пони­женными показаниями I_nγ. В случае закачки в скважину жидкости, активированной борной кислотой, пласты-коллекторы на кривых НГМ и ННМ-Т выделяются аномально минимальными показаниями.