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. Найінтенсивніший прояв фотоефекту спостерігається в 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 вміщуючій 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 аналізу керна.

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

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

3.3 Нейтронні методи дослідження свердловин

При нейтронному каротажі вивчаються характеристики нейтронного і γ-випромінювання, що виникають при опромінюванні гірських порід джерелом нейтронів.

На практиці застосовують стаціонарні джерела випромінювань і нестаціонарні (імпульсні) джерела випромінювань нейтронів.

Результати вимірювань при нейтронному каротажі представляють у вигляді кривої зміни вторинного гамма-випромінювання (метод НГК) або густини теплових (надтеплових) нейтронів (ННК-Т або ННК-НТ) з глибиною. В свердловинному приладі, який використовується при нейтронному каротажі, міститься джерело нейтронів і індикатор γ-квантів (при НГК) або густини нейтронів (при ННК-Т або ННК-НТ). Відстань між джерелом нейтронів і індикатором відповідає довжині зонда L_з.