Плотностной гамма-гамма-каротаж

Гамма-гамма-каротаж (ГГК). Метод рассеянного гамма - излучения.

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ №8

Гамма-гамма-каротаж (ГТК) заключается в облучении горных пород γ -квантами искусственного источника и измерении рассеянного γ -излучения.

Аппаратура ГТК устроена так же, как и аппаратура ГК, но скважинный снаряд дополняется источником у-квантов. Расстояние между центрами детектора и источника называется длиной зонда. Чтобы прямое у-излучение источника не попадало на детектор, между ними помещают свинцовый экран Процессы взаимодействия у-излучения с веществом

Существуют 3 основных процесса, которые носят названия фотопоглощения, комптоновского рассеяния и образования пар.

Фотопоглощение (фотоэффект) заключается в поглощении γ -кванта атомом вещества, его энергия уходит на отрыв от атома электрона и сообщение последнему импульса энергии.Атом остается возбужденным и переходит в нормальное состояние, испуская фотон рентгеновского излучения.

Фотоэффект наблюдается при самых малых энергиях γ-квантов. Условно можно считать Е _γ<0,5 МэВ. Вероятность поглощения τ_ф при фотоэффекте сложным образом зависит от энергии у-кванта Е_у и химического состава вещества.

Комптоновское рассеяние (комптон-эффект) - это неупругое рассеяние γ -квантов на электронах вещества, в результате которого γ -квант теряет часть своей энергии и меняет направление движения. Наблюдается комптон-эффект при более высоких энергиях, условно можно считать Е_у > 0,5 МэВ.

Таким образом, комптон-эффект зависит от плотности вещества.

Образование пар (рождение пар) - происходит при взаимодействии γ -кванта с полем ядра атома, γ -квант прекращает свое существование, вместо него образуется пара: электрон и позитрон.Вероятность этого процесса невелика, во-первых, потому, что ядро занимает лишь небольшую часть объема всего атома и, во-вторых, потому, что энергия у-кванта должна быть достаточной для этой реакции {Е _γ > 1,02 МэВ).

Процесс образования пар в ядерно-геофизических методах пока не используют.

Все рассмотренные процессы в горных породах при облучении их γ -квантами искусственного источника происходят не по отдельности, а совместно. Быстрые γ -кванты исчезают в результате образования пар и замедляются в результате комптоновского рассеяния, рассеянные поглощаются в результате фотоэффекта. Преобладание того или иного процесса зависит от энергии γ -квантов и свойств горной породы - ее плотности и эффективного номера.

Длина зондов от 20 до 50 см.

Плотностной гамма-гамма-каротаж (ГГК-П) основан на изучении комптоновского рассеяния γ -квантов в горных породах. Поскольку этот эффект наблюдается при достаточно высокой энергии γ -квантов, то в ГГК-П используют источники с энергией Е_у > 0,5 МэВ

Область применения. ГГК-П находит применение при исследовании нефтяных и газовых, углеразведочных и рудных скважин.

На нефтяных и газовых месторождениях ГГК-П применяют для дифференциации разрезов скважин по плотности и для определения пористости пород-коллекторов.

ГТК-П применяют также при цементометрии эксплуатационных скважин для определения высоты подъема и наличия пустот в цементном камне, поскольку плотность цементного камня 2,2 г/см³, а жидкости, заполняющей пустоты в нем, 1,0-1,2 г/см³.

На месторождениях ископаемых углей ГГК-П применяют для выделения угольных интервалов.

На рудных месторождениях ГГК-П применяют для выделения рудных интервалов в тех случаях, когда их выделение затруднено по данным других методов.

Дата добавления: 2015-05-10