Необсаженная скважина радиусом R, пересекающая пласт ограниченной мощности

Пласт конечной мощности, пересеченный не обсаженной скважиной (см. рис. 2, б), вызывает приращение плотности потока

где — плотность потока излучения во вмещающих породах. Если параметры , и против пласта и вмещающих пород практически равны, можно сделать вывод, что равно плотности потока при массовой активности , где — удельная объемная активность вмещающих пород. Подставив в формулу (6) , получим выражение для , позволяющее рассчитать диаграммы ГК против пласта с заданными параметрами для , т.е. для (рис. 4). Диаграммы симметричны относительно середины пласта и при h>0,8 м имеется участок, для которого показания . Для h <0,8 м максимальные показания в пласте заметно ниже и понижаются при дальнейшем уменьшении мощности.

Достаточно точное решение прямой задачи ГК для произвольных условий можно получить методом Монте-Карло.

Рис. 4. Форма кривых ГМ для μ=0.1 см^-1 (а), зависимость относительной амплитуды от произведения (б) и номограмма для определения мощности пласта h (в).

Детектор: 1 — точечный, 2 -- длиной 2R_C (по В.В.Ларионову)

Рис. 5. Форма кривых ГМ против пластов большой (а) и малой (б) мощности

Рис. 6. Номограммы для учета влияния ограниченной мощности пласта на величины аномалии (а), фиктивной мощности (б) и смещения аномалии Δh (в) (по В.В. Ларионову). В шифре кривых υ в м /ч, в с.

Спектрометрическая модификация гамма-метода

Наиболее широкое распространение получила интегральная модификация ГМ, основанная на регистрации суммарной интенсивности γ-квантов вне зависимости от их энергии. Она позволяет определить суммарную радиоактивность в единицах (г - экв.Ra)/г. При анализе спектра излучения горных пород можно получить сведения и о содержании отдельных радиоактивных элементов.

Поскольку элементы уранового ряда до Ra дают весьма слабое γ-излучение, а продукты распада Ra и Th обычно находятся в радиоактивном равновесии, а значит, в постоянном соотношении с указанными родоначальниками, достаточно определить концентрации Ra, Th и К. Эти величины представляют значительный интерес для решения следующих задач: определение содержания U и Th в равновесных урано-ториевых рудах; определение минерального состава глин; расчленение и корреляция разрезов, дифференцируемых по содержанию одного из радиоактивных элементов, но не дифференцируемых («немых») по геофизическим параметрам, включая их общую радиоактивность; изучение генезиса некоторых типов пород, например, выделение вторичных доломитов по отношению Ra/Th и т. п.

Спектрометрическая модификация гамма-метода (ГМ-С) может помочь в решении такой задачи, как определение глинистости полевошпатовых песчаников, поскольку содержание U и Th в этих породах более тесно связано с их глинистостью, чем суммарная радиоактивность, искаженная влиянием переменной концентрации К в песчано-алевритовой фракции. В некоторых случаях, наоборот, установлена более тесная связь глинистости с Th и К и менее тесная — с U и общей радиоактивностью.

Возможность улучшения связи в полимиктовых песчаниках и алевролитах Западной Сибири при регистрации урановой и ториевой компонент радиоактивности подтверждает рис. 7. На рис. 8 показаны примеры диаграмм ГМ-С на моделях с урановым, ториевым и комплексным урано-ториевым оруденениями, иллюстрирующие возможность их четкого разделения по диаграммам двух интегральных или дифференциальных каналов.

Для изучения спектров в скважинах в настоящее время применяют скважинные спектрометры с сцинтилляционными детекторами. Для определения трех неизвестных, например Ra, Th и К, достаточно измерить интенсивность линий спектра E_γ1, E_γ2, E_γ3, относящихся соответственно к Ra, Th и К. Поскольку излучение калия монохроматическое, выбор E₁ = 1,45 МэВ однозначен. В качестве E_γ2 и E_γ3, можно брать различные линии.

Результаты измерения связаны с содержанием соответственно Ra, Th и К соотношениями

; (11)

I=1, 2, 3.

Рис. 7. Зависимость концентрации С различных радиоактивных элементов от глинистости С_гл коллекторов Западной Сибири (по Н. И. Нефедовой и др.)

Рис. 8. Диаграммы ГК-С на моделях с рудами U, Th при регистрации излучений разных энергий (по В.Л.Шашкину). Энергия излучения, МэВ: а — 1,0—1,45, 6 — 2,0—3,0, в —1,45, г — >2,5; 1 — U (0,044 %); 2 — Th (0,044 %); 3 — U—Th — (по 0,022 %); 4 — песок

Дата добавления: 2014-01-06