 |
Аппаратура и методика каротажа
|
|
|
|
Федеральное агентство по образованию
________________
РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
НЕФТИ И ГАЗА имени И.М. Губкина (НИУ)
Кафедра геофизических информационных систем
Реферат
по метрологии
«Зонды и калибровочные установки радиометрии: ГМ, ГМ-С, МРГИ (селективный и плотностной)»
Выполнил: ст. группы ГИ-10-4 Черченко Анастасия Дмитриевна _______Подпись
Проверил: доцент Олег Васильевич Горбатюк _______
Подпись
Сдан на проверку ________
Дата защиты ________ Оценка _________
Москва – 2012
Содержание
Введение. 3
Гамма-метод. 4
Аппаратура и методика каротажа. 4
Гамма-гамма-метод (плотностной и селективный). 6
Плотностной гамма-гамма-метод. 7
Селективный гамма-гамма-метод. 7
Аппаратура ГГМ... 8
Детекторы гамма квантов. 9
Методика калибровки. 11
Базовая калибровка аппаратуры.. 11
Введение
Радиоактивные методы исследования скважин по числу методов, их модификаций, объему и важности решаемых задач на всех этапах поиска, разведки, освоения, разработки и эксплуатации месторождений нефти и газа, а также контроля технического состояния скважин занимают особое положение в комплексе методов ГИС.
Это связано с тем, что в отличие от всех других методов ГИС ряд радиоактивных методов относится к категории прямых методов, т.е. их показания прямопропорциональны содержанию того или иного определенного породообразующего элемента (C,O,Al,Si,Ca,Mg,Na,K,Fe,Th,U и др.).
Важным преимуществом радиоактивных методов (в отличие от электрических) является то, что практически все они могут проводиться в обсаженных скважинах. Это связано с тем, что используемые в нефтегазовой геофизике радиоактивные методы ГИС основаны на регистрации нейтронного и гамма излучения, а, как известно, электроны и гамма -кванты являются электрически нейтральными частицами и поэтому обладают высокой проникающей способностью.
|
|
|
В основе используемых в ядерной геофизике методов лежат процессы естественной и искусственной радиоактивности, эффекты взаимодействия радиоактивных излучений с веществом.
Радиоактивностью называют процесс самопроизвольного распада ядер некоторых изотопов с испусканием α, σ, γ - излучения и превращением распадающихся ядер в ядра других элементов.
Гамма-метод
Гамма-метод или метод естественной радиоактивности пород основан на регистрации естественного (самопроизвольного) гамма-излучения. Это излучение обусловлено самопроизвольным распадом радиоактивных элементов уранового, ториевого и актиноуранового рядов. Практический интерес представляют U(238), T(232) и К(40), т.к. именно эти радионуклиды определяют естественную радиоактивность горных пород.
Основными характеристиками естественных радионуклидов является период полураспада и энергия гамма-излучения (U(238)-T1/2=1617 лет Eγ=1,76 МэВ, T(232) -T1/2=13,9*10в 9 лет Eγ=2,62 МэВ и К(40) -T1/2=1,31*10 в 9 лет Eγ=1,46 МэВ)
Среди осадочных пород наиболее активны глины, обладающие высокой адсорбционной способностью, менее активны песчаники и, наконец, наименьшей активностью обладают известняки и доломиты, а также гидрохимические осадки (гипс, ангидрит, каменная соль). Исключение представляют только калийные соли, отличающиеся повышенной активностью, благодаря содержанию в них К.
| Порода | Средняя гамма-активность, q*10(12),г-экв Ra | Вклад радионуклидов в суммарную гамма-активность,% | |||
| U | Th | K | |||
| Песчаник | |||||
| Глина | 3,4 | ||||
| Известняк | 0,75 | ||||
| Доломит | 0,44 | ||||
| Хемогенные (гипс, ангидрит, галит) | 0,14 | ||||
|
|
|
Аппаратура и методика каротажа
• Запись показаний производится в единицах мощности экспозиционной дозы излучения (МЭД), выраженных в мкР/час.
• Как правило, каротажные радиометры являются двухканальными и, кроме канала ГМ, содержат еще один канал, предназначенный для одновременной записи еще одной диаграммы - НГМ, ГГМ или ГНМ.
• В современных геофизических информационно-измерительных системах, основанных на цифровой регистрации данных ГИС, регистрация диаграмм ведется с шагом квантования 10(или 20) см, при скорости перемещения зонда 60-420 м/ч. При подборе скорости регистрации кривых ГМ и ГМ-С используют предварительно зарегистрированный в скважине спектр и прогнозные модели геологического разреза.
• Скорость каротажа должна быть такой, чтобы при движении детектора против пласта минимальной интересующей исследователя мощности h показания радиометра успели достичь максимальных значений Iγпл. При более высокой скорости, аномалия ГК получается меньшей интенсивности и растянутой по глубине.
• В общем случае скорость ГМ не должна превышать 360-400 м/час.
• Радиус исследования гамма-метода не превышает 0,5 м.
Спектрометрическая модификация гамма-метода (ГМ-С):
Естественная радиоактивность горных пород обусловлена наличием в них радионуклидов U, Th и K. Интегральная модификация гамма-метода основана на регистрации общей(суммарной) интенсивности гамма-излучения. Спектрометрическая модификация ГМ позволяет определить каждую составляющую отдельно – Iγ,U, Iγ,Th, Iγ,K. Для этого применяют многоканальные спектрометры (анализаторы) гамма-излучения, которые позволяют регистрировать дифференциальные спектры естественной радиоактивности.
Регистрацию излучения проводят в интервалах энергии 1.35-1.55 МэВ (включает энергию 1.46 МэВ изотопа Ka(40)), 1.65-1.85 МэВ (включает энергию 1.76 МэВ изотопа Ra(226)), 2.4-2.8 МэВ (включает энергию 2.62 МэВ изотопа Th(232)).
Для регистрации полного спектра гамма-излучения (естественного, радиационного захвата или наведенной активности) применяют спектрометры с числом каналов 256, 524 и 1024. Чем больше каналов у спектрометра, тем с большей точностью регистрируется спектр.
|
|
|
После перехода с аналоговой на цифровую регистрацию данных ГИС в компьютеризированных геофизических станциях при проведении радиоактивных исследований из канала регистрации исключили интегрирующую ячейку. Влияние последней на форму регистрируемой кривой ГМ проявлялось в искажении ее формы в зависимости от величины постоянной времени интегрирующей ячейки, скорости движения скважинного прибора и толщины (особенно минимальной) пластов в разрезе скважины.
|
|
|
