32. Спектральный гк, области применения, решаемые задачи

Основан на зависимости распределения скоростей счета по амплитудам импульсов при регистрации моноэнергетического гамма-излучения от содержания радиоактивных элементов, испускающих гамма-лучи соответствующих энергий.Гамма лучи испускаемые атомными ядрами при радиоактивном распаде, имеют дискретный (линейчатый) спектр энергий, ктр в результате рассеяния и поглощения породой, промывочной жидкостью и стальной гильзой радиометра преобразуется в непрерывный спектр гамма-излучения с наложением на него отдельных первичных линий.Этот спектр энергии гамма-квантов является признаком самого радиоактивного ядра. По исходному дискретному спектру энергий гамма-лучей можно установить изотопный состав и число радиоактивных ядер. Решаемые задчи :выяснение механизма и скорости выветривания горных пород по состоянию радиоактивного равновесия в ряду уран-радий, изучение геохимического цикличности, восстановление условий осадконакопления горных пород и корреляция немых толщ, выяснение фациальных характеристик и интенсивности тектонических движений структур, благоприятных для аккумуляции нефти и газа, изучение особенностей и генезиса изверженных и метаморфических горных пород и. т. д. Большие перспективы открываются перед гамма-спектроскопией горных пород и в нефтегазопромысловой геологии и геофизике: выделение в карбонатном разрезе вторичных доломитов, определение глинистости и нерастворимого осадка пластов-коллекторов с малой погрешностью (8-10%), установление минерального состава глинистых пород и т. д.

33. ГГМ-П. Предназначен для непрерывного измерения рассеянного γ-излучения, возникающего при облучении легких г/п γ– квантами с энергией свыше 0,5 МэВ. При комптоновском рассеянии ослабление γ-квантов пропорционально кол-ву электронов в единицу V вещества, которое в свою очередь, пропорционально  вещества. I γ-излучения обусловлена  вещества и мало зависит от хим. состава г/п. Каротажный зонд состоит из источника (кобальт-60 или цезий-137), свинцового экрана и сцинтилляционного детектора. S между источником и детектором = 20-70 см. R исследования – 10-15 см. Результат выражается в импульсах в минуту или в усл. ед. Чем выше плотность тем ниже показания. Позволяет расчленять геол. разрез, выделять различные ПИ, определить пористость пород.

34. ГГМ-С. Основан на регистрации низкоэнергетической части рассеянного гамма-излучения (E_γ<0,3 МэВ), I которого, в первую очередь зависит от хим. состава г/п, т.е. от атомного номера вещества. С ростом атомного номера в-ва I вторичного гамма-излучения < из за фотоэффекта. В качестве источников мягкого гамма-излучения use селен-75, вторичное излучение регают сцинтилляционными детекторами. Применяют для опр-ия мощности рудных тел и содержания элементов с высоким атомным номером. На диаграммах ГГК-С рудные тела отмечаются пониженными показаниями регистр-его прибора. Применяется для выделения скоплений тяжелых элементов в породах и рудах, слабо различающихся по плотности. Лучше всего получается для тяжелых металлов (свинца, вольфрама, ртути, сурьмы, железа) и угольных месторождений.

35. ГНК (фотонейтронный метод). Основан на измерении тепловых нейтронов, которые возникают, если энергия гамма-квантов (>2,3 МэВ) превышает энергию связи нейтронов в ядре. В гамма-нейтронном каротаже источником гамма-излучения служит сурьма-124, сцинтилляционными счетчиками измеряется поток вторичных нейтронов, величина которого зависит от нейтронных свойств среды. Радиус зоны исследования ГНМ = ННМ-Т. Применяется для обнаружения и кол-ва оценки бериллиевых руд. Можно отбивать этим методом в нефтяных скважинах ВНК. Основано на различии содержания в нем дейтерия и изотопа углерода(в 1,5>).

36. Рентгенорадиоактивный метод (РРМ). Основан на измерении характеристического рентгеновского излучения, возникающего при взаимодействии возбуждающего мягкого гамма-излучения с электронами глубоких орбит атомов элементов г.п. Это взаимодействие состоит в фотоэлектрическом поглощении гамма-квантов возбуждающего гамма-излучения электронами какой-либо оболочки, в результате чего электроны покидают атом, и он оказывается в возбужденном состоянии. В качестве возбуждающего гамма-излучения используют изотопы Tm(тулия), Pm(прометия), Te(теллура), Se(селена), Am(америция), Cd(гадолиния), Co(кобальта) и др. Энергия их гамма-излучения измеряется десятками кило-электронвольт. Глубинность исследований зависит от плотности и вещественного состава исследуемой среды, энергии первичного и вторичного излучений, геометрических условий измерений. Наиболее широкое применение РРМ находит при лабораторных определениях и оценке содержания металлов в пробах г.п. и рудных скоплений. И успешно используется при исследовании рудных скважин на олово, медь, сурьму, вольфрам, мышьяк, свинец, цинк и тд.

37. Метод индикации радиоактивными изотопами(ММА-И). состоит в том, что в скважину закачивают жидкость, активированную изотопами радиоактивных элементов, а затем измеряют созданную таким образом искусственную радиоактивность этих пород. Сравнивая кривые гамма-метода до и после введения изотопа в скважину, решают те или иные задачи. В качестве радиоактивных изотопов используют элементы, дающие жесткое гамма-излучение, растворяющееся в применяемой жидкости, характеризующиеся относительно небольшими периодами полураспада и обладающие необходимыми адсорбционными свойствами. Используют (Fe, Zr, I, Cr) есть два способа введения в скважину активированной жидкости: 1) разовой закачки; 2) бурение скважины на активированной промывочной жидкости. Аппаратура и методика не отличается от применяющихся в гамма-методе. Этот метод высокоэффективен при изучении разрезов нефтяных и газовых скважин. Используется для изучения технического состояния скважин, контроля гидравлического разрыва пластов, уточнения глубин перфорации колонн.

38. Нейтроны.

Выделяются три типа:

– быстрые нейтроны или нейтроны деления > 10⁵

– Медленные: промежуточные 10⁴−10³, резонансные 0,5−10⁴

– тепловые нейтроны, 0,5−5·10⁻³

Еще бывают холодные 5·10⁻³−10⁻⁷ и ультрахолодные 10⁻⁷

Нейтроны взаимодействуют с веществом тремя способами: 1) Упругое рассеяние 2) Неупругое рассеяние 3) Поглощение нейтронов

Упр. рассеяние – быстрые и промежуточные нейтроны испытывают упругие столкновения на ядрах атомов поглотителя и нейтрон отклоняется или рассеивается, а ядра как бы отскакивают с сохранением кинетической энергии.

Неупр. рассеяние – быстрые или промежуточные нейтроны сталкиваются с мишенью, которая намного больше, чем они сами, и не отскакивает, а временно поглощается ядром мишенью. После короткого времени нейтрон переиспускается с уменьшенной энергией, а ядро-мишень остается в возбужденном состоянии. Затем ядро снимает возбуждение путем испукания гамма-импульса. На это тратит кинтеч. энергию нейтрона.

Поглощение нейтронов – может быть результатом след-их реакций. 1) для некоторых легких ядер поглощение нейтрона (п.н.) ведет к испусканию протона 2) п.н. в боре или литии ведет к испусканию альфа-излучения 3) п.н. тяжелым ядром, таким кик уран или плутоний, может привести к ядерному делению 4) при п.н. могут образоваться р/а изотопы, т.е. нейтронная активация.

39. ННК-Т. Метод плотности тепловых нейтронов. Сущность метода в исследовании интенсивности тепловых нейтронов по разрезу скважины на заданном расстоянии (длине зонда) от источника быстрых нейтронов, которые в результате замедления породообразующими элементами превратились в тепловые. Плотность тепловых нейтронов определяется числом нейтронов, замедлившихся до тепловой энергии, числом нейтронов, поглотившихся в исследуемой среде, а также длиной зонда. Применяется для литологического расчленения разреза скважины по водосодержанию и определения пористости пород для отбивки ВНК, ГВК и ГНК, а также для выявления элементов с высоким сечением захвата тепловых нейтронов. Лучше всего получается при изучении чистых карбонатных отложений, не содержащих глинистого материала. Наиболее эффективен при исследовании коллекторов с низкой и высокой пористостью и при полном насыщении пор пласта нефтью или слабоминерализованной водой. Широко прим-ся при выделении в разрезах скважин элементов с высоким сечением захвата тепловых нейтронов: бора, ртути, лития, хлора, кобальта, вольфрама, а также некоторых редкоземельных.

40. ННК-НТ. Метод плотности надтепловых нейтронов. Основан на регистрации интенсивности надтепловых нейтронов, по разрезу скважины, возникающих при обучении г.п. источником быстрых нейтронов. Плотность надтепловых нейтронов определяется главным образом замедляющими свойствами (водородосодержанием) среды и практически не зависит от ее поглощающих свойств ( наличия элементов с высоким сечением захвата тепловых нейтронов). В этом преимущество ННМ-НТ. С увеличением размера зонда глубинность повышается. Задачи: литологическое расчленение геологического разреза и определение пористости пород, отбивка газоводяного и газонефтяного контактов по водосодержанию и другие, касающиеся рудной и угольной геологии. Также этим методом оценивают пористость объемных водосодержаний чистых песчаников и карбонатов. В рудной геологии ННМ-НТ широко прим для выделения пород с широким содержанием бора.

41. НГК. Сущность метода состоит в исследовании интенсивности искусственного гамма-поля, образовавщегося в результате поглощения (радиационного захвата) тепловых нейтронов породообразующими элементами. Прим для литологического расчленения разреза, выделение пластов-коллектония и определения их пористости, отбивка водонефтяного, газоводяного и газонефтяного контактов, а также для выявления элементов с высоким сечением захвата тепловых нейтронов. Нейтронный гамма-метод целесообразно использовать при исследованиях бурых углей в кавернозных породах, так как его показания в меньшей степени зависят от диаметра скважины. Хорошие результаты дает метод в комплексе с методом естественной радиоактивности г.п. на месторождения калийных солей , которые на обеих кривых отмечаются мах значениями. А так же прим при инженерно-геологических изысканиях для изучения влагосодержания грунтов в зоне аэрации. Большие возможности этот метод имеет при изучении железных, хромитовых марганцевых руд и скоплений ртути.

42. НАК— метод исследований в скважинах, основанный на изучении излучения ядер атомов горных пород, активированных нейтронами. Применяется для количественного определения элементного (изотопного) состава горных пород и насыщающих их флюидов в разрезе скважин.

В качестве источников нейтронов используют т.н. изотопные источники — смеси Po+Be, Pu+Be, Po+В, генераторы нейтронов (импульсные и циклические). Скважинные приборы содержат источник нейтронов и детектор, регистрирующий плотность потока гамма-излучения. В случае изотопного источника детектор удалён от него на расстояние (2 м), достаточное для ослабления гамма-излучения радиационного захвата, при импульсном источнике измерения проводят в период между импульсами облучения.

Нейтронно-активационный каротаж применяется для количественного определения содержания Al, Li, Mn, Cu (в комплексе снейтрон-нейтронным каротажем — Ca, Mg, S и др.); для установления границы подвижной и застойной воды в эксплуатационных скважинах, выделения притока воды из перфорационных отверстий и нарушений обсадной колонны, выявления интервалов затрубной циркуляции, а также выявления полезных ископаемых, обеднённых кислородом, — каменного угля, сульфидов, флюоритаи др.