baigazieva_kasipshilik_umk_kz

қабаттарға, содан кейін əлсіз минерализацияланған жуу сұйықтығына диффундирлейді. Минерализацияланған қабат суы мен өту аймағындағы

сүзгіленген	тұщы жуу сұйықтығының арасындағы шекарада қосымш
диффузиялық потенциал туындайды: катиондарға Nа+ қарағанда аниондардың
Сl- қозғалуы	жылдам болғандықтан, өту аймағында артық l- С ағыны

туындайды. Əдетте сүзгілену потенциалы (Еф) электрохимиялықтан əлде қайда кіші, сондықтан мұнай ұңғымаларында каротаж жүргізу кезінде ӨП барлық аномалиялары Ед əсерінен болады деп есептеуге болады. Егер ұңғыма ішіндегі электр piciө нің шығу тегі диффузиялық-адсорбциялық болса, онда ұңғымадағы зарядтардың таралуы ( rв Ðrс ; rв -құмды қабаттағы судың меншікті кедергісі, rс-сазды ерітіндінің меншікті кедергісі).

Диффузиялық-адсорбциялық		потенциал					мəніДА= ЕKДАLg (rс/rв), ал
диффузиялық потенциал ЕД=КД Lg (rс/rв) (КДА жəне КД -диффузиялық-адсорбциялық
жəне диффузиялық потенциалдар коэффициенттері) көрсетілген.
Ұңғымадағы потенциалдар жиынтығы:
	Еоп=ЕД-ЕДА=(КД-КДА)· Lg(rс/rв)= -Коп- Lg(rс/rв)
Мұндағы, Көп=КДА-КД - диффузиялық-адсорбциялық								потенциалдардың	жалпы
коэффициенті, rф- сазды ерітінді фильтартының меншікті кедергісі
Формула	бойынша өп-Кнің	ең		үлкен		мə(Кніөт18°С=-б9,6) сазсыз			таза
температурасы Т=18°С-қа тең қабатқа сəйкес болады. Ал, əр түрлі температурадағы
мəндері Көп ≈ - 69,6 (Т+273)/291
Формула бойынша сазсыз қабат үшін						rф
	ЕОП » -69,6		Т + 273		Lg
				291		rВ
ӨП қисық сызығын жазу, градиентжəне потенциал зондтарын жазумен қатар,
бip уақытта жүргізіледі. Мұндай бipiктіріп тіркеудістандартты электрлік каротаж деп
атайды.
Мұнай	ұңғымаларындағы				ӨП			потенциал	қисықтарын
формалары.

ӨП потенциал əдісімен мұнай ұңғымаларын зерттеу кезінде үш басты мақсат көзделеді:

1)кеуекті жəне сазды қабаттар арасындағы шекараны анықтау;

2)ұңғымаларды өзара корреляциялау;

3)қабат суларының меншікті кедергілерін анықтау.

ӨП потенциал қисықтарының формалары, əртүрлі геологиялық қималарға сəйкес келеді, сондықтан корреляция жасау кезінде, қабат қалыңдықтарының өзгеруін табады. Қабат суының минерализацияларының өзгеруі, ірі аймақтардың үйлеспеулерінен болуы мүмкін, бұл диаграммада басты саздар сызығынан ӨП потенциалының ауытқуына байланысты көруге болады

Егер таза өткізгішті құмтастар сазды қабатпен байланыста болса, онда саз-құмтас шекарасынан жоғары жəне төмен жатқан екі нүкте арасындағы

потенциалдар	айырмашылығы	жоғары	болады. Осы	нүктелерде	ӨП
потенциялының	көрсеткіштерін	саздар жəне	құмдар сызығымен анықтайды.

31

Сызықтар

арасындағы

көрсеткіштерді статистикалық ӨП потенциал немесе

ӨП потенциалының -

ЭҚК деп атайды. ӨП потенциалының - ЭҚК-нің

көрсеткіші қабат суының жəне жуу сұйықтығының тұзды концентрациясына

байланысты. Егер қабат суының тұздылығы өзгерсе, қабаттар үйлесімсіздіктен

жоғары жəне төмен орналасса, саздар сызығы ауыспалы болады. Егер қабат

суының минерализациясы жуу сұйығының минерализациясынан төмен болса,

ӨП туғызатын жəне потенциалдар түзетін процесстер қарама-қарсы бағытта

жүреді: құмтастар потенциалдары саз сызығымен салыстырғанда оң мəнге ие

болады. Құмтастар таза болмай, құрамында саздардың не шашыраңқы сазды

материалдардың қоспасынан тұратын қатпарлар болғанда, статикалық ӨП мəні

алынбайды да, псевдостатикалық ӨП деп аталатын потенциал түзіледі.

ӨП-нің

қалың

қабаттардағы қарапайым

қисығы6.2, а –

суретінде

көрсетілген.

Сазды

қабатпен

кеуекті

қабат

арасындағы

шекараны

ӨП

қисығының иілген нүктесінен анықтауға болады. Бұл кезде кеуекті қабат теріс

потенциалдар аймағына сəйкес келеді.

6.2, б – суретте көрсетілгендей жұқа қабаттарда жазылған ең үлкен мəн,

идеалды статикалық өлшемнен əлдеқайда аз болуы мүмкін.

Ұңғыманың жағдайы жəне қабат қалыңдығы кедері каротажына əсер

еткендей

ӨП

қисығына да

əсер

еткенімен, осы

сияқты

көптеген

факторларға

сəйкес

түзетулерді

палеткалар

бойынша

енгізіп

ескеруге .

боладыЖуу

сұйығының тығыздығы мен кедергісі ӨП қисығына едəуір əсер .етедіЖуу

сұйығының

фильтратының

кедергісіне, қабат

суының

кедергісінің қатынасы

ρф/ρо қисық формасына əсер ететін негізгі фактор.

Кеуекті аймаққа жуу сұйығының фильтратының өтуі күрделі құбылыс. ӨП

ауытқуы əдетте, өту аймағының мөлшері өскен сайын азаяды, бірақ кейде

керісінше болуы мүмкін. Суға қаныққан аймаққа жуу сұйығының фильтратының

өтуі барысында уақыт бойынша потенциал өзгеруі мүмкін. Егер, сол ұңғымада

келесі жүргізілген каротаж қисығы сай келмесе, онда жоғары айтылған жағдайға

байланысты болғаны. Электродтардың поляризациясы жер бетіндегі зерттеу

жұмыстарындай

ӨП

зерттеулерінің

нəтижесіне

өте

үлкен

ə.сер

е

Электродтарды

жуу сұйығын біршама

уақыт

салып

тепе-теңдікке

келтіруге

болады. Жабдықта əртүрлі металлдардың болуы жалған потенциалдардың түзілуіне əкеліп соғады. ӨП потенциалының өлшеміне ауыспалы теллурлы тоқ, электрлік қабылдағыштардың жақындығы, жергілікті электрлік операциялар, жұмыс орнына жақын жердегі едəуір электрлік коррозия жəне катодты қорғаныс құрылғысы əсер етеді. Тағы бір күрделендіретін факторжуу сұйығының, қабат суының жəне тау жыныстарының химиялық құрамының əртүрлі болуына байланысты, қышқылдандыру - орнына келтіру потенциалдары болып табылады.

32

6.2 Сурет – Құмтасты-сазды қималар үшін ӨП потенциал қисықтары [Pirson, 1963]

а- қалың қабаттар үшін; б- жіңішке қабаттар үшін; 1- скважина; 2- саздар; 3- тұзды сулы құмдар; 4- кеуекті ізбестастар; 5- мұнайға қанықан құмдар; в- əртүрлі тау жыныстарын тəн ӨП қисығы; 1- құмдар сызығы; 2- саздар сызығы; 3- саздар; 4- сазды қатпар құмдар; 5- құрамында шашыранқы саз қоспасы бар құмтас; 6- лигниттер (қайталанатын реакция); 7- күрең саз (қышқылдандыру реакциясы); 8- FeS шашыраған құмтас; 9- риолиттер. Суреттегі ρ мəні Ом-м мен берілген.

Негізгі əдебиет 1 нег. [78-108], 2 нег. [27-30, 30-38, 40-54] Қосымша əдебиет 1 қос. [182-186, 189-190]

Бақылау сұрақтары

1.Индукциялық каротаждың ерекшелігі.

2.ИК көмегімен не өлшенеді?

3.ӨП əдісінің диаграммалары бойынша қабат шекаралары қалай анықталады?

4.ӨП пайда болу себептері?

5.ӨП көмегімен шешілетін мəселелер.

7 дəріс. Ұңғымаларды		зерттеудің		радиоактивті əдістері. Гамма
каротаж (ГК)
Радиоактивтілік дегеніміз –		химиялық элементттің атом ядросында болып
жатқан табиғи немесе жасанды ионизациялық сəулелену(ионизирующее
излучение) өрісінің	сипаттамаларын		өлшеуге		негізделген	геофизикалық
əдітердің бipi. Əртүрлі	элементтердің 230-дан			астам	радиоактивті изотоптары,

радиоактивті нуклид деп аталатыны бізге белгілі. Менделеев таблицасында 82ші реттік номерлерінен бастап ауыр металдар радиоактивтілігі, бір элементтен

басқаға айналып жүреді жəне артынан төзімді радиоактивті емес изотоптарға айналады. Негізгі радиоактивті қатар немесе ауыр элементтердің шоғыры уран238, уран-235, торий-232 болып табылады. Аталған элементтер (оларды аналық радионуклидтер деп те атайды) өмір сүру уақыты ұзақ: жартылай ыдырау периоды, яғни атом санының екі есе азаюына кететін уақыт4,5*109; 7,13*108; 1,39*1010,5*1010 құрайды. Уран құрамында ең ұзақ өмір сүретін радиоактивті газ-радон (= 3,82 тəу.) жəне радий (= 1620 жыл) сияқты радионуклидтер кіреді. Соңынан уран радиоактивті емес радиогенді қорғасынға айналады.

33

Радиоактивті шоғырынан басқа, көп тараған жалғыз радионуклиді бар, радиоактивті ыдырауы бір актпен бітетін калий-40 (1,4*109 жыл). Бір тұтас жер қыртысында концентрациясы жоғары үш радиоактивті элементтер: уран. (2,5*10-4 %), торий (1,3*10-3 %) жəне калий-40 (2,5 %). Сондықтан радиометр осы үш элементтерді өлшейді. Олар тау жыныстарында изоморфты аралас жəне жеке минерал ретінде кездеседі.

Радиоактивтілік параметрлері. Сыртқы əсерлерден тəуелсіз атом ядросының ішкі жағдайына негізделген бір изотоптың басқаға айналу процессі радиоактивті ыдырау болып есептеледі. Бұл процесс кездейсоқтық, яғни ядродан бөлшектердің ұшып шығуының сипаттамалары. Радиоактивті ыдырау келесі параметрлермен сипатталады:

1.Жартылай ыдырау периоды. Əртүрлі элементтерде жартылай ыдырау периоды əр мөлшерде көбіне - 10-6 нан 1010 жылға дейін өзгереді. Əр элемент үшін анықталған жəне тұрақты көрсеткіштер болып табылады жəне оның диагностикалық белгілері болуы мүмкін. .

2.Табиғи сəулелердің құрамы. Табиғи радиоактивтілік альфа, бета, гамма, нейтрондық жəне т.б. сəулелерден тұрады.

Альфа-ыдырау		кезінде ядродан екі протоннан жəне екі нейтроннан
тұратын	альфа	бөлшектер	жоғарғы		жылдамдықпен		. тарайдыАльфа-
сəулеленудің өтімділік қабілеті нашар.
Бета-ыдырау		ядродағы нейтрондар санының(протондарға қарағанда)
күрт көбейюіне		байланысты жүреді. Бұл құбылыс ядроны тұрақсыздық
жағдайға келтіріп, ол басқа бір тұрақты жағдайға ауысады. Бета-сəулелердің
өтімділігі əлде қайда жоғары.
Гамма-ыдырау, гамма-квант			өте	жоғарғы		жиіліктегі	электромагнитті
сəулелер ағымын келтіреді. Бұларда басқалар сияқты сыртқы орта əсерінен
жұтылады	жəне	ыдырайды, бірақта		электрлік		бейтараптығынан жоғарғы

өтімділігімен ерекшеленеді. (ауада жүздеген метр жəне тау жыныстарында бір метрге дейін).

Тау жыныстарының радиоактивтілігі. Тау жыныстарының жəне руданың радиоактивтілігі мейлінше көп болған сайын оның құрамында уран, торий, калий-40 табиғи радиоактивті элементтер концентрациясы көп болғаны. Жыныстарды құраушы минералдардың радиоактивтілігі бойынша4-топқа бөлінеді. Радиоактивтілігі жоғары болып уран, торий минералдары, сонымен бірге уран мен торий құрамында шашыранқы түрде кездесетін минералдар белгіленеді. Ең жоғарғы радиоактивтілік құрамында калий 40 кездесетін минералдарға тəн (дала шпаты, калий тұзы). Орта радиоактивтілік магнетит, лимонит, сульфид сияқты минералдарға тəн.

Радиоактивтілігі төмен кварц, кальцит, гипс, тас тұзы жəне т.б.

Тау жыныстарының радиоактивтілігі ең бірінші жыныстарды құраушы минералдар радиоактивтілігімен анықталады. Олардың радиоактивтілігі метоморфизм дəрежесіне жəне жасына, пайда болу ерекшелігіне, санды жəне сапалы минералдар құрамына байланысты. Тау жыныстарының жəне руданың

34

радиоактивтілігі уранның пайыздық эквиваленттілігі бойынша келесі топқа бөлінеді:

- радиоактивті емес жыныстар ( 10-5 %); - радиоактивтілігі орташа жыныстар ( 10-4 %);

-радиоактивтілігі жоғары жыныстар жəне рудалар ( 10-3 %);

-радиоактивті емес рудалар ( 10-2 %);

-радиоактивтілігі жоғары жəне қатарлы рудалар ( 0,1 %).

Радиоактивті элементтердің жалпы концентрациясынан басқа ортаның

радиоактивтілігінің маңызды сипаты болып сəулеленудің немесе энергияның

таралу аралығындағы энергетикалық спектр табылады. Мысалы, уранды-

радийлі қатар үшін гамма-сəулесінің максимальды энергиясы1,76 МэВ, ал

жалпы спектр 0,65 МэВ, торийлі қатар үшін ұқсас параметрлер 2,62 жəне 1 МэВ

аспайды. Калий-40 гаммасəулелену энергиясы тұрақты (1,46 МэВ).

Осылайша, гаммасəулеленудің

жалпы

қарқындылығы

бойынша

радиоактивті элементтердің болуы мен концентрациясын бағалауға болады, ал

спектрлік сипатын (энергетикалық спектр) талдау бойынша уран, торий немесе

калий-40 концентрациясын жеке-жеке анықтауға болады.

7.1 Табиғи

гамма –

активтілік

əдісі.

Ашылған

ұңғыманың

табиғи

радиоактивтілігін

–

спектральді

(ГК-С) жəне

интегралды (ГК)

əдістер

анықтайды. Ол үшін ұңғыма ішіне түсірілетін аспаптағы g - сəулеленуінің индикаторы

(Гейгер-Мюллер немесе сцинтилляциялық санауыштар) пайдаланылады.

Ұңғыма бойымен тау жыныстары қабаттарыныңg-сəулелену қарқындылығын

өлшеу барысында жазылған қисық сызықты гамма каротаждық қисық сызықтар деп

атайды. Өлшенген параметр жыныстардың радиоактивтілігімен ғана емес ұңғыманың

жағдайымен

де (ұңғыма диаметрі,

сұйықтың

тығыздығы

жəне .) т.тікелейб

байланысты. Гамма каротаж нəтижесінде гамма-сəулелену(I g ) қарқындылығы

үздіксіз қисықтар немесе диаграмма арқылы алынады. Көрсеткіштері импульс

минутпен (имп/мин) немесе микрорентген сағатпен (мкр/с) өлшенеді.

Табиғи

радиоактивтілік

негізінен

уранныңU

238

болуымен

жəне

радиоактивті

калий

К40,

торий

Тh,

радий

Ra

өнімдерінің

ыдырауымен

шартты. Қалған радиоактивті элементтердің концентрациясы төмен жəне

жартылай ыдырау периодтары үлкен. Магмалық жыныстарда

қышқылдардың

радиоактивтілігі

жоғары.

Метаморфтық

жыныстарда

радиоактивтіліктің

жоғары болуы олардың құрамындағы 40К болуына байланысты. Шөгінді

жыныстардың

радиоактивтілігі

əртүрлі. Радиоактивтілігі

төмендігімен

хемогенді шөгінділер (ангидрит,

гипс,

галит)

ерекшеленеді

таза

құмдар,

құмтастар, əктастар жəне доломиттер. Радиоактивтілігі жоғары жыныстар–

саздар, сазды жəне битумды тақтатастар, фосфориттер, сонымен бірге калий

тұзы. Сондықтан

осы шөгінділерді

ажырату(идентификация) үшін

ГК

қолданылады.

Қалған

терригенді

жыныстардың

радиоактивтілігі

олардың

саздылық

дəрежелерін

жəне

карбонатты

жыныстар

құрамында

ұ

шашыранды

материалдары (ерімеген

қалдықтар) сипаттайды.

Жеке

жағдайларда ГК жыныстардың литологиясын жəнерадиоактивтілігі жоғары

жыныстарды

бөледі. Мысалы: таза

құмтастар,

сонымен

бірге

мұнай

жəне газ

35

коллекторлары, глауконитті, карнотитті, моноцитті жəне басқа уранды немесе торийлі минералдармен байытылған болса, сазды немесе саздар деп көрінуі мүмкін. Кей кездерде тау жыныстарының радиоактивтілігінің жоғарлауы фосфатты немесе органикалық, уранды сумен қанығуына байланысты. Осындай жағдайда литологияны ажырату спектральді ГƏ анықталады.

7.1 суретГК қисық сызығы. а – тау жыныстардың құрамында радиоактивті элементтері бар диаграмма; б – ГК дұрыс диаграммасы.

Ол карбонаттардың саздылығын құрамындағы , уранторий жəне калий элементтерін жекелеп бөледі. Карбонаттарда уранның көп болуы радиоактивті қабат суының болуына, карбонатты саздылығы – ториймен калийдің болу белгілерін білдіреді.

ГК келесі мəселелерді шешу үшін қолданылады: саздылық дəрежелері бойынша шөгінді қабаттарды корреляциялау мен бөлуде; пайдалы қазба кенорындарын іздеуде (уран, марганец, қорғасын, бокситтер, фосфориттер).

Негізгі əдебиет 1 нег. [54-67], 2 нег. [109-119]

Қосымша əдебиет 1 қос. [192-194] Бақылау сұрақтары:

1. Гамма-каротаж неге негізделіп жүргізіледі?

2. Гамма-кванттардың заттармен араласу түрлерін атаңыз?

3.Табиғи радиоактивтілік дегеніміз не?

4.Радиоактивтілік ыдырау дегеніміз не?

5.Ig көрсеткішіне ерітінді радиоактивтілігі мен шегенделмеген ұңғыма диаметрі қалай əсер етеді?

8 дəріс. Гамма – гамма əдістер (ГГК). Шашыранды гамма сəулелену əдісі. Əдістің физикалық негізі мен шешілетін мəселелер

Гамма – гамма əдістер (ГГК). Тау жыныстардағы шашыранды жасанды гамма – сəулелердің қарқындылығын өлшеуге негізделген. Гамма кванттар көзі ретінде сəулелену энергиясы20 кэВ – 1,3МэВ аралығындағы радиоактивті изотоптар қолданылады. Осы аралықта бізге гамма кванттардың заттармен əрекеттесуінің 2 түрі белгілі: фотоэффект нəтижесінде комптондық шашырауы мен жұтылуы болады 0,5 МэВ жоғары энергия кезінде фотоэффект болмайды. ГГК-дағы шашыранды гамма кванттарIγγ саны негізінен таужыныстардың тығыздығына σ, ал олардың жұтылуы– оның тиімді атом ретіне эфΖ жəне

36

тығыздықтың төменгі дəрежесіне тəуелді. ГГК ұңғымалық аспабының блок сұлбасы 8.2 суретте келтірілген.

		8.1 сурет– Гамма кванттардың заттармен əрекеттесуі.
	6 жəне 7 гамма – кванттар 2 сəуле көзінен				шығып1 қорғасын			немесе
болат экрандағы арнайы коллимациялық тесік арқылы жынысқа түседі жəне
онымен		шағылып	бағытын өзгертеді. Жуу сұйықтығының əсерін аспапты
ұңғыма қабырғасына қосатын қондырғы 8 арқылы болдырмауға болады.
	ГГК-дың екі түрлі тəсілі бар −тығыздықты ГГК-П жəне селективті ГГК-С.
ГГК-П əдісінде гамма-сəулеленудің сəулелі жəне тіркеуші энергетикалық
диапазондары комтон-эффекттің ауданына жатады. Нəтижесінде екі еселенген
гамма-сəулеленудің			қарқындылығы заттың тығыздығымен көрсетілген жəне
атом санына тəуелділігі көп емес(химиялық құрамынан). ГГК-С əдісі екі
еселенген гамма-сəулеленудің жұмсақ(төмен энергиялық) бөлігінің тіркеуіне
негізделген, оның қарқындылығы ең алдымен заттың атомдық санына, яғни
химиялық құрамына негізделген. ГГК-С – ны іске асыру үшін төмен энергия
көздерін		қолданады,	мысалы,	52 жəне 84 кэВ энергия		квантын	шығаратын,
тулий немесе тек жұмсақ гамма-кванттарды тіркеуге мүмкіндік беретін арнайы
басты	(пороговые)		құралдар тығыздықтың əсерін қос зондылы						құралдар
арқылы жояды немесе ГГК-С жəне ГГК-П кешенді қолданыс есебінен ескереді.
Тіркеуші		сəулеленудің		қарқындылығының	тығыздық		жəне		атом	сан
тəуелділігінен заттар инверсиялық сипатқа ие, яғни тығыздықтың немесе тиімді
атом	санының (Zэф)		өсуінен екі еселі сəулеленудің қарқындылығы гамма-
кванттардың (фотоэффект) сейілген бөліктері заттың жұтылуынан азаяды.
	ГГК – зонд		ұзындығы (өлшеу тереңдігі)		аз,	сондықтан		олардың
көрсеткіштеріне каверналар мен сазды қабыршақтар көп							əсер .		етедіОсы
себепке байланысты тау жыныстарының параметрлерін анықтау мақсатында
шегенделген ұңғымаларда қолданылмайды.

37

8.2-сурет. ГГК ұңғымалық аспабының блок сұлбасы. 1-экран; 2-сəуле көзі; 3- детектор; 4 электронды блок; 5-кабель; 6,7-шағылған гамма кванттар; 8-қысатын қондырғы.

Тығыздықты гамма-гамма-каротаж
Комптонды		эффект	жеткілікті		γ-кванттың		жоғары	энергиясымен
бақыланатындықтан, ГГК-П əдісінде				> 0,5 МэВ энергия көзін пайдаланады.
Бұндай энергия көздері0,35-тен 1,76 МэВ дейін гамма-квант энергиясымен
барлық	спектрді	беретін, жасанды		° (	= 1,17	МэВ	жəне 1,33	МэВ),
(	=0,66 МэВ) жəне табиғи изотоптар ЕРЭ-					болып табылады. Зонд

ұзындығы 20-дан 50 см-ге дейін.
Жыныстың		тығыздығын		жалпы	тығыздықты ГГК-П нəтижесінде
анықтайды. Сонымен			қатар,	құрылғыны	эталонды		үлгілерде	белгілі
тығыздықпен тізбектейді. Қазіргі кездегі дамыған аспаптар масштабы бірден
тығыздық бірліктеріне бөлінген ГГК-П					диаграммаларын алуға			мүмкіндік
береді.	көрсеткішін (8.1) теңдеуінен алады.
Сонымен қатар ГГК-П əдісін пайдалану						ұңғымаларды цементтеуде,
цемент тасының жоғары көтерілуі жəне ішінің бостығын анықтауда қолданады,
себебі	цемент	тасының	тығыздығы2,2 г/ , ал			ондағы	бос	жерлерін

толтыратын сұйықтықтікі 1,0-1,2 г/.

Қолданылу аймағы. ГГК-П ұңғыма қимасын литологиялық бөлу үшін, мұнай жəне газ ұңғымаларында ГГК-П литологиялық құрамы белгілі кезде тау

жыныстарының	кеуектілігін	бағалау	үшін	қолданылады. Кеуектілік
коэффициенті КП	мен тығыздығы σ келесі қатынасқа байланысты:
мұндағы σск ,σж	– таужыныстардың	қаңқасын	жəне	оны толтырып	тұрған
сұйықтық.
ГГК-П мəліметтері бұдан басқа шегенделген ұңғыманың техникалық
жағдайын анықтау үшін де қолданылады.
Селективті гамма-гамма-каротаж
Селективті	гамма-гамма-каротаж (ГГК-С,		сонымен қатар Z-ГГК)		тау
жыныстарындағы	γ-кванттардың сəулеленуінің		фотожұтылуына негізделген.

Бұл əсер γ-кванттың төмен энергиясынаəсер еткендіктен, ГГК-С <0,5 МэВ

38

энергия көзін қолданады. Бұндай

энергия

көздері жасанды

радионуклидтер:

,

болып

табылады. Зонд ұзындығы 10-20 см.

Қолданылу

аймағы.

ГГК-С

ең

алдымен, көмірлі

жəне

рудалы

кенорындарында қолданылады.

Мұнай жəне газ кенорындарында ГГК-С əдісі əзірге шегендеу құбырлар

тізбегінің

дефектометриясында

қолданысқа .

Сонымение

қатар,

ресей

ғалымдарымен

ГГК-С

қолдануға

негізделген, қималарда

қабат-

коллекторларының

бөлінуі

жəне

олардың

тығыздығын

анықтау

тəсі

ұсынылған. Осы тəсілге сүйене отырып, ГГК-С ұңғымада екі рет орындалады:

ұңғыманы

жоғары

сұйықтықпен

толтыруға

дейін жəне кейін. Мұндай

сұйықтық ретінде мысалға, ацетат қорғасынның

сулы

қоспасын

қолданады.

30℅ концентрацияда

=45,6. Құмтастардың минералды қаңқасында

=12.4,

ал əктастарда-15,0 тең.

Жоғары атом санына ие сұйықтық қабат кеуектеріне ене отырып,

коллекторын барынша көтереді, 8.3, а суретінде көрсетілгендей, оны қатты

көтерген сайын кеуектілігі де жоғарылайды. Бұл əсер ұңғыманы аномальды

жоғары

ерітіндісімен толтырғанға

дейін

жəне

кейін, ГГК-С каротажының

əртүрлі көрсеткіші бойынша есеп беру түрінде тіркеледі(8.3,

б

сурет).

Есептеулер бұл əдістің өте үлкен сезімталдығын

жəне

жыныстардың =2℅-

ден басталатын кеуектілігін анықтай алатындығын көрсетеді. Əдіс

ойлап

табылған жəне Ресей Федерациясының №1702793 патентімен қорғалған.

8.3 сурет – ГГК-С қисықтары

Негізгі əдебиет 1 нег. [54-67], 2 нег. [109-119]

Қосымша əдебиет 1 қос. [192-194] Бақылау сұрақтары:

1.ГГК қандай түрлерін білесіз?

2.ГГК тығыздық тəсілінің селективті түрінен айырмашылығы?

3.ГГК арқылы шешілетін мəселелер.

39

9 дəріс. Ұңғымаларды зерттеудің нейтрондық əдісі. Коллекторлардың кеуектілігі мен мұнай қанықтылығын анықтау

ҰГЗ ядролық-физикалық əдістері ұңғымадағы табиғи жəне жасанды

радиактивті сəулелер өрісін зерттеуге негізделген. Нейтрондық каротаж (НК)

ұңғыма қимасындағы жыныстарды нейтрондармен атқылау барысындаg- сəулелену

жəне

нейтрондық

сипаттамаларды

зерттеуге

негізделген. Іс

жүзінде

тұрақты

(стационарлы)

нейтрондық

жəне

импулъсті

нейтрондық зерттеу əдістері-

пай

даланылады. Тұрақты (станционарлы) нейтрондық

əдістеріне

нейтрондық

гамма-

каротаж (НГК), нейтрон-нейтрондық каротаж (ННК) кіреді.

9.1 Стационарлы нейтрондық əдістер.

ҰГЗ стационарлы нейтрондық

əдістері жылдам нейтрондар ағынымен(0,5 МэВ энергиядан жоғары) жəне

тығыз нейтрондарды, жылу немесе жылу асты энергияғадейін баяулатып

немесе ядро атомдарымен(радиациалық қармау) жылу нейтрондарын қармау

кезінде

пайда

болатын

гамма-кванттарды

тіркеу. Нейтрондарды

алу

үшін,

əдетте кейбір элементтердің ядросымен альфа

бөлшектердің

жұтылу

реакциясын

қолданады.

Кəсіпшілік

геофизика

тəжірибесінде

ампуладағы

плутонийді сəуле көзі, ал берилийді нысына ретінде жиі қолданады. Бұл жерде

нейтрондардың

орташа

энергиясы2,7

МэВ.

Ал 0,025-0,02

эВ

энергиялы

нейтрондар жылулық деп есептелінеді. Біршама жоғары энергиялы нейтрондар

– жүз

электрон

вольтқа

дейін жылу

асты

болады.

Нейтрон

жылдамдығын

баяулатуға қабілетті элементтердің ядро массалары, нейтрон массасына жуық

болуы керек. Сондықтан баялаулатқыш сутегі, ал жоғары баяулатқыш көміртек

пен берилий болады. Жылу нейтрондарына тез жұтқыш элементтері, яғни хлор,

бор, кадмий, литий, темір, марганец қатысты. Жылу нейтронының кеңістікте

таралуы баяулатқыштар концентрациясына жəне оның жұтқыш элементтерінің

концентрациясына

тəуелді.

Дəл

осы

факторлардан, гамма-кванттардың

кеңістікте таралуы радиациялық қармауға тəуелді. Бірақ бұл

тəуелдіктер əр

түрлі. Мысалға: хлор концентрациясының жоғарлауы жылу нейтрондардың

тығыздығының төмендеуіне əкеледі жəне кванттардың радияциялық қармау

санын өсіреді; жұтылу акті бірнеше гамма кванттардың сəулеленуімен бірге

жүреді. Бұндайда əрбір элемент өзінің гамма-кванттық сəулеленуімен бірге

жүреді. Əрбір элемент өзінің гамма-кванттар энергия спектрімен сипатталады.

Бұл қиманы құрайтын химиялық элементтерді ажыратуға мүмкіндік береді.

Жоғарыда

айтылған

жыныстардың

нейтрондық

қасиетін

баяу

ұзындығымен жəне жылу нейтрондарының орташа өмір сүру уақыты немесе

диффузия

ұзындығы

сипаттайды.

Айта

кетсек, бұл

қасиеттер

гамма

сəулеленудің

энергиялық

спектрі, яғни

радиациялық

қармау, олардың

химиялық байланысына емес, тек айтылған элементтер концентрациясына ғана

тəуелді. Осылай

заттардың

станцианорлық

нейтрондардың

ағынымен

əрекеттесуіне байланысты төрт əдісті бөледі: жылу асты нейтроннейтрондық

каротаж (ННК-НТ); жылулық

нейтроннейтрондық

каротаж (ННК-Т);

Нейтронды гамма каротаж (НГК) жəне спектриялды нейтронды гамма каротаж

(НГК-С). Осылардың

біреуі

іске

қосылғанда, олардан жылдам

нейтрондар

40