Вопрос № 1.
Гамма метод. Аппаратура, записываемые кривые, их интерпретация.
Во всех горных породах в небольших количествах присутствуют радиоактивные элементы. Содержание радиоактивных элементов в различных горных породах, а следовательно, и интенсивность испускаемых ими ядерных излучений различны. Поэтому, регистрируя их, можно судить о типе горных пород, пройденных скважиной. Метод исследования геологического разреза скважин, основанный на регистрации излучений, испускаемых естественно радиоактивными элементами горных пород, носит название метода естественной радиоактивности. Поскольку обычно альфа- и бета-лучи, имеющие малый пробег в веществе, полностью поглощаются буровым раствором и корпусом скважинного снаряда, а индикатора достигают лишь гамма-лучи, этот метод называют также гамма-методом и сокращенно обозначают ГМ.
При исследовании гамма-методом в скважину опускают прибор, который содержит детектор гамма-излучения и электронную схему (рис. 1), служащую для питания индикатора, усиления его сигналов и передачи их через кабель на поверхность. Часто используют многоканальные приборы, регистрирующие одновременно диаграммы гамма-метода и нейтронного гамма-метода. Точка записи ГМ совпадает с серединой детектора.
Рис. 1. Схема зондов радиометрии скважин.
/—детекторы гамма-излучения (Г), тепловых (Т) и надтепловы.х (Н) нейтронов; источники: 2 — гамма-излучения; 3 — быстрых нейтронов; 4 — вещество, хорошо поглощающее гамма-кванты (РЬ, Ге и т. п.); 5 — водородсодержащее вещество. рассеивающее и поглощающее нейтроны (парафин, полиэтилен и т. п.); УТ — ускорительная трубка генератора нейтронов; ВБ — высоковольтный блок; ЭС — электронная схема прибора
Радиоактивность горных пород обусловлена в основном присутствием в них урана, тория, радиоактивных продуктов их распада и, наконец, калия, один из изотопов которого 40К также радиоактивен.
При разработке ряда нефтяных и газовых месторождений обнаружено резкое повышение радиоактивности некоторых продуктивных пластов при их обводнении, а возможно, и по другим причинам. Этот эффект, названный радиогеохимическим, широко используется при контроле разработки месторождений .
Если не считать урановых и ториевых руд, наибольшей гамма-активностью обладают кислые изверженные породы, например граниты, а также глины. По интенсивности гамма-излучения 1 г этих пород эквивалентен (4 – 6)·10 ˉ12 г 226Ra. Наименее активны (менее 10 ˉ12 г Ra) ультраосновные породы, а среди осадочных пород – чистые разности известняков, песчаников, большинства каменных углей и особенно гидрохимических пород (кроме калийных солей). В осадочных породах, как правило, радиоактивность тем больше, чем выше содержание глинистой фракции. Это позволяет по кривым I,, различать мины, глинистые и чистые разности известняков, песчаников и т. п.
Повышенная радиоактивность глинистых горных пород объясняется тем, что благодаря большой удельной поверхности они в процессе осадконакоплення сорбируют большее количество соединений урана и тория, чем неглинистые породы. Имеет значение и калий, входящий в состав некоторых глинистых минералов
Диаграммы ГМ используют также для выделения в разрезе скважин урановых и ториевых руд, калийных солей, а также других полезных ископаемых, обладающих повышенной радиоактивностью (фосфориты, иногда марганцевые руды и др.). ............
