Войти в мой кабинет
Регистрация
ГОТОВЫЕ РАБОТЫ / РЕФЕРАТ, ФИЗИКА

Плотностной гамма-гамма каротаж и его применение

one_butterfly 180 руб. КУПИТЬ ЭТУ РАБОТУ
Страниц: 18 Заказ написания работы может стоить дешевле
Оригинальность: неизвестно После покупки вы можете повысить уникальность этой работы до 80-100% с помощью сервиса
Размещено: 05.07.2021
Целью данного реферата является рассмотрение физических основ метода ГГКп, применения этого метода при решении геологических и геофизических задач. В работе пойдет речь о способах возбуждения полей гамма - квантов, их регистрации и интерпретации, с получением конкретных свойств среды.
Введение

При прохождении гамма - квантов сквозь среду, кванты испытывают различного рода взаимодействия с ней. Эти процессы обусловлены энергией квантов, плотности вещества, элементных номеров атомов среды. Результатом взаимодействия является изменение характеристик потока гамма-квантов.
Содержание

Введение………………………………………………………..………….……..…3 1. Физические основы метода……………………………………………….……4 2. Плотностной гамма-гамма метод………………………………………………7 3. Аппаратура ГГК-П………………………………….………………………….10 4. Применение плотностного гамма-гамма каротажа на практике……….…..15 Вывод………………………………………………………………………….…..17 Список литературы……………………………………………………………....18
Список литературы

1. Дьяконов Д.И., Леонтьев Е.И. Общий курс геофизических исследований скважин ? учебник для вузов. Изд. 2-е, перераб. ? Недра,1984-432с. 2. Возжеников Г.С., Белышев Ю.В. Радиометрия и ядерная геофизика ? учебник для вузов. Издательство УГГГА, 2000-406с. 3. ЗАО ПГО ?Тюменьпромгеофизика?. Практикум по освоению технологий ГИС (часть 3).
Отрывок из работы

1. Физические основы метода Методы рассеянного гамма-излучения основаны на измерении интенсивности искусственного гамма-излучения, рассеянного породообразующими элементами в процессе их облучения потоком гамма-квантов. Интенсивность этого излучения зависит от плотности и вещественного состава горных пород (рис. 1). Рисунок 1. Общий вид зависимости интенсивности рассеянного гамма-излучения от плотности ГП Как известно, основными процессами взаимодействия гамма-квантов с породой являются фотоэлектрическое поглощение, комптоновское рассеяние и образование электронно-позитронных пар. В методах рассеянного гамма-излучения в основном имеют место фотоэлектрическое поглощение и комптоновское рассеяние гамма-квантов породой. В зависимости от энергии гамма-квантов и вещественного состава горной породы преобладает тот или иной процесс их взаимодействия. При взаимодействии с горной породой жестких гамма-квантов (Еу>0,5 МэВ) в начальный момент основную роль играет комптоновское рассеяние, в результате которого жесткое гамма-излучение, потеряв значительную часть своей энергии, переходит в мягкое гамма-излучение. Следовательно, в дальнейшем основную роль играет фотоэлектрическое поглощение гамма-квантов. Как указывалось выше, вероятность комптоновского рассеяния в конечном счете находится в прямой пропорциональной зависимости от плотности горной породы, а вероятность фотоэлектрического поглощения - от ее вещественного состава и особенно от содержания тяжелых элементов. Благодаря этому, регистрируя рассеянные гамма-кванты высокой энергии, получают плотностную характеристику горной породы. Суммарная интенсивность рассеянных гамма квантов зависит как от плотности, так и от вещественного состава породы. На этом и основывается метод ГГКп. Вероятность взаимодействия жестких гамма-квантов с горной породой определяется числом электронов в единице ее объема, которое пропорционально плотности породы. Таким образом, если горную породу облyчить гамма-квантами энергии не ниже 0,5 МэВ и подобрать энергетический порог дискриминации регистрируемых гамма-квантов, то по результатам измерений ГГКп можно установить плотность этих пород. В качестве источника гамма-излучения обычно используется 137Cs с энергией 0,66 МэВ, а мягкая компонента излучения поглощается экранами из свинца и кадмия. При проведении измерений детектор гамма-излучения располагается на определенном расстоянии от источника. Расстояние от источника до детектора выбирается таким, что при увеличении плотности горных пород, зарегистрированная интенсивность гамма-квантов уменьшается, т.е. зонд является заинверсионным. С целью уменьшения влияния скважинных условий на результаты ГГКп (диаметра скважины и слоя бурового раствора) применяют устройства, прижимающие зонд к стенке скважины стороной, на которой смонированы коллимационные окна для источника и детекторов. Наличие двух зондов ГГКп разной длины позволяет максимально снизить влияние глинистой корки на регистрируемую плотность горных пород. Энергетический порог дискриминации подбирается экспериментально в зависимости от используемой измерительной установки и исследуемого разреза скважины и принимается большим 0,2 МэВ. Как указывалось выше, при жестком гамма-облучении суммарная интенсивность рассеянных гамма-квантов или выделенная из нее мягкая составляющая гамма-излучений зависит от плотности и вещественного состава горных пород, т. е. от литологических особенностей разреза. В этом случае плотность горных пород определяет начальное пространственное распределение гамма-квантов малых энергий, образовавшихся в результате комптоновского рассеяния из облучаемого жесткого гамма-излучения. Вещественный состав горных пород через фотоэлектрическое поглощение оказывает влияние на дальнейшее распределение мягких гамма-квантов в исследуемой среде и в конечном счете - на интенсивность регистрируемой мягкой компоненты рассеянных гамма-квантов. Определенную погрешность в измерения ГГКп вносит естественная радиоактивность горных пород, поэтому при расчете плотности необходимо вносить поправку, основываясь на данных гамма-каротажа. По данным плотностного каротажа можно рассчитать коэффициент пористости породы Кп (%), который связан с плотностью соотношением: где ? - объемная плотность породы, кг/м3; ?м- плотность минерального скелета, кг/м3; ?ж- плотность жидкости, заполняющей поровое пространство, кг/м3. гамма излучение 2. Плотностной гамма-гамма метод Интенсивность рассеянного гамма-излучения, регистрируемая индикатором, зависит от плотности породы, длины зонда, активности и природы источника первичного гамма-излучении. По мере увеличения плотности рассеивающей среды интенсивность гамма-излучения сначала возрастает, достигая максимума, а затем падает (рис. 1). Повышение интенсивности регистрируемого излучения в области малых плотностей обусловлено увеличением количества рассеянных гамма-квантов в связи с ростом числа электронов в единице объема породы и, следовательно, с увеличением ее плотности. Последующее уменьшение интенсивности гамма-излучения связано с поглощением веществом части рассеянных гамма-квантов вследствие фотоэффекта. Положение максимума на кривой рис. 1 зависит от длины зонда и начальной энергии гамма-квантов. С повышением энергии первичного излучения и уменьшением длины зонда максимум смещается вправо. Так как большая часть горных пород обладает плотностью свыше 2?103 кг/м3, то измерение проводят по спадающей части кривой, т. е. с увеличением плотности пород интенсивность рассеянного гамма-излучения падает. Глубинность исследования плотностного метода рассеянного гамма-излучения мала (10-15 см) и зависит от длины зонда, мощности источника, энергии первичных гамма-квантов и плотности горных пород. С увеличением длины зонда глубинность этого метода возрастает. Однако при этом растет статистическая погрешность регистрации рассеянных гамма-квантов, что вызывает необходимость использования более мощных источников. Опытным путем установлено, что для исследования железных руд оптимальными являются зонды длиной 30-50 см, для руд тяжелых элементов ? зонды длиной 20-40 см, для определения пористости осадочных горных пород ? зонды длиной 40 см. Мощность источника выбирается такой, чтобы рассеянное гамма-излучение превышало естественное гамма-излучение пород в несколько раз и тем самым обеспечивало малую статистическую погрешность регистрации, но не превышало допустимой дозы гамма-облучения обслуживающего персонала. Обычно применяются источники гамма-излучения активностью от 0,37?104 до 1,85?104 расп./с. Увеличение начальной энергии гамма-квантов вызывает повышение их проникающей способности и, следовательно, глубинность метода. С этой точки зрения предпочтительнее источник 60Со. Между радиусом исследования ГГКп и числом электронов в единице объема горной породы, а значит и ее плотностью существует обратно пропорциональная зависимость. Вследствие малой глубинности ГГКп на его показания большое искажающее влияние оказывает изменение диаметра скважины, физических свойств заполняющей скважину жидкости и толщины глинистой корки, наличие или отсутствие обсадных колонн и т. д. Так, при наличии глинистой корки плотность исследуемой среды снижается, а показания ГГКп, следовательно, повышаются. С увеличением пористости уменьшается плотность горных пород в однотипном разрезе, поэтому пласты-коллекторы на диаграммах ГГКп отмечаются высокими показаниями. Однако в неглинистом карбонатном разрезе увеличение показаний ГГКп обусловлено не только пористостью пород, но и наличием глинистой корки (рис. 2). Рисунок 2. Выделение пластов коллекторов в неглинистом карбонатном разрезе по данным комплекса ГИС Описываемым методом можно определить глубину залегания, мощность и строение угольных пластов [?пл, =(1,2-1,8)?103 кг/м3)], а в благоприятных условиях ? их зольность. Плотностной гамма-гамма метод применяют также для выделения хромитовых руд [?пл = (3,7-4,5)?10 кг/м3] среди змеевиков и серпентинитов [?пл = (2,5-2,6)?103 кг/м3], колчеданных руд [?пл = (3,5-4,5)?103 кг/м3] среди вмещающих порол [?пл = (2,64-2,8)?103 кг/м3] марганцевых (?пл=4,5?103 кг/м3) и железных руд (?пл=3,4?103 кг/м3), бокситов (?пл=3?103 кг/м3), флюоритов (?пл=3?103 кг/м3), полиметаллических руд и калийных солей. В нефтяных и газовых скважинах ГГКп наиболее эффективен при оценке пористости горных пород, которая основана на связи плотности ?пл, с коэффициентом пористости kп: Рисунок 3 ?пл = (1 ? kп)??ск+?ж?kп, где ?ск ? минеральная плотность горной породы (скелета); ?ж ? плотность флюида (газ, вода, нефть), заполняющего поровое пространство. Плотностной гамма-гамма метод является одним из немногих методов промысловой геофизики, одинаково чувствительных к изменению пористости в областях ее малых и больших значений (рис. 3). В этом его основное преимущество при определении коэффициентов пористости. 3. Аппаратура ГГК-П При ГГК-П используется аппаратура СГП2, которая предназначена для измерения объемной плотности горных пород в скважинах диаметром от 160 до 320 мм. Аппаратура эксплуатируется в комплекте со следующими изделиями: трехжильным кабелем типа КГ3-67-180 длиной до 7500 м; источником гамма-излучения 137Cs активностью (1.28±0.33)x1010 Бк, создающим на расстоянии 1 м мощность экспозиционной дозы (5.95 ±1.55)x10-9 А/кг. Диапазон измерения объемной плотности горных пород от 1.7x103 до 3.0x103 кг/м3 Количество каналов?2: канал большого зонда (ГГКп бз) и канал малого зонда (ГГКп мз). Диапазон рабочих температур скважинного прибора от - 10 до 200 оС, рабочее гидростатическое давление - до 120 МПа. В качестве детекторов используются кристаллы NaI(Tl) размерами 25?30 мм в канале малого и 25?40 мм в канале большого зондов ГГКп в комплекте с ФЭУ-74А. Коллимационные окна заполнены капролоном. Для регулировки спектральной чувствительности измерительной установки в коллиматоре большого зонда установлен экран из свинца. Рисунок 4. Схема прибора для ГГК-П Плотность рассчитывается по формуле: где Iмз.эт и Iбз.эт. - значения средних частот следования импульсов по каналам малого и большого зондов, зарегистрированные на образце плотности с ? = 2,59 г/см3;мз, Iбз- текущие значения средних частот следования импульсов по каналам малого и большого зондов, соответственно. Сопротивление между 1 жилой и корпусом должно быть равно 3,3 кОм плюс сопротивление кабеля и при смене подключения щупов омметра - 4,3 кОм плюс сопротивление кабеля. Сопротивление между 2 жилой и корпусом и между 3 жилой и корпусом должно равняться сопротивлению кабеля плюс 60 Ом. Ток питания электронного блока скважинного прибора постоянный, 140±10 мА, при напряжении на входе скважинного прибора не более 20 В. Ток, потребляемый электродвигателем прижимного устройства, должен быть 0.6±0.05 А.
Не смогли найти подходящую работу?
Вы можете заказать учебную работу от 100 рублей у наших авторов.
Оформите заказ и авторы начнут откликаться уже через 5 мин!
Похожие работы
Реферат, Физика, 20 страниц
1500 руб.
Реферат, Физика, 19 страниц
250 руб.
Реферат, Физика, 21 страница
250 руб.
Реферат, Физика, 20 страниц
200 руб.
Служба поддержки сервиса
+7(499)346-70-08
Принимаем к оплате
Способы оплаты
© «Препод24»

Все права защищены

Разработка движка сайта

/slider/1.jpg /slider/2.jpg /slider/3.jpg /slider/4.jpg /slider/5.jpg