 | Эта статья, возможно, содержит оригинальные исследования . ( Декабрь 2010 г. ) ( Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения ) |
 | Эта статья требует дополнительных ссылок для проверки . ( октябрь 2011 г. ) ( Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения ) |
| Методы ГИС |
|---|
Гамма-каротаж - это метод измерения естественного гамма-излучения для определения характеристик породы или отложений в стволе скважины или буровой скважине. Это метод каротажа на кабеле, используемый при добыче полезных ископаемых, бурении скважин на воду, для оценки пластов при бурении нефтяных и газовых скважин и для других связанных целей. [1] Различные типы горных пород излучают разное количество и разные спектры естественного гамма-излучения . В частности, сланцы обычно излучают больше гамма-лучей, чем другие осадочные породы, такие как песчаник , гипс , соль , уголь ,доломит или известняк, потому что радиоактивный калий является обычным компонентом их глинистого содержания, а также потому, что катионообменная способность глины заставляет их поглощать уран и торий . Эта разница в радиоактивности между сланцами и песчаниками / карбонатными породами позволяет инструменту гамма-излучения различать сланцы и не сланцы. Но он не может отличить карбонаты от песчаника, поскольку они оба имеют одинаковые отклонения на гамма-каротаже. Таким образом, нельзя сказать, что гамма-каротаж сам по себе дает хорошие литологические каротажные диаграммы, но на практике гамма-каротаж сравнивается бок о бок со стратиграфическим каротажем.
Гамма-каротаж, как и другие типы каротажа скважин , выполняется путем опускания прибора в буровую скважину и регистрации изменения гамма-излучения с глубиной. В Соединенных Штатах устройство обычно записывает измерения с интервалом в 1/2 фута. Гамма-излучение обычно регистрируется в единицах API - единицах измерения, разработанных в нефтяной промышленности. Гамма-лучи ослабляются в зависимости от диаметра ствола скважины в основном из-за свойств жидкости, заполняющей ствол скважины, но поскольку гамма-каротаж обычно используется качественно, корректировки амплитуды обычно не требуются.
За излучение, излучаемое горной породой, ответственны три элемента и их цепочки распада: калий , торий и уран . Сланцы часто содержат калий в составе глины, а также склонны поглощать уран и торий. Обычный гамма-каротаж регистрирует общее излучение и не может различать радиоактивные элементы, в то время как спектральный гамма-каротаж (см. Ниже) может.
Для стандартных гамма-каротажных диаграмм измеренное значение гамма-излучения рассчитывается исходя из концентрации урана в миллионных долях, тория в миллионных долях и калия в массовых процентах: например, GR API = 8 × концентрация урана в миллионных долях + 4 × концентрация тория. в миллионных долях + 16 × концентрация калия в массовых процентах. Из-за взвешенного характера концентрации урана в расчетах GR API аномальные концентрации урана могут привести к появлению сланцевых пластов из чистого песка. По этой причине спектральное гамма-излучение используется для получения индивидуальных показаний для каждого элемента, так что аномальные концентрации могут быть обнаружены и должным образом интерпретированы.
Преимущество гамма-каротажа перед некоторыми другими типами каротажных диаграмм заключается в том, что он работает через стальные и цементные стены обсаженных скважин. Хотя бетон и сталь поглощают часть гамма-излучения, через сталь и цемент проходит достаточное количество, что позволяет проводить качественные определения.
В некоторых местах не сланцы демонстрируют повышенный уровень гамма-излучения. Например, песчаники могут содержать урановые минералы, калиевый полевой шпат , глиняную засыпку или литические фрагменты, из-за которых порода имеет более высокие, чем обычно, значения гамма-излучения. Уголь и доломит могут содержать поглощенный уран. Отложения эвапорита могут содержать минералы калия, такие как сильвит и карналлит . В этом случае необходимо провести спектральный гамма-каротаж для определения источника этих аномалий.
Спектральная регистрация [ править ]
Спектральный каротаж - это метод измерения спектра или количества и энергии гамма-лучей, излучаемых естественной радиоактивностью горной породы. На Земле есть три основных источника естественной радиоактивности: калий (40K), торий (в основном 232Th и 230Th) и уран (в основном 238U и 235U). Каждый из этих радиоактивных изотопов излучает гамма-лучи с характерным уровнем энергии, измеряемым в МэВ. Количество и энергия этих гамма-лучей могут быть измерены сцинтиллометром. Журнал спектрального отклика на естественное гамма-излучение обычно представлен как общий журнал гамма-лучей, который отображает массовую долю калия (%), тория (ppm) и урана (ppm). Основными эталонами массовых долей являются геологические образования с известными количествами трех изотопов.Журналы спектроскопии естественного гамма-излучения стали широко использоваться в начале 1970-х годов, хотя их изучали с 1950-х годов.
Характеристическая линия гамма-излучения, связанная с каждым радиоактивным компонентом:
- Калий: энергия гамма-излучения 1,46 МэВ
- Серия тория: энергия гамма-излучения 2,61 МэВ
- Серия уран-радий: энергия гамма-излучения 1,76 МэВ
Другой пример использования спектральных гамма-каротажей - определение конкретных типов глины, таких как каолинит или иллит . Это может быть полезно для интерпретации среды отложения, поскольку каолинит может образовываться из полевых шпатов тропических почв в результате выщелачивания калия; и низкие показания калия, таким образом, могут указывать на присутствие одной или нескольких палеопочв . [2] Идентификация конкретных глинистых минералов также полезна для расчета эффективной пористости породы-коллектора.
Использование при разведке полезных ископаемых [ править ]
Гамма-каротаж также используется при разведке полезных ископаемых, особенно при разведке фосфатов, урана и солей калия .
Ссылки [ править ]
- ^ GR-каротажных Архивировано 2010-11-30 в Wayback Machine Шлюмберже для нефтяной и газовой промышленности
- ^ Стратиграфия флювиальных последовательностей с использованием тория и калия в геологии разведки и добычи
