27. Гамма-гамма метод каротаж. Модификации ггк. Физические основы, технология работ, принципы интерпретации, решаемые задачи.

ГГК основан на измерении интенсивности вторичных искусственных гамма-излучения горных пород, рассеянного в процессе их облучения потоками гамма-квантов. Эта интенсивность зависит от плотностного и вещественного состава горных пород. Из трех взаимодействий γ-лучей имеет основное действие имеет фотоэффект и каптон поглощение.

Регистрируя рассеяние γ-квантов высокой энергии от 0,05 до 10 Мэв можно определить плотность горных пород. Мягкая составляющая γ-квантов характеризует как плотностной, так и вещественный состав. В связи с этим используются 2 метода рассеянного γ-излучения: плотностной (при регистрации γ-излечения по мягкой постоянной – ГГН-М), и селективный.

Плотностной ГГК основан на следующей зависимости: по мере увеличения плотности среды I_γ γγсначала возрастает, а затем падает.

Повышенная интенсивность I_γγ в области малых плотностей обусловлена полным поглощением γ-квантов. Последнее уменьшение интенсивности I_γγ связана с поглощением породой частиц рассеяния γ-квантов вследствие фотоэффекта.

С увеличением длины зонда однозондового ГГК – расстояние между центром источника и индикатором (т.з. ½ L_з), в двух зондовом ГГК точка записи относится к середине индикатора. С увеличением ГГК глубина метода возрастает, однако, с этим растет статическая погрешность регистрации, что вызывает необходимость использования более мощного источника.

В следствии малой глубины ГГК на его показания искажения влияние оказывает толщина глинистой корки, наличие и толщина обсадной колоны. Наличие двухзондовых ГГК-П позволяет снизить влияние глинистой корки.

Метод ГГК-П применяется при расчленении разреза , уточнения литологии, выделения коллекторов, оценки пористости, выявления газоностных пластов. Основное преимущество ГГК-П в том, что он одинаково измеряет пористость малых и больших значений.

В ГГК-С применяется источник мягкого γ-излучения (Е_γ=0,3-0,4 Мэв) обычно это изотопы силена (Se⁷⁵ (0,138 и 0,268)), ртути (Hg²⁰³ (0,278)) и цезий (Cs¹³⁷ (0,662)). Показания ГГК-С зависят от рассеяния γ-квантов и поглощения тяжелых элементов (вольфрам, свинец, ртуть и др.). Метод эффективен для изучения угольных и рудных пластов.

28. Нейтронный каротаж. Модификации. Физические основы. Основные элементы аппаратуры. Технология работ.

Методы, при которых горная порода облучается нейтронами высоких энергий, носят название нейтронных. При взаимодействии со средой нейтроны теряют энергию за счет рассеивания при соударении с ядрами горной породы (переходят надтепловые и тепловые нейтроны) и в конце концов захватываются ядрами элементов с испусканием гамма-кванта. Показания нейтронных методов почти однозначно связанны с концентрацией водорода (водородосодержанием), который содержится преимущественно в воде и углеводородах.

В зависимости от модификации нейтронного каротажа в скважине регистрируется скорость жизни нейтронов (метод ННК) или интенсивность вторичного гамма-излучения (метод НГК). По градуировочным зависимостям, представляющим собой связи отношения скоростей жизни в измерительных каналах малого и большого зондов, нормированных к показаниям в эталонной среде, от объемного водородосодержания (пористости) известняка, определяется нейтронная пористость пород. Градуировочные зависимости имеют нелинейный характер, однако при регистрации нейтронной пористости используется линейная связь. При цифровой записи показаний поправка за нелинейность вводится автоматически.

Нейтрон является электронейтральной частицей с массой, примерно равной массе протона. В зависимости от энергии нейтроны делятся на медленные Е<1Кэв, средние 1Кэв<Е<500Кэв, быстрые 0,5<Е<10Мэв, очень быстрые 10<Е<50Мэв и сверхбыстрые Е>50Мэв. В ядерной геофизике используются электроны <50Мэв. Широкое применение получили:

1) быстрые (более 0,5 МэВ);

2) промежуточные (от 1 кэВ до 0,5 МэВ);

3) медленные (от 0,1 кэВ до 1 кэВ);

4) надтепловые (от 0,1 до 1 эВ);

5) тепловые (0,025 эВ).

Эффективное сечение относится к единице объема, называемое макроскопическим значением Σ=nσ см^-1.

Полное нейтронное эффективное сечение σ_t, определяющее вероятность протекания любой ядерной реакции слагается из суммы сечения рассеяния и захвата

Нейтронные характеристики горных пород характеризуются длиной замедления, длиной диффузии и коэффициентом диффузии.

Длина замедления связана со средним квадратом сечением нейтрона

Величины τ, L_д и D выражается через макроскопическое сечение захвата и рассеяния и они равны

; ;

Наибольшее применение получил двух канальный аппарат ДРСТ. В канале n_п счетчики нейтронного ЛДНМ. Индикатор падения нейтронов служат пропорциональным бар-втористые газоразрядные счетчики и специальные счетчики тепловых нейтронов.

В настоящее время все больше применение находят многозондовые установки НК. На показания НК меньше, чем на показания однозондовых методов сказывается характеристики скин активных источников минералов и др.

При средней величине r, при которой происходит пересечение кривых зависимости, применяется для различных значений К_п, зависимость показаний метода от К_п слабая. В соответствии с этой закономерностью зонды малого размера, для которых отмечается прямая зависимость от К_п, называется доверсионной (обл.1). Размеры зондов для которых характерна обратная зависимость, называется заверсионной (обл.3). А область в которой отмечается слабая зависимость, называемая инверсионной (обл.2).