- •Экзамен тмг
- •4, 6. Уравнение переноса излучения в веществе и его приближенные формы
- •7,8,11. Понятие «геометрического фактора» в теории методов радиометрии скважин
- •9. Прямая и обратная задачи, теория интерпретационно-метрологического обеспечения метода естественной радиоактивности в интегральной и спектрометрической модификациях
- •10. Теория интерпретационной модели гм. Петрофизическая модель гм
- •12. Количественный учёт влияния скважинных условий на показания гм
- •13. Учёт радиоактивности бурового раствора и изменений технических условий измерений при интерпретации данных гм
- •14, 15. Интерпретационная модель гм (спектрометрическая модификация) и алгоритм определения массовых содержаний ерэ
- •17. Метод рассеянного гамма-излучения
- •16. Прямая и обратная задачи в теории ггм-п, метрологическое обеспечение алгоритма определения объёмной плотности пород
- •18. Интерпретационные модели и алгоритмы определения объемной плотности горных пород в скважинах по данным ггм
- •19,2. Процессы взаимодействия нейтронов с веществом. Нейтронные методы гис, их петрофизическая информативность
16. Прямая и обратная задачи в теории ггм-п, метрологическое обеспечение алгоритма определения объёмной плотности пород
Регистрация
плотностного гамма-гамма каротажа
(ГГМ-П) основана на эффекте рассеяния
жесткого гамма-излучения в изучаемой
горной породе. Идея ГГМ-П основана на
известных принципах взаимодействия
гамма-излучения с различными веществами.
Измеряя результат этого взаимодействия,
можно, в частности определить и плотность
горной породы. Основным фактором,
влияющим на показания метода ГГМ-П
является эффект комптоновского рассеяния
гамма-квантов источника высоких энергий
электронами ядер минералов, слагающих
горную породу. Взаимодействуя с
электроном, гамма-квант
теряет часть своей энергии и меняет
траекторию движения.
После неоднократного повторения подобной реакции гамма-квант изменяет свою траекторию настолько, что может быть зарегистрирован детектором, находящимся в приборе. По сути, прибор ГГМ-П измеряет электронную плотность горной породы, которая тесно связана с плотностью минералов слагающих её.
В качестве источников жёсткого излучения в скважинных приборах применяются ампульные источники, содержащие изотопы 60Со или 137Сs.
Плотностной ГГМ применяют для определения плотности пород и оценки качества крепления скважин. Основной эффект – комптона. Вероятность комптоновского рассеяния пропорциональна количеству электронов в единице объёма среды.
17. Метод рассеянного гамма-излучения
В
основе метода лежит измерение интенсивности
гамма-излучения, рассеянного породами
в процессе их облучения источником
гамма-квантов. Для этого в скважину
опускают радиометр, где на расстоянии
длины зонда Lγγ
расположены источник и индикатор.
Индикатор экранирован от прямого
γ-излучения свинцово-железным фильтром,
так что на него попадают только те
γ-кванты, которые претерпели не менее
1 акта рассеяния в окружающей среде.
Источник и индикатор часто экранируются
и со стороны скважины, а облучение породы
и восприятие рассеянного гамма-излучения
происходит через небольшие отверстия
в экране (коллиматоры), расположенные
в прижимаемой к стенке скважины части
прибора.
В спектральном распределении выделяется три области:
Eγ > 1 МэВ, интенсивность рассеянного γ-излучения Iγγ практически не зависит от вещественного состава среды, основной процесс – комптоновское рассеяние.

Eγ < 1 МэВ, наряду с комптоном всё больший вклад вносит фотоэффект; с уменьшением энергии нарастает интенсивность вследствие накопления гамма-квантов малой энергии при комптоновском рассеянии и одновременно её уменьшение с возрастанием Z из-за фотоэффекта.
Справа область ограничена энергией Eγ0 (максимум), основной процесс – фотоэффект, приводящий к резкому падению интенсивности. Граничное значение Eγ0 для различных Z не постоянно. При увеличении Z максимум сдвигается в область более высоких энергий.
Существует две модификации метода: плотностная и селективная. В плотностной источником обычно служит изотоп Co60, испускающий γ-кванта относительно большой энергии (1,17 и 1,33 МэВ). Стальная гильза радиометра при этом поглощает мягкую составляющую спектра, следовательно, исследуется лишь первая область спектрального распределения. Селективная использует источники мягкого излучения (изотопы Cs137, Sn113, Se75, Hg203), индикаторы чувствительны к гамма-квантам низких энергий. Радиометр помещён в алюминиевую или плексигласовую гильзу, свободно пропускающую мягкое излучение. Исследуются 2 и 3 области. Этот метод чувствителен не только к изменению плотности, но и к вещественному составу, особенно при больших Z.
Диффузионные параметры γ-квантов


Уравнение диффузии
Изменение в элементарном объёме dV числа частиц dn/dt определяется разностью между количеством частиц q, образовавшихся в этом объёме в единицу времени t, и суммарным количеством частиц поглощённых p, и выбывших f за это же время из объёма dV:

Вероятность поглощения обратно пропорциональна времени жизни:

Утечка частиц выражается через оператор Лапласа:

Подставим полученные значения и получим уравнение диффузии в раскрытой форме:

