Поможем написать учебную работу
Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Коледж Геологорозвідувальних Технологій
Національного університету ім. Тараса Шевченка
Курсова робота
Комплекс методів ГДС уразі дослідження на сульфідні руди.
Керівники:
Ю.М. Заворотько
В.В. Фарафонов
склав студент гр. К-41д
Спеціальність 5.04010302.01
Лазоренко Є.С.
Київ 2013
ЗМІСТ
1. Вступ 3
2. Метод ПС і КО 5
3. Метод гамма-гамма каротаж густини(ГГК-Г) 7
4. Метод електронних потенціалів(МЕП) 10
6. Метод гамма-гамма каротаж селективний(ГГК-С) 12
7. Метод гамма-каротажу(ГК) 13
8.Рентгенорадіометричний каротаж(РРК) 16
9.Нейтронний гамма-каротаж спектрометричний(НГК-С) 17
9. Список використаної літератури 19
Методика і техніка комплексу ГДС на сульфідні руди
Сульфідні руди- природні мінеральні утворення, що складаються із сірчистих сполук металів (сульфідів); до них відносяться також селенисті, телуристі, миш'яковисті і сурм'янисті сполуки металів.
Свердловини що буряться на руди
Геофізичні методи дослідження свердловин застосовуються на всіх рудних родовищах, включаючи металеві (залізо, олово, ртуть, берилій, срібло та інші) та неметалеві корисні копалини( алмази, флюорит, фосфорити, калійні солі та інші). Велика частина геофізичних досліджень свердловин доводиться на пошуково-оціночну стадію, попередню, детальну та експлуатаційну розвідку.
На рудних родовищах у наш час застосовують:
електричні методи каротажу каротаж опорів(КО), струмовий каротаж (СК) , а в основному в модифікації ковзних контактів,каротаж самочинної поляризації(ПС) та метод електродних потенціалів(МЕП);
електромагнітні методи каротажу-каротаж магнітної сприйнятливості (КМС).
ядерно-геофізичні методи каротажу-гамма каротаж(ГК), спектрометричний гамма-каротаж(СГК), гамма-гамма каротаж густини(ГГК-Г), селективний гамма-гамма каротаж(ГГК-С), рентгенорадіометричний каротаж(РРК); нейтрон-нейтронний каротаж(ННК), гамма-нейтронний каротаж(ГНК) та акустичний каротаж по швидкості поширення сигналу і по загасанню.
Гамма-каротаж проводиться в обовязковому порядку. Необхідність виконання інших видів каротажу обумовлена типом і фізичними властивостями розвідувальної корисної копалини та вміщаючи порід, вирішуванимигеолого-геофізичними задачами та геологічними особливостями досліджуваних обєктів.
Використання даних каротажу на різних стадіях геологорозвідувальних робіт дозволяє підвищити оперативність і сприяє рішенню наступних геолого-геофізичних задач.
1.Стадія пошуково-оціночних робіт:
А) літологічне розчленування й кореляція розрізів
Б) розшифровкаприроди та оцінка перспективності геофізичних аномалій, встановлених при аероназемних та свердловинних спостережень
В) виділення рудовміщуючих порід
Г) виявлення рудних інтервалів, визначення їх потужності й глубини залягання
Д) визначення речового складу руд і концентрації корисних копалин.
2. Стадія попередньої розвідки:
А) визначення геологічного будови родовища
Б) дослідження рудних перетинів геологічних розрізах
В) визначення співвідношення рудних та без рудних прошарків у рудних перетинів,вивчення будови рудних покладів
Данні ГДС використовуються при підрахуванні запасів руд за категоріями С1,С2, а також забезпечують скорочення числа перебурюваньі у некондиційного виході керна.
3.Стадія детальної розвідки:
А) виявлення рудних тіл, пропущених при попередній розвідці
Б) уточнення морфології рудних тіл та їх геометризація
В) визначення параметрів для підрахунку запасів (потужність, глибина, будова корисних копалинах у рудах)
Дані ГДС дозволяють підвищити достовірність детальної розвідки та використовуються підрахунку запасів.
4. Стадія розвідки експлуатаційного родовища:
Уточнення контурів рудних тіл по глибоких горизонтах і флангам родовища; за даними ГДС уточнюють промислові категорії запасів.
Результативність геофізичних досліджень свердловин на рудні родовища в значною мірю визначається гірничотехнічними умовами застосування методів(стан стінок свердловин залежно від механічної стійкості порід, технологією буріння,впливом вічної мерзлоти), а також достовірністю геологічних даних, використовуваних для побудови кореляційних залежностей при кількісній інтерпретації геофізичних матеріалів(вихід керна, погрішність геологічного випробування, мінералого-петрофізична вивченість порід та руд.
Геофізичні дослідження свердловин виконуються у два прийому. Спочатку проводять дослідження по всьому розрізу свердловин в одному масштабі глубини (1:200,), а затим ,на ділянках рудовиявлення-детальні дослідження у масштабі глубини (1:50, 1:20). Спостереження виконуються згідно з діючими інструкціям.
Для розчленування й кореляції розрізів,уточнення літологічних і мінералого-петрофізичних характеристик геологічних утворень, виділення рудовміщуючих порід і зон околорудної зміни виконують:
А)гамма-каротаж
Б) електричний каротаж
В)електромагнітний и магнітний каротаж
Г)гамма-гамма каротаж густини
Д) акустичний каротаж.
З метою визначення місця розташування, потужності й будови рудних інтервалів,речового та елементного складу руд в розрізах свердловин проводять:
А) гамма-каротаж
Б) гамма-гамма каротаж
В) нейтронний каротаж
Г) рентгенорадіометричний каротаж
Д) гамма-нейтронний каротаж
Е) електричний каротаж
Ж) електромагнітний і магнітний каротаж
З) акустичний каротаж
Для оцінки густини порід і руд в умовах свердловин використовуються гамма гамма каротаж густини.
Метод ПС( самочинна поляризація) и КС(каротаж опору)
У методі самочинної поляризації ПС (природних електричних потенціалів) у свердловині вивчається природне стаціонарне електричне поле, утворення якого пов'язане з фізико-хімічними процесами, що протікають на границях поділу свердловина-порода й між пластами різної літології. До цих процесів належать:
а) дифузія іонів солей пластових вод з порід у промивальну рідину і
навпаки, а також адсорбція іонів солей частинками породи;
б) фільтрація водяних розчинів у порах породи;
в) окислювально-відновні реакції, що виникають у породах і на
контакті їх із промивальною рідиною і металами.
Здатність гірських порід поляризуватись під дією указаних фізико-хімічних процесів називається природною електрохімічною активністю. Як результат цих процесів є виникнення дифузійно-адсорбційних, окислювально-відновних та фільтраційних потенціалів.
Вибір зондів
Від типу й дожини зонда залежать радіус дослідження методу КС, форма, амплітуда й диференціація кривих, положення на кривій точок, відповідних границям пласта й таке інше.
За допомогою градієнт-зондів малої довжини отримують добре диференційовані криві КО, на яких чітко відбиваються границі пластів. Проте на результатах вимірів значно позначається вплив свердловини й зони проникнення, а виміряний питомий опір пластів Ру, перевищує (але не більше ніж в двічі) істинним їх опір.
Величина Ру, виміряна градієнт-зондами великих довжин, близька до істинної, але криві в цьому випадку слабо диференційовані, по них важко установити границі пластів з достатньою точністю. Особливо важко відбиття прошарків малої потужності в пластах складної будови, а деякі з них взагалі не відмічаються на кривих унаслідок екранування струму пластом високого опору.
У зв'язку із цим на практиці застосовується градієнт-зонд середніх розмірів, названий стандартним зондом. Він дає диференційовану криву, чітко границі кордони пластів різного опору, зводить до мінімуму вплив свердловини на величину Ру, вимірює Ру пластів, близький до їх істинного питомого опору. Результати, отримані стандартними зондами, дають якнайповнішу загальну картину про геологічний розріз свердловини, полегшують порівнянність діаграм Рупс площі родовища чи району.
Оскільки потужність пластів і їх питомий опір змінюються в широких межах, практично важко вибрати стандартний зонд для всіх типів родовищ, тому в кожному районі робіт застосовують два стандартні зонди, за допомогою яких здійснються виміри у всіх свердловинах.
Крива КО стандартного зонда дозволяє лише приблизно оцінити істинні опори пластів, оскільки на результат вимірів вплиає роблять свердловина й зона проникнення. Методом КО у варіанті бокового каротажного зондування (БКЗ) можна визначити точні значення істинних опорів пластів і визначити їх колекторські властивості. При БКЗ застосовуються такі зонди: А0,4М0,1N; А1М0,1N; А2М0,5N (стандартний зонд); А4М0,5N; А8М1N; А0,5M8N (стандартний зонд); NО,5М2А (апаратура КСП-1). Цими зондами вирішують в основному завдання точного визначення істинного опору пластів. Проте для дослідження карбонатних кавернозних, ущільнених і закарстованних пластів-колекторів, в які частенько глибоко проникає буровий розчин або його фільтрат, указаних зондів недостатньо. У таких випадках, окрім загальнопринятихзондів, застосовують градієнт-зонди і потенциал-зонди дуже великих розмірів - А10М4N і А15М10N, В40А4М і В40А8М. Великі потенціал-зонди використовувати доцільніше, ніж градієнт-зонди, оскільки вони мають більший радіус дослідження (у 2,0-2,2 разу більше їх розмірів) і дозволяють записувати криві КО для продуктивних низькоомних відкладень у крупних масштабах опорів.
Вибір масштабів глибин
Масштаби глибин каротажних діаграм повинні відповідати масштабу геологічного розрізу, складеного геологами. Вони вибираються залежно від глибин свердловин і міри деталізації пластів і повинні забезпечувати визначення їх глибини і будови з необхідною мірою точності, що затосовуютьсядо того або іншого типу корисної копалини: Відповідно до цього масштаби глибин каротажних діаграм підрозділяються на пошукові і деталізаційні.
Пошуковими масштабами в нафтових і газових свердловинах є 1:500, у вугільних і рудних - 1:200, рідше 1:500. Діаграми пошукового масштабу використовуються для загального літологічного розчленування розрізу і подальшої його кореляції.
Як деталізація в нафтових і газових свердловинах прийнятий масштаб глибин 1:200, у вугільних і рудних свердловинах - 1:50, рідше 1:20. Масштаб глибин 1:20 застосовується при реєстрації кривих КО і ПС у тонких вугільних пластах робочої потужності і в пластах з тонким перешаруванням вугілля і породи, а також при деталізації малопотужних рудних зон. Діаграми деталізаційногомасштабу використовуються для детального вивчення структури пластів, визначення їх глибин залягання і потужності, для якісної і кількісної характеристики пластів.
Вибір і установка масштабів запису кривих КО і ПС
Отримання диференційованих кривих КО залежить не лише від типу і довжини зонда, але іх від підбору відповідного масштабу вимірюваного параметра. У кожному районі робіт стандартні масштаби запису nу і nпс вибирають залежно від діапазону зміни ру й потенціалу ПС і встановлюють однаковими у всіх свердловинах. Масштаби nу і nпс повинні забезпечувати отримання діференційованих кривих на всіх інтервалах геологічного розрізу.
У нафтових і газових свердловинах масштаб запису має бути таким, при якому відхилення кривої проти водоносних пластів-колекторів з Ру ≤ 1Ом · мскладе не менше 1 см. У вугільних і рудних свердловинах при запису кривої КО в стандартному масштабі nу її мінімальне відхилення від нульової лінії має бути не менше 0,5 см. Проте на родовищах сульфідних руд, магнетитових скарнів, графіту, антрациту дотримання цієї вимоги не завжди можливе, зважаючи на дуже малий опір цих корисних копалин порівняно із вміщаючими породами. Тому на вказаних родовищах стандартний масштаб nу вибирають таким, щоб крива КО проти вміщаючих порід не виходила за межі діаграмної стрічки й мала максимальну амплітуду.
Стандартний масштаб nпс має бути таким, щоб амплітуди аномалій ПС складали не менше 5-8 см при питомому опорі бурового розчину рс> 0,2 Ом · м. при температурі пласта (зазвичай nпс = 2,5; 5; 12,5; 25 мВ/см). У разі детальних досліджень, а також тоді, коли в стандартному масштабі аномалії ПС мають амплітуди менше 2 см (наприклад, при високій мінералізації бурового розчину), масштаб nпс може бути будь-якій, але досить великий, забезпечуючий чітке літологічне розчленовування розрізу без частих перенесень кривої.
При деталізації вугільних пластів і рудних зон масштаби nу і nпс також можуть відрізнятися від стандартних, оскільки тут важно отримати досить диференційовані криві, по яких визначаються границі й структура вугільних пластів і зон зруденіння, вивчається їх якісний і кількісний склад.
Установка масштабу запису кривої ПС
Масштабом запису будь-якого фізичного параметра є його числове значення, віднесене до одного сантиметра відхилення кривої. Масштаб запису кривої ПС виражається у мВ/см і виставляється за відхиленням записувального пристрою реєстратора при подачі у вимірювальний канал відомої різниці потенціалів (стандарт-сигналу ∆UСС) від ГКП згідно з формулою
L=∆Uсс/nпс
Стандарт-сигнал∆Uссподається такий, щоб у разі масштабів записів nпс =2,5; 5; 12,5; 25 мВ/см відхилення записувального пристрою реєстратора становило 4 см; наприклад, від градуйованого компенсатора поляризації подають різниці потенціалів відповідно 10, 20, 50 і 100 мВ. Масштаб запису nпс (або ГПС) виставляють при розміщенні непорушних вимірювальних електродів М (або NМ)у необсадженій частині свердловини.
Гамма-гамма каротаж густини
Суть методу
У методі ГГК-Г по свердловині вимірюється потужність експозиційної дози гамма-випромінювання, розсіяного породами у процесі їхнього опромінення штучним джерелом жорстких гамма квантів, яким переважно служить CO(T1/2=5,27 року,енергія гамма квантів Eyl=1,17 МеВ і Eyl=1,33 МеВ) або Cs (T1/2=33роки,Е=0,66 МеВ).Джерело розмішене в зондовому пристрої, у нижній частині свердловинного приладу, на певній відстані від детектора гамма-квантів, яка називається довжиною зонда. Для джерел Со довжина зонда становить 30-50 см, а дляСS15-20 см. Гамма-активність джерел становить у середньому 1-2 мілікюрі 37-74 МБк). За такої гамма-активності джерел потужність експозиційної дози розсіяного гамма-випромінювання перевищує її значення для природного гамма-випромінювання в 10-15 разів, тобто практично останнім можна нехтувати.
Рис. 59. Зонди ГГК із притискним пристроєм (а) і виносним блоком (б): 1 - екран; 2 - притискний пристрій; З - коліматори; 4 - детектори;
5 джерело гамма-квантів; 6 - траєкторія гамма-квантів
Відпрямого гамма-випромінювання джерела детектор екранованийсвинцево-залізним екраном, так що на детектор потрапляютьтільки ті гамма-кванти, котрі зазнали не менше одного акту розсіяння в досліджуваному середовищі. Для зменшення впливу на індикатор прямого гамма-випромінювання джерела й гамма-випромінювання, розсіяного рідиною у свердловині, джерело і детектор екранують і зі сторони стінки свердловини. При цьому опромінення породи і реєстрація розсіяного гамма-випромінювання здійснюється через отвори у свинцевому або вольфрамовому екрані, які називаються коліматорами, а сам зонд називаєтьсяколімованим (рис.1). У цьому разі зонд прилягає до стінки свердловини під дією притискного пристрою (рис.1, а).
При дослідженнях вугільних і рудних свердловин застосовуютьзонди без притискних пристроїв. При дослідженнях нафтових і газових свердловин з метою визначення об'ємної густини гірських порід застосовують установки спеціальної конструкції, що складаються з одного джерела гамма-квантіві двох детекторів (на рис.1,б).Такою установкоюодночасно реєструють розсіяне гамма-випромінювання великим і малим зондами.
Оскільки опромінення порід у свердловині здійснюється жорсткими гамма-квантами, то переважаючим ефектом їхньої взаємодії з гірськими породами буде комптонівське розсіяння і поглинання, лінійний коефіцієнт якого пропорційний густині гірських порід. Це означає,що між зареєстрованою потужністю експозиційної дози розсіяного гамма-випромінювання й густиною гірських порід існує обернена залежність. Отже, крива ГГК-Г розчленовує розріз свердловини згідно з густиною порід. Породам і корисним копалинам підвищеної густини будуть відповідати найменші покази кривої ГГК-Г, а пониженої густини найбільші. Радіус дослідження в методі ГГК-Г залежить від довжини зонда, активності джерела гамма-квантів та їхньої енергії, густини порід і для джерелаСостановить 10-15 см, а для Сs - майже 4 см. При таких довжинах зондів детектор реєструє багаторазово розсіяні гамма-кванти.
Оскільки радіус дослідження в методі малий, то на покази кривих сильно впливають каверни діаметром понад 20-25 см, які на кривій ГГК-Г відмічаються найбільшими показами. Це пояснюється тим, що розсіяння і поглинання жорстких гамма-квантів джерела відбувається на промивальній рідині свердловини, густина якої значно менша від густини гірських порід. Каверни є основною завадою під час виділення в розрізах свердловин вугільних пластів, які на кривій ГГК-Г теж відмічаються найбільшими показами. Тому при інтерпретації кривих ГГК-Г користуються кавернограмою, а також кривими інших методів ГДС.
Для реєстрації розсіяного гамма-випромінювання в комплексній апаратурі радіоактивного каротажу задіяний канал штучної радіоактивності.
Установка масштабу запису кривоїГГК-Г
Масштаб запису кривої ГГК-Гnyy вибирають таким, щоб різниця між її максимальними і мінімальними показами була не менше 5 см. Масштаб nyyвиражають в (імп/хв)/·см або в умовних одиницях.
За умовну одиницю ГГК-Г приймається
Іyo=Iyyмакс-Iyyмін,
Де-Iyyмакс-- швидкість лічби (в імп/хв) у високопористих пластах, нерозмитих глинах, вугільних пластах; Iyyмін - те ж саме в породах великої густини (щільнозцементовані піщаники, вапняки). Переважно nyy=0,1 Iyo/см.
Масштабnyy установлюють за відхиленням записувального пристрою реєстратора згідно з формулою
L=Nk/nyyIyo
Де Nk кількість імпульсів калібратора (імп/хв). Відношення Nk/Iyoявляє собою покази калібратора, виражені в умовних одиницях
Оскільки масштаб запису береться занадто чутливий, то крива ГГК-Г має значне відхилення від нульової лінії (великий фон внаслідок розсіяння і поглинання гамма-квантів у промивальній рідині). Тому перед записом криву зміщують подачею у вимірювальний канал постійної від'ємної різниці потенціалів, наприклад, від градуйованого компенсатора поляризації. Масштабну шкалу кривої проставляють з урахуванням величини зміщення.
Масштабну шкалу кривої можна подати в одиницях густини, виконавши попередньо виміри в середовищі відомої густини, яким може бути пласт відомої густини або дюралюмінієвий польовий калібрувальний пристрій.
Вибір довжини зонда і потужності джерела
Залежно від типа застосованого джерела й щільності порід, що вивчаються, в методі ГГК-Г використовуються зонди такої довжини, при якої чутливість його до зміни густини порід у певних межах мінімальна. Ці зонди називаються інверсійними. Для порід середньої щільності довжина інверсійного зонда з джерелом 60Со складає 4,5см.
При вживанні зондів менше інверсійних (доінверсійнних) залежність між густиною гірських порід н інтенсивністю розсіяного гамма-випромінювання пропорційна, оскільки індикатор в основному реєструє випромінювання, що розсіюється поверхневим шаром опромінюваного середовища. Тому існування нерівностей на стінці свердловини й заповнення їх буровим розчином, а також наявність глинистої кірки призводять до особливо значного зменшення точності визначення густинті гірських порід. До того ж при використанні малих зондів виникають труднощі в екрануванні індикатора від прямого випромінювання джерела. У разі застосування зондів великих (заінверсійних) чутливість методу до зміни густини порід зростає, а вплив зміни діаметра свердловини й товщини глинистої кірки зменшується. Але це вимагає збільшення потужності джерела, що небезпечно для обслуговуючого персоналу, тому у практиці каротажу розміри зондів і потужності джерел вибирають в дослідному порядку з таким розрахунком, щоб звести до мінімуму вплив спотворюючих чинників, отримати диференційовані криві найкращим виділенням тієї або іншої корисної копалини й забезпечити безпечну роботу обслуговуючого персоналу.
Для виділення вугільних пластів використовують зонди завдовжки 30 - 50 см, залізняку - завдовжки 30-40 см, руд важких металів - завдовжки 20-40 см, каліних солей - 60 см, при визначенні глибини цементного кільця - зонди завдовжки 40-60 см, щільність рідини - завдовжки 20-25 см, пористості порід - 40 см. Розмір зонда для встановлення контакту нафтопродукт - розсіл у підземних сховищах нафтопродуктів складає 80-90 см . Фактичні довжини зондів не повинні відрізнятися від номінального значення більш ніж на 5 мм, а при збірці і розбиранні-приладу вони повинні відтворюватися з точністю до 1 мм.
При відповідних довжин зондів вибирають такі потужності джерел, щоб швидкість лічби в каналі ГГК апаратури РК перевищувала швидкість рахунку природного гамма-випромінювання на проти глин не менше ніж у 10 разів, що дозволяє інтерпретувати криві ГГК-Г без введення поправок на зміну природного гамма-випромінювання порід. Зазвичай в практиці каротажу застосовують джерела потужністю не більше 10 мКи, в середньому 3-5 мКи. Для захисту детектора від прямого гамма-випромінювання джерела між ними встановлений свинцевий екран, 1/3 загальної довжини якого розміщена з боку джерела, а 2/3 - з боку індикатора (у апаратурі ДРСТ-2 4 см свинцю знаходиться в камері джерела і 8 см - у пробці гільзи). Така конструкція екрану значно підвищує відносну диференціацію кривої.
Радіус дослідження в методі ГГК-Г для загальноприйнятих довжини зондів не перевищує 10-15см. Точкою запису кривої є середина відстані між кристалом і джерелом випромінювання, а при роботі з газорозрядними лічильниками - середина відстані між джерелом і верхнім кінцем індикатора.
Метод електродних потенціалів (МЕП)
Відмінність металів за електродними потенціалом покладена в основу методу електродних потенціалів (МЕП). У методі ЕП вимірюється електродна різниця потенціалів ∆Uеп між двома електродами. Один з яких М виготовлений у вигляді кругової щітки зі стального багатожильного дроту, обвареного гумою, із цинковими ковпачками на кінцях , а другий N- у вигляді зєднаних цинкових циліндрів завдовжки 10 см кожен.
Під час вимірів електрод М ковзає по стінці свердловини, а електродN перебуває в промивальній рідині й стінки свердловини не торкається, бо сам зонд центрується у свердловині за допомогою центра торів. Електродна різниця потенціалів ∆Uеп буде найбільшою тоді, коли електрод М буде торкатись електронного провідника, електродний потенціал якого різко відрізняється від електродного потенціалу металу, з якого виготовлено електрод. Такими природними електронними провідниками в порядку збільшення електродного потенціалу є сфалерит, галеніт, арсенопірит, піротин, халькопірит, пірит, марказит, а також молібденіт, магнетит, графіт, антрацит. Перераховані мінерали за величиною електродного потенціалу близькі до електропозитивних металів.
Для одержання якомога більшого значення ∆Uепелектроди зонда виготовляють із цинку, електродний потенціал якого досить великий (-0,76 В) і мало залежить від концентрації власних іонів металу в промивальній рідині та майже не змінюється в присутності сторонніх іонів. Цинк також характеризується достатньою міцністю й забезпечує швидкесприймання електродного потенціалу й стале значення початкової різниці потенціалів.
Під час дотику ковзного електрода з електропровідним рудним тілом потенціал електрода M різко збільшується, що приводить до виникнення позитивної різниці потенціалів ∆Uепміж електродами MN, яка може досягати декількох десятків і навіть сотень мілівольтів у суцільних рудних покладах.
При відсутності в розрізі свердловини електронопровіднихпровідників або відсутності дотику електрода M з ними потенціали електродів M і N дорівнюють мінус 0,76 В, а тому ∆Ueп= 0. При цьому записувальний пристрій реєстратора буде на нульовій лінії або поза нею, що створює певні незручності. Тому при розміщенні зонда MЕП у безруднійчастині свердловини криву зміщують на 12 см від нуля подачею в канал вимірювання деякої позитивної різниці потенціалів від градуйованого компенсатора поляризації або зміщують криву коректором нуля реєстратора. На кривій МЕП можуть бути й відємні аномалії, пов'язані з порушенням симетрії схеми, коли діаметр ковзного електрода значно перевищує діаметр свердловини (допустимо
1-2 см). Плавне змінювання ∆Uеппо свердловині зумовлене зміною хімічного складу промивальної рідини. Згідно із впливом цих чинниківі пов'язане зміщення кривої МЕП від нульової лінії реєстрації.
Масштаб запису nмепкривої МЕП виставляють при розміщенні зонда в безрудній частині свердловини за методикою, прийнятоюдля методу ПС.
Виділення рудних зон
Розглянемо криву МЕП. Сульфідне тіло і ковзний електрод M при дотику утворюють замкнену гальванічну пару анодом якої є цинк, а катодом - сульфід.
Високий потенціал такої системи спостерігається лише в момент дотику ковзного електрода з рудним тілом.Надалі потенціал системи зменшується внаслідок того, що катод стає більш негативним, а анод - більш позитивним. Це явище називається катодною поляризацією рудного тіла. Катодна поляризація характерна для сульфідних руд, але вона відсутня в графіті. При виході ковзного електрода за межі провідника електродний потенціал системи спочатку різко, а потім плавно зменшується, що пояснюється анодною поляризацією ковзного електрода. При рухові ковзного електрода по сульфідному тілу спостерігається плавне зменшення в напрямі від підошви до покрівлі покладу. Але на фактичних кривих МЕП це спостерігається не завжди, що зумовлено різною концентрацією сульфідів і ступенем їх відокремленості.
Амплітуда аномалії МЕП залежить від співвідношення площ досліджуваного провідника та електрода М. За умови рівності обох площ виміряний електродний потенціал майже дорівнює потенціалу сульфіду. Це означає, що метод ЕП впевнено виділяє у свердловині електронопровідні
провідники розмірами в декілька сантиметрів. Зі збільшенням площі ковзного електрода величина ∆Uепнапроти сульфідного тіла зменшується. Якщо, наприклад, площа електрода М перевищує площу сульфіду в 100 разів, то цей сульфід на кривій МЕП майже не виділяється. Положення контактів електронопровідного провідника відповідає точкам на серединах різкого збільшення і зменшення електродного потенціалу зі сторони підошви і покрівлі покладу.
Гамма-гамма-каротаж селективний
Суть методу
У методі ГГК-С по свердловині реєструється гамма-випромінювання, розсіяне породами в процесі їхнього опромінення штучним джерелом м'яких гамма-квантів, а тому переважною взаємодією їх з породами є фотоелектричне поглинання, Поглинання передусім залежить від порядкового номера хімічного момента Z4-5, а потім уже від його густини б. Гірські породи складаються з різних хімічних елементів, кожен з яких бере участь у поглинанні м'якого гамма випромінювання, тому ми розглянули спеціальний параметр-ефективний атомний номер речовини згідно з яким і треба розглядати лінійний коефіцієнт фотопоглинання гірських порід відповідної густини бП. Залежність між потужністю експозиційної дози реєстрованого розсіяного м'якого гамма-випромінювання та густиною порід обернена, що й покладено в основу інтерпретації матерій ній методу ГГК-С. У методі ГГК-С застосовують такі джерела м'яких гамма-квантів:
селен Se75(Т1/2=127 діб, Е =269 кеВ), тулій Тm170 (Т1/2=129 діб.Е =84 кеВ), телур. 123Те (Т1/2=105 діб, Е =89 кеВ), олово 113Sn(Т1/2=118 діб, Е =396 кеВ), барій 133Ва (Т1/2=10 років, Е =360 кеВ).америцій 241Am(Т1/2=470 років, Е =60 кеВ), кадмій 109Сd (Т1/2=464 доби, Е =88 кеВ) та інші. Активність джерел гамма-квантів становить майже 500-800 МБк. Радіус дослідження не перевищує 3-5 см, залежно від довжини зонда та енергії гамма-квантів джерела.
Установка масштабу запису кривої
Масштаб запису nyyc кривої ГГК-С виражають переважно в (IМП/хв)/см і установлюють за відхиленням І записувального пристрою реєстратора від імпульсів калібратора за формулою:
Е = Nk/nyyc
Найчастіше масштаб запису nyyc=500600 (імп/хв)/см. Гамафон від промивальної рідини порівняно малий, а тому крива ГГК-С записується без зміщення нульової лінії.
Масштаб запису кривої можна виразити, наприклад, в одиницях зольності вугільних пластів або вмісту іншої корисної копалини при вимірах потужності експозиційної дози в еталонних середовищах.
Область застосування методу
Метод ГГК-С переважно застосовують при дослідженнях на тверді корисні копалини та при оцінці дефектів обсадних колон Надійні результати він дає в процесі досліджень одно компонентних руд (переважно залізних), вугільних пластів та вуглистих сланців. Під час досліджень поліметалевих, баритових свинцевих, вольфрамово-молібденових, ртутно-сурм'яних та інших руд складних сполук метод ГГК-С використовують лише до оконтурення зон зруденіння.Переваги методу ГГК-С над методом ГГК-Г у процесі досліджені вугільних пластів полягають у тому, що величина Zеф більш однозначно повязана із зольністю вугілля, ніж з густиною; він чутливіший зміни зольності завдяки степеневій залежності фотопоглинання м'яких гамма-квантів; у ньому застосовують притискні зонди малої довжини що дають змогу детально розчленувати вугільні пласти складної будові і на окремі прошарки завтовшки понад 3-5 см і зменшити впливу нерівностей
Метод гамма-каротажу(ГК)
Природна радіоактивність гірських порід і корисних копалин зумовлена присутністю в них таких природних радіоактивних елементів: урану U (період піврозпаду Т1/2=4,468·109 років) і продукту його розпаду радію R [Т1/2=1620 років, енергія гамма-квантівЕу1 0,6 МеВ (96 фДж), Еу2=1,8МеВ (288 фДж)], [торію Th (Т1/2 -1,405·1010років, Еу1=0,9 МеВ (144 фДж), Еу2=1,6 МеВ (256 фДж), Еу3=2,6 МеВ (416фДж)] і радіоактивного калію К Т1/2=0,128·10 9 років, EY=1,46 МеВ (234 фДж).
Первинні родовища радіоактивних елементів приурочені до магматичних(корінних,материнських)порід. Серед вивержених порід найбільшу радіоактивність мають кислі породи(граніт,ліпарит,кварцовий порфір, пегматити, обсидіан, пемза-вміст SiO2-60-75%), середнє значення якої становить 8-14пг-екв.Ra/г. Серед них найбільша радіоактивність характерна для пегматитів і гранітів. Переважаючі родовища урану приурочені саме до гранітних пегматитів. Найменшою радіоактивністю характерезуються ультра основні породи(дуніт,перидотит,піроксеніт-вміст SiO2 -40%),яка становить 1,0-1,5 пг-екв.Ra/г.В основних породах(габро,базальт, діабаз-вміст SiO2-40-52%)радіоактивність становить 2,5-5,0пг-екв.Ra/г. Як видно,радіоактивність магматичних порід пропорційна вмісту в них кремнезему.
Радіоактивність осадових порід визначається радіоактивністю породотвірних мінералів.Серед осадочних порід найбільшу радіоактивність (до 60-80% пг-екв.Ra/г) мають глибоководні мули,червоні і бітумінозні глини,калійні солі,фосфарити,боксити.
Радіоактивність неглибоких і континентальних глин,мергелів, вапняковистих і піщаних глин коливається в межах10-30пг-екв.Ra/г. Висока радіоактивність глинистих порід зумовлена адсорбцією тонкодисперсними частинками породи іонів радіоактивних елементів і підвищеним вмістом К.
Радіоактивність чистих різновидів піску,піщаників,вапняків,доломітів перебувають в межах 2-80пг-екв.Ra/г. Чисті піски та піщаники можуть мати підвищену радіоактивність за наявності в них карнотиту,глауконіту(містять у собі К)та монацити(містять у собі Th,La). Наявність глинистих частинок у пісках,піщаниках,вапняках підвищує їхню природну радіоактивність пластів-колекторів ,а це дає змогу визначити за даними гамма-каратажу глинистість пластів-колекторів,яка,як відомо,зменшує їхню пористість і проникність.
Найменшу радіоактивність (у межах 2-5 пг-екв.Ra/г)мають гідрохімічні осадки(гіпсу,ангідрити,камяна сіль,за винятком калійної солі),камяне вугілля та антрацити,графіт,сульфідні поліметалеві і залізні руди.
Суть гамма-каротажу та загальна схема вимірів
У гамма-каротажі по свердловині вивчається природна радіоактивність гірських порід і корисних копалин. Гамма-каротаж застосовують у двох модифікаціях: інтегральній і спектральній. В інтегральному гамма-каротажі (ГК) за допомогою радіометрів вимірюють потужність експозиційної дози природного гамма-випромінювання незалежно від його енергії. У спектральній модифікації гамма-каротажу (СГК) по свердловині реєструється гамма-спектрометром кількість імпульсів від природного гамма-випромінювання в областях енергій, характерних для певних радіоактивних елементів, переважно для Ra, Th, K.
Отже, по свердловині отримують криві радієвої, торієвої та калієвої складових природного гамма-випромінювання, тобто в цьому разі визначається природа радіоактивної аномалії інтегральної кривої ГК, зареєстрованої для проведення спектрального ГК. Це особливо важливо під час масових пошуків урану, продуктом перетворення якого є радій.
У процесі проведення радіоактивного каротажу переважно застосовують комплексну радіометричну апаратуру, яка за один спуско підйом свердловинного приладу забезпечує одночасний запис кривих природної і штучної радіоактивності. Апаратура складається зі свердловинного приладу і наземного пульта керування. Інформація про те чи інше випромінювання надходить від детектора у вигляді імпульсів, середня частота прямування яких перетворюється вимірювальною схемою на поверхні в постійний струм, зміна якого являє собою криву відповідного методу радіоактивного каротажу.
Незалежно від типу радіометричної апаратури й області її застосування свердловинні прилади і наземні панелі обробки інформації мають багато спільних вузлів і блоків.
Установка масштабу запису кривої гамма-каротажу
Масштаб запису кривої ГК ny вибирають за малої радіоактивності гірських порід (карбонатні породи, поліміктові піщаники) 0,1 (пА/кг)/-см, а за підвищеної (піщано-глинистий розріз) 0,2 (пА/кг)/ см. За наявності в розрізі свердловини аномальних зон природної радіоактивності установлюють грубіші масштаби ny. Спочатку масштабny установлюють на базі експедиції з використанням радієвого еталона, потужність експозиційної дози якого le на відстані R (у метрах з точністю до сантиметра) розраховують за формулою:
Іе=А/R2,(1)
де А - потужність експозиційної дози від радієвого еталона на відстані 1 м, що визначається за формулою:
А = 840 а (мкР/год) = 60,23 а (пА/кг),(2)
де а - вміст радію в еталоні в міліграмах (за паспортом).
Установку масштабу ny здійснюють при розміщенні свердловинного приладу на відкритому майданчику розмірами 10x10 м і не ближче 4 м від стін будівель, споруд та інших предметів великих розмірів. Детектор каналу ГК має бути розмішений на відстані не менше 2 м від поверхні землі. При цьому порядок проведення робіт такий.
Спочатку фіксують записувальним пристроєм каротажного реєстратора відхилення lнф від потужності експозиційної дози натурального фона lнф ,зумовленої гамма-випромінюванням навколишніх предметів, пповерхнею землі, космічним випромінювання, свердловинним приладом тощо.Установка масштабу запису кривої ГК
Тоді, згідно з формулой (1)задають відому потужність експозиційної дози lе від радієвого еталона, розмістивши його на розрахованій відстані R. При цьому записувальний пристрій реєстратора додатково відхилиться на lе сантиметрів, а повне відхилення lповне=lнф+lе. Оскільки Іе і lе нам відомі, то визначаємо проміжний масштаб запису nу=Iе/lе(практично частіше відрізняється від заданого, інколи може дорівнювати йому), який використаємо для обчислення повної потужності експозиційної дози гамма-випромінювання, що діє на детектор ГК, а саме:
Iповне=Iнф+Iе=(lнф=lе)=nylповне. (3)
На підставі цього розрахуємо відхилення l записувального пристрою реєстратора для заданого масштабу ny кривої ГК:
l=Iповне/.
Цього розрахованого відхилення досягають відповідним регулюванням чутливості вимірювального каналу каротажного реєстратора за фіксованим положення радієвого еталона.
Після цього панель керування апаратури радіоактивного каротажу перемикають на реєстрацію імпульсів від калібратора на такій його частоті при якій отримане відхилення lк буде близьким до l.
Відхиленням lк як стандарт-сигналом і користуються для установки масштабу запису кривої ГК під час досліджень свердловин.
Значення lк для заданого масштабу запису є величиною індивідуальною для кожного свердловинного приладу й типу апаратури радіоактивного каротажу. Це означає, що заданому масштабу запису кривої ГК буде відповідати різна кількість імпульсів, але виміряна потужність експозиційної дози різними приладами в даній точці досліджуваного середовища буде однаковою. Так здійснюється перехід від зареєстрованої кількості імпульсів до відомої потужності експозиційної дози гамма-випромінювання.
Область застосування методу
Практично метод ГК застосовується у свердловинах різного призначення для вирішення геологічних, технічних та інших завдань.
Під час вирішення геологічних завдань дані гамма-каротажу використовуються для розчленування розрізів свердловин і виділення корисних копалин. У свердловинах, пробурених для пошуку і розвідки радіоактивної сировини (передусім урану), метод ГК є основним, за даними якого провадиться кількісна оцінка вмісту радіоактивних елементів. У комплексі з іншими методами ГДС метод ГК широко застосовують під час досліджень на калійні солі. У багатьох випадках метод ГК упевнено виділяє в розрізах свердловин фосфорити, боксити, марганець, свинець та інші рідкісні і кольорові метали, супутніми для яких є підвищені концентрації урану й торію.
а
п
Список використаної літератури: