Радиоактивные методы каротажа

Исследования с помощью методов радиоактивного каротажа основаны на том, что все горные породы содержат радиоактив­ные вещества в тех или иных количествах. Если в скважине производить определения естественной и искусственно вызван­ной радиоактиности, то на основании полученных данных можно охарактеризовать литологический состав и физические свойства пластов, из которых состоит разрез скважины.

Наиболее широко распространены следующие методы радио­активного каротажа скважин: гамма-каротаж (ГК), нейтрон­ный гамма-каротаж (НГК) и гамма-гамма-каротаж (ГГК).

Гамм а-к а р о т а ж основан на различной степени естествен­ной радиоактивности горных пород, которые содержат неболь­шое количество радиоактивных элементов в рассеянном состоя­нии. Концентрация этих элементов в породах чрезвычайно мала, тем не менее при помощи специальных приборов можно изме­рить интенсивность гамма-излучения пластов. Так как различ­ные породы имеют различную радиоактивность, то по ее значе­нию можно судить о характере исследуемых пород. Наибольшей радиоактивностью обладают глины. Как правило, чем больше в породе содержание глинистого материала, тем больше радио­активность. Значительно меньшей радиоактивностью обладают пески, песчаники, доломиты и известняки.

При гамма-каротаже вдоль ствола скважины определяют интенсивность естественного гамма-излучения пород, которая характеризуется содержанием в них радиоактивных элементов. По содержанию этих элементов в породах их и отличают друг от друга. Интенсивность гамма-излучения, изменяющаяся с глубиной и характеризующая относительную радиоактивность пород, отмечается на кривой, называемой гамма-каротаж­ной.

Гамма-каротаж применяют для корреляции разрезов и изу­чения литологического состава пород по разрезу скважин.

Нейтронный гамм а-к а р о т а ж проводят следующим образом. В скважину вместе с ионизационной камерой спускают радиоактивный источник. Нейроны источника, проникая сквозь колонну скважины, бомбардируют ядра атомов элементов гор­ных пород, окружающих ствол скважины, и вызывают их повы­шенную радиоактивность, которая отмечается ионизационной камерой. Вылетающие из источника нейтроны в результате столкновения с ядрами атомов породы замедляют движение и в конечном итоге захватываются ими. Захват нейтронов ядра­ми атомов породы сопровождается гамма-излучением, называе­мым вторичным. В зависимости от свойств породы замедление и захват нейтронов, а соответственно и интенсивность вторич­ного гамма-излучения в области расположения индикатора из­меняются.

Обычно гамма-каротаж и нейтронный гамма-каротаж осуще­ствляются одновременно с помощью одной и той же аппарату­ры. В скважинный снаряд / (рис. 1.10) вставляют счетчик ) ГК, источник нейтронов 4, отделенный от измерительной части (счетчика НГК) 2 снаряда свинцово-парафиновым фильтром (экраном) 3.

Счетчик / предназначен для измерения интенсивности гамма-излучения горных пород вдоль ствола скважины, счетчик 2—• для измерения вторичного гамма-излучения, возникающего при

теносные пласты не отличаются от водоносных, так как состав молекулы водорода в воде и нефти одинаков.

Нейтронный гамма-каротаж применяют для уточнения ха­рактера породы (пористости и литологии), выделения и оценки коллекторов нефти и газа, отбивки водонефтяного контакта. С помощью НГК определяют также границу газонефтяного или газоводяного раздела по повышенным показаниям против уча­стков, насыщенных газом.

Гамма-гамма-каротаж (рассеянное гамма-излучение) основан на определении интенсивности гамма-излучения от ис­точника гамма-квантов, укрепленного в скважинном приборе на некотором расстоянии от индикатора гамма-излучения.

Горные породы вследствие их различной плотности погло­
щают гамма-лучи от источников в различной степени, а именно:
плотные породы сильнее, а породы, обладающие меньшей плот­
ностью, слабее. Поэтому плотные породы на диаграммах ГГК
отмечаются пониженными показаниями, а менее плотные—по­
вышенными. .

Устройство скважинного прибора для ГГК аналогично устройству прибора для НГК, с той лишь разницей, что в ниж­ней его части вместо источников нейтронов устанавливают ис­точник гамма-лучей.

Гамма-каротаж, нейтронный гамма-каротаж и гамма-гамма-каротаж можно применять как в незакрепленной обсадной ко­лонной скважине, так и в закрепленной скважине, так как гамма-лучи проникают сквозь металл. Поэтому эти методы особенно ценны при исследовании скважин, в том числе и тех, в которых электрокаротаж не был использован. Методы радиоактивного каротажа широко применяют в скважинах, в которых проводят капитальный ремонт.