Среди полезных ископаемых, однозначно выделяемых по данным гамма – метода, в первую очередь следует назвать радиоактивные руды (уран, радий и торий), а также калийные соли.
В скважинах, бурящихся с целью поисков и разведки месторождений радиоактивных руд, гамма – метод является основным геофизическим методом исследования, на основании данных которого осуществляется не только выделение в разрезе рудных пластов и пропластков, но и количественная оценка содержания в этих рудах радиоактивных элементов. Эти данные широко используются при подсчете месторождений радиоактивных руд.
Во многих случаях по кривым гамма – метода в разрезе скважин уверенно выделяются скопления фосфоритов, марганца, свинца и других редких цветных металлов. На указанных кривых все эти полезные ископаемые отмечаются аномально повышенными интенсивностями Ig.
Расчленение.
В основе литологического расчленения по данным гамма – метода разрезов скавжин лежат закономерности изменения радиоактивности горных пород.
В скважинах нефтяных, газовых, угольных и других месторождений, приуроченных к осадочным отложениям, кривые гамма – метода отражают в первую очередь степень глинистости горных пород и наличие в разрезе низкоактивных пород гидрохимического происхождения. Как правило, повышенными интенсивностями Ig на кривых отмечаются наиболее глинистые разности осадочных горных пород. Минимальными интенсивностями Ig характеризуются хемогенные осадки (галиты, гипсы, ангидриты) и чистые неглинистые разности песков, песчаников, известняков и доломитов. В хемогенно-карбонатной толще пород это позволяет выделить среди известняков и доломитов ангидриты и каменные соли, не отличающиеся от пород толщи по величине электрического сопротивления и по нейтронным свойствам, а также высокоактивные калийные соли и глинистые разности. В песчано – глинистой части разреза скважин среди непроницаемых глинистых отложений, характеризующихся повышенной радиоактивностью, пониженными интенсивностями Ig на кривых гамма – метода уверенно выделяются пласты чистых неглинистых песков и песчаников – возможных коллекторов нефти. Особенно возрастает роль гамма – метода для выделения коллекторов в случае, когда исследуемые скважины заполнены буровым раствором, удельное электрическое сопротивление которого близко к сопротивлению пластовых вод. В этих условиях кривые метода ПС слабо дифференцированы и данные гамма – метода становятся основным исходным материалом для выделения проницаемых разностей – коллекторов. Кроме того, гамма – метод дает возможность расчленять геологические разрезы старых обсаженных скважин, привязывать к глубинам соединительные муфты и пласты, пройденные скважиной, и тем самым повысить точность перфораций.
Гамма – метод применяется также для выделения пород пониженной радиоактивности, например каменных углей.
В случае высоких стабильных значений радиоактивности против глин и низких показаний радиоактивности в песках некоторые авторы приводят количественную интерпретацию кривых гамма – метода для определения глинистости коллекторов. Для этого проводят линию, соответствующую чистым (неглинистым) отложениям, и линию глин. Величина отклонения кривой принимается линейно связанной с глинистостью c. Некоторые исследователи применяют следующую зависимость:
lg c = A Ig,диагр + В,
где А и В – постоянные, определяемые по керну для каждой площади.
Корреляция.
В основе использования данных гамма – метода для корреляции разрезов скважин лежит хорошая выдержанность радиоактивности отдельных литологических разностей пород в пределах больших площадей и территорий. По сравнению с другими методами использование данных гамма – метода для корреляции характеризуются следующими преимуществами.
Независимость регистрируемой интенсивности Ig от минерализации пластовых вод и бурового раствора.
Независимость величины Ig от нефтенасыщенности горных пород.
Это позволяет осуществлять по данным гамма – метода корреляцию пластов без учета технологии проводки скважины и изменения по площади минерализации пластовых вод, а также без учета положения рассматриваемых скважин по отношению водонефтеносности. Мало сказывается на величине регистрируемой интенсивности Ig и изменение таких непостоянных по площади параметров горных пород, как их пористость и структура порового пространства в карбонатных отложениях. Все это вместе взятое приводит к тому, что результаты гамма – метода являются наиболее надежным материалом для межплощадной и региональной корреляции.
Оценка глинистости.
Основная ценность гамма – метода при исследовании осадочных горных пород заключается в возможности количественных определений по его данным глинистости Сгл горных пород или содержания в карбонатных породах нерастворимого остатка Спо – параметров, знание которых необходимо при оценке коллекторских свойств горных пород, а также при количественной интерпретации данных других методов промысловой геофизики.
В основе количественных определений лежит корреляционная связь радиоактивности qп горных пород с содержанием в них глинистого материала Сгл и нерастворимого остатка Спо, характеризующихся повышенной радиоактивностью.
Заключение.
Во всех горных породах хотя бы в небольших количествах присутствуют радиоактивные изотопы, содержание которых в разных породах различно, поэтому посредством регистрации радиоактивных излучений в скважине можно судить о характере горных пород.
Гамма-каротаж основан на измерении естественной гамма - активности горных пород.При гамма - каротаже регистрируются гамма - лучи в скважине.
Гамма – излучение представляет собой высокочастотное электромагнитное излучение, возникающее в результате ядерных процессов, и рассматривается как поток дискретных частиц (гамма - квантов).
Работы проводят с помощью скважинных радиометров разных марок. Электрические сигналы, пропорциональные интенсивности гамма-излучения, передаются с них по кабелю в обычную каротажную станцию, где и осуществляется их автоматическая регистрация.
В результате гамма - каротажа записывается непрерывная кривая, или диаграмма, интенсивности гамма-излучения. Поскольку распад ядер является случайным процессом, то интенсивность гамма-излучения колеблется около среднего уровня, испытывая статистические флуктуации. Для их учета применяются повторные записи с меньшей скоростью проведения наблюдений. Так как гамма - лучи почти полностью поглощаются слоем породы толщиной 1 - 2 м, а до 30 % ядерной энергии не пропускается обсадными трубами, то скважинный радиометр может фиксировать гамма-излучение пород, расположенных в радиусе, не превышающем 0,5 м от оси скважины. Увеличение диаметра скважины и наличие воды или бурового раствора в ней еще больше снижают радиус обследования.
На диаграммах гамма - каротажа выявляются пласты с разной степенью радиоактивности. Максимумами выделяются породы и руды, содержащие уран, радий, торий, калий-40 и другие радиоактивные элементы, а также граниты, глины; минимумами - песчаные и карбонатные породы.
Список литературы.
С.С. Итенберг, Т.Д. Дахкильгов “Геофизические исследования в скважинах”, Москва, «Недра», 1982 г.
Н.А. Перьков “Интерпретация результатов каротажа скважин”, Москва, «Гостоптехиздат», 1963 г.
Р. Дебранд “Теория и интерпретация результатов геофизических методов исследования скважин”, Москва, «Недра», 1972 г.
В.В Ларионов “Радиометрия скважин”, Москва, «Недра», 1969