Методы естественной гамма-активности

Методы естественной гамма-активности — интегральный (ГМ) и спектральный (ГМ-С) — изучают естественную радиоактивность пород, вскрытых скважиной. Есте- ственная радиоактивность обусловлена, в основном, присутствием урана 238U и продук- тов его распада, радия Ra, тория Th и радиоактивного изотопа калия 40К. Остальные ра- диоактивные элементы имеют большие периоды полураспада и низкие концентрации. Как отмечалось в гл. 5, среди магматических пород наиболее высокой радиоактивно- стью обладают кислые и средние. Радиоактивность метаморфических пород, как пра- вило, высока за счет значительного содержания в них 40К. Радиоактивность осадочных пород колеблется в широких пределах. Пониженной радиоактивностью отличаются хемогенные отложения (ангидрит, гипс, галит), чистые пески, песчаник, известняк и доломит. Максимальной радиоактивностью обладают глины, глинистые и битуминоз-

ные сланцы, фосфориты, а также калийные соли. Поэтому интегральный гамма-метод (ГМ) применяют для идентификации этих отложений. Радиоактивность других терри- генных пород характеризует степень их глинистости, а карбонатных — содержание мелкодисперсного материала (нерастворимого остатка).

В отдельных случаях ГМ не может дать правильного представления о литологии пород, обладающих повышенной радиоактивностью. Например, чистые песчаники, в том числе коллекторы нефти или газа, могут быть приняты за глинистые или за- глинизированные разности, если они обогащены монацитовыми, карнатитовыми, глау- конитовыми и другими ураноносными или ториеносными минералами. Иногда радио- активность горных пород повышается за счет насыщения их ураносодержащими вода- ми, органическими или фосфатными веществами. В этих случаях литологическая ха- рактеристика определяется спектральным гамма-методом (ГМ-С), позволяющим диф- ференцированно оценить содержание урана, тория и калия. Повышенное содержание урана в карбонатах указывает на наличие радиоактивных пластовых вод, органики или фосфатных веществ, повышенное содержание тория и калия — на глинистость карбо- натов. В энергетическом спектре излучения песчаников, содержащих радиоактивные минералы, как правило, превалирует ториевая составляющая.

Регистрируемые в зависимости от глубины диаграммы гамма-методов (как и всех вообще радиоактивных методов) осложнены флуктуациями, обусловленными стати- стическим характером излучения (рис. 7.15). Для снижения влияния флуктуации изме- рительный тракт аппаратуры содержит накопители импульсов, позволяющие усред- нить их число за определенный промежуток времени. Однако наличие накопителей, являющихся инерционными элементами, приводит к искажению диаграмм — их не- симметричности относительно центра пласта — и занижению показаний в пластах ма- лой и средней мощности. Искажения тем больше, чем больше скорость подъема сква-

Рис.7.15 Диаграммы ГМ.

а—диаграмма содержания радиоактивных элементов в горной породе; б — фактиче-

ская диаграмма ГМ

жинного прибора и время накапливания.

Радиус исследований как ГМ, так и ГМ- С не превышает 50 см. Поэтому радиоактив- ность ближней зоны, скважинной жидкости, цемента и т. д. оказывает на них существенное влияние. Методика интерпретации предусмат- ривает внесение поправок за влияние этих зон, а также параметров накопителя, скорости движения прибора и т. д.

ГМ применяют для решения следующих задач: расчленения и корреляции осадочных толщ по степени их глинистости; выделения некоторых полезных ископаемых (урановых, марганцевых, свинцовых руд, бокситов, апа- титов, фосфоритов и т. д.); выделения коллек- торов нефти, газа и пресных вод, залегающих среди глинистых вмещающих пород; оценки коллекторских свойств, зависящих от глини- стости пород. ГМ-С применяют для корреля- ции «немых» толщ, а также для детального

литологического расчленения осадочных пород в тех случаях, когда их радиоактив-

ность не связана с глинистостью.