Что показывает гк каротаж

Каротаж скважины

Это основной способ геологической документации разрезов глубоких скважин

При магнитном методе измеряется магнитная восприимчивость горных пород.
Метод основан на изменении магнитного поля грунтового пласта, которое создается искусственно или возникает без дополнительных стимулирующих действий.
Часто используется для проверки технического состояния ствола скважины.
Различные горные породы отличаются по характеристикам проводимости электроразряда.
Для того чтобы пользоваться данным методом, нужно знать способность электросопротивления породы, с которой предстоит иметь дело.
Принцип работы: при помощи специального зонда в шахте делают измерения электрического поля.
После этого благодаря математическому и физическому анализу можно будет рассчитать основные характеристики месторождения.

Радиоактивные (ядерные) методы основываются на измерении в скважинах естественного или искусственно вызванного радиоактивного излучения пород.
В последнем случае применяются методы: нейтронный, гамма-гамма, наведенной активности и радиоактивных изотопов.
Изучается плотность скважины, ее пористость, количество угля, наличие в грунте водорода или других газов.
Существуют следующие подвиды этого способа исследования:
Гамма-каротаж: применяется для измерения гамма-излучения пласта, и зонд, используемый для работы, оснащается специальным детектором, который улавливает гамма-квантовые волны, трансформирует их в электроимпульс и посылает на оборудование для получения показателей. Используется для исследования закрытых скважин, т.е. внутри обсадной трубы, где нельзя применять, например, способы электрического исследования.
Гамма-гамма каротаж: используется при проверке радиоактивности пласта, имеющей искусственное происхождение, и скважина проходит гамма-облучение, после которого приборы отмечают воздействие ответных волн.
Позволяет узнать о наличии излучений, которые не проявились бы без искусственного стимулирования.
Нейтронный: работает по схожему принципу, но облучение производится при помощи нейтронных волн.
Ядерно-магнитный метод исследования заключается в наблюдении за изменением эдс, возникающей в породе после ее обработки поляризующим магнитным полем.

Термический каротаж: Изучается температура в скважинах. Используется исключительно для контроля работы уже имеющихся скважин.
Для проверки состояния скважины опускают специальный термометр. По изменению температуры можно определить у обсадной колонны скважины целостность структуры и наличие дефектов.
Осуществляется посредством определения природного теплового или искусственного поля, и методом охлаждения.

Газовый каротаж: позволяет определить количество углерода в скважине. Используется для определения наиболее продуктивного пласта, насыщенного газом.
Требуется использовать чувствительные газоанализаторы.
Точность полученных результатов зависит от разновидности применяемого раствора, интенсивности циркуляции, скорости создания скважины и других факторов.

Кавернометрия: основана на данных, получаемых при замере поперечного диаметра скважин.
Это помогает вычислить размер обсадной трубы, обнаружить повреждения стенок скважины.

Источник

Гамма-каротаж

Каротаж на основе полей естественной и наведенной (искусственной) радиоактивностей

Радиоактивный каротаж (РК) – совокупность методов, основанных на изучении распространения естественного или наведенного (искусственного) радиоактивного поля в разрезах скважин и околоскважинном пространстве.

На основе поля естественной радиоактивности создан метод гамма-каротажа (ГК), а на основе наведенной радиоактивности методы гамма-гамма-каротажа (ГГК) и методы нейтронного каротажа (НК).

Преимущество радиоактивных методов – возможность изучения разрезов скважин обсаженных, сухих, заполненных раствором на нефтяной основе и возможность определения химического состава пород.

Приборами РК непосредственно измеряются сигналы детекторов ионизирующего излучения в виде скорости счета – числа импульсов, регистрируемых в единицу времени. В импульсных и спектрометрических модификациях РК регистрируют скорости счета во временных и энергетических окнах.

Переход от скорости счета к геофизическим характеристикам пород (плотность пород, эффективный атомный номер элементов, макросечение захвата нейтронов и др.) и их геологическим параметрам (пористость, насыщенность, вещественный состав пород) осуществляют с использованием зависимостей между показаниями скважинных приборов и указанными параметрами.

Принцип гамма-каротажа (ГК) основан на регистрации скважинными приборами естественной радиоактивности горных пород слагающих разрез скважины (рис. 1 зонд ГК). Интенсивность радиоактивного излучения пород в скважине измеряют при помощи индикатора гамма-излучения (g-излучения), находящегося в глубинном приборе.

Полученная в результате замера кривая, характеризующая интенсивность g-излучения пластов вдоль ствола скважины, называется гамма-каротажной кривой. Единицы гамма-излучения – рентген в 1 час [Р/ч или мкР/ч], грамм-эквивалент Rа на 1 г породы [г-эквRa/г], гаммы [g] или импульсы в минуту [имп/мин].

Естественной радиоактивностью называется самопроизвольный распад ядер некоторых химических элементов слагающих горные породы. Естественная радиоактивность слагается из способности горных пород испускать альфа-, бета- и гамма-излучение. Глубина проникновения альфа-излучения в горных породах составляет первые десятки микрон, бета-излучения – первые миллиметры, а гамма-излучения – от 30 до 40 см. Следовательно, с точки зрения изучения разрезов скважин только гамма-излучение представляет практический интерес.

Величина естественной радиоактивности горных пород определяется в основном содержанием в них трех основных химических элементов: урана, тория и изотопа калия-40, реже радия.

Основы применения ГК в скважинах, пробуренных на нефть и газ, связаны с четкой зависимостью величины гамма-излучения от характера горной породы.

Самую высокую радиоактивность среди осадочных горных пород имеют глубоководные илы, черные битуминозные глины, аргиллиты, глинистые сланцы, калийные соли.

Средняя радиоактивность характерна для неглубоководных и континентальных глин, глинистых песчаников, мергелей, глинистых известняков и доломитов. Полимиктовые песчаники даже при малой глинистости обладают значительной радиоактивностью, поскольку у них часть зерен скелетной фракции представлена калийсодержащими минералами – полевой шпат, глауконит, микроклин.

К породам с низкой радиоактивностью относятся ангидриты, гипсы, песчаники, пески, доломиты, угли.

В общем случае кривая ГК характеризует разрез скважины от величины глинистости горных пород, что облегчает выделение коллекторов, которые могут содержать подвижные флюиды, такие как нефть и газ. Повышение радиоактивности глинистых пород объясняется их высокой удельной поверхностью и способностью к адсорбции радиоактивных элементов.

Радиоактивность нефти обычно низкая. Высокую радиоактивность благодаря содержанию в них урана имеют природные битумы и битуминозные породы.

Высокой радиоактивностью обладают высокоминерализованные глубинные хлоркальцевые воды, т. к. хлоркальцевый состав воды благоприятствует выщелачиванию радия и его изотопов из породы. Также подземные воды, циркулирующие в зонах урановых месторождений, поскольку урановые соединения, в отличие от ториевых, хорошо растворяются в воде. Минимальной естественной радиоактивностью обладают пресные питьевые воды поверхности.

Поскольку распад ядер является случайным процессом, то интенсивность гамма-излучения колеблется около среднего уровня, которая называется статистическими флуктуациями (отклонениями). Для их учета применяются повторные записи с меньшей скоростью проведения наблюдений.

На показания ГК влияние оказывают следующие факторы: промывочная жидкость, обсадная колонна, цементный камень, диаметр скважины. Влияние скважины на показания ГК проявляется в повышении интенсивности гамма-излучения за счет естественной радиоактивности колонн, бурового раствора и цемента и в ослаблении гамма-излучения горных пород вследствие поглощения их колонной, буровым раствором и цементом. В связи с преобладающим значением второго процесса влияние скважины сказывается главным образом в поглощении гамма-излучения горных пород. При переходе глубинного прибора из необсаженной части скважины в обсаженную, отмечается уменьшение интенсивности естественного гамма-излучения (рис. 4).

Условно считают, что радиус действия установки гамма-каротажа соответствует приблизительно 30 – 50 см, излучение от более удаленных участков породы поглощается, не достигнув индикатора.

По данным ГК решают следующие задачи:

— Литологическое расчленение различных типов горных пород.

— Определение глинистости горных пород.

— Привязка по глубине к разрезу: результатов исследования другими методами каротажа и позволяет установить стреляющий перфоратор в нужном интервале скважины.

— Корреляция разрезов скважин.

— Определение интервалов перфорации и негерметичности колонны по радиогеохимическому эффекту (РГЭ). РГЭ – максимальный радиоактивный фон на кривых ГК и СГК, вследствие, циркуляции воды, обогащенной радиоактивными элементами, через эти интервалы. РГЭ заключается в многократном увеличении естественной гамма активности пород в интервале продуктивных пластов в процессе их обводнения, что проявляется в возникновении аномалий на кривых гамма-каротажа.

Аппаратура метода ГК: СРК, СРК-М, РКС, ГК-МН, ДРСТ, ДИНА-РК, РКМТ.

Масштаб регистрации ГК 1 или 2 мкР/час/см. Масштаб глубин 1:500, 1:200.

Для регистрации естественной радиоактивности горных пород разработаны и применяются два типа зондов:

1.Зонд для регистрации суммарного гамма-излучения, который записывает общий объем гамма-лучевой активности горных пород вскрытых скважиной.

2.Зонд для определения спектра источника гамма-излучения или спектральный гамма-каротаж, который наряду с регистрацией суммарного ГК дает представление о концентрации каждого радиоактивного элемента (урана, тория и калия) в изучаемой горной породе.

Спектрометрический гамма-каротаж (СГК)

Естественное γ-излучение горных пород в основном определяется содержанием в них элементов К, U, Th (рис. 3). В большинстве случаев их процентное распределение: К=60%, U=30%, Th=10%. Массовые содержания K, U, Th можно выделить из суммарного γ-излучения, поскольку указанные элементы имеют неодинаковые энергии излучения.

Аппаратура СГК, как правило, имеет четыре канала: три дифференциальные для регистрации раздельного содержания урана, тория и калия и один интегральный для регистрации суммарного излучения J_γ (канал ГК). Приборы СГК, как и приборы ГК эталонируют в специальных устройствах, заполненных эталонными средами с известной концентрацией U, Th, K.

Рис. 3. Энергетический спектр гамма-излучения

Калий образуется преимущественно из силикатов магматических пород, полевых шпатов, слюд, которые преобразуются в различные глинистые минералы. Бо¢льшая часть калия поступает в породы из водных растворов.

Уран, как и калий, образуется из силикатов магматических пород. Отмечается его высокая миграционная способность благодаря образованию хорошо растворимого уран-иона (урания-иона) (UO₂)₊.

Торий, как и калий и уран – продукт силикатов магматических пород. Соединения Th нерастворимы, при выветривании они концентрируются в бокситах (алюминиевая руда), тяжелых и глинистых минералах.

СГК решает следующие задачи:

— детальное изучение литологического строения разреза скважины;

— выделение калийсодержащих полимиктовых коллекторов;

— выделение битуминизированных песчаников, содержащих повышенные концентрации урана. Би́ту́мы (от лат. bitumen – горная смола, нефть) – твёрдые или смолоподобные продукты, представляющие собой смесь углеводородов и их азотистых, кислородистых, сернистых и металлосодержащих производных;

— определение условий осадконакопления отложений по величине отношения содержания Th/U, U/K;

— определение типа глинистых минералов в породах;

— контроль разработки и эксплуатации месторождений при использовании радиоактивных индикаторов (при проведении гидроразрыва пласта, заводнении) и выявление радиогеохимических аномалий в эксплуатационных колоннах.

Гамма-гамма-каротаж (ГГК)

В основе гамма-гамма-каротажа лежит измерение интенсивности гамма-излучения породы при облучении ее потоком гамма-квантов. Результатом ГГК является кривая изменения рассеянного гамма-излучения с глубиной.

γ-излучение ослабляется в породах вследствие процессов: рассеяние гамма-кванта (эффект Комптона), поглощение гамма-кванта (фотоэффект) и образование пары электрон-позитрон.

В качестве источников жесткого g-излучения в скважинных приборах применяются ампульные источники. Источник помещается в прибор только во время каротажа, а в остальное время перевозится или хранится в специальном контейнере.

В методе рассеянного гамма-излучения различают 2 вида: плотностную и селективную.

При ГГК-П используются «жесткие» источники с большой энергией гамма-квантов (Е_g ˃ 1 МэВ), содержащие изотопы Cо 60 (кобальта). Регистрация плотностного гамма-гамма каротажа (ГГК-П) основана на эффекте рассеяния жесткого гамма-излучения в изучаемой горной породе – комптоновское рассеяние. После неоднократного рассеяния g-квант изменяет свою траекторию настолько, что может быть зарегистрирован детектором, находящимся в приборе. Индикатор g-излучения заключен в стальную гильзу, поглощающую легкую компоненту, которая не достигает индикатора. В этом случае величина измеряемого g-излучения определяется электронной плотностью горной породы, которая тесно связана с плотностью минералов слагающих ее. В единице объема вещества количество электронов составляет:

,

где n_e – число электронов в единице объема; N_A – число Авогадро; A – массовое число; Ζ – порядковый номер; δ – плотность.

Для элементов, составляющих горные породы, отношение Ζ/А постоянно. Соответственно число электронов пропорционально плотности среды и показания ГГК-П отражают плотность пород и мало зависят от состава среды.

Между плотностью горных пород и интенсивностью рассеянного гамма-излучения существует обратная зависимость: чем больше плотность, тем больше рассеяние и тем меньше регистрируемое g-излучение. Против пластов, представленных плотными породами (ангидриты, крепкие доломиты и известняки), на диаграмме ГГК-П будет минимум, против пластов небольшой плотности (гипсы, глины, каменная соль, высокопористые известняки, песчаники и доломиты) – максимум. Средними или пониженными значениями отмечаются глинистые известняки и песчаники (рис. 3).

Решаемые геологические задачи ГГК-П:

— литологическое расчленение разреза;

— выделение проницаемых пластов;

— определение плотности горных пород и, следовательно, коэффициента пористости Кп.

— изучение технического состояния скважин: определение высоты подъема и равномерности распределения цемента за обсадной колонной, толщины стенки колонны, плотности среды, заполняющей скважину или находящейся в пространстве за колонной. Минимальные значения ГГК-П в интервалах со сплошным цементом.

При ГГК-С применяют мягкие источники гамма-квантов Cs 137 (цезий), излучающие g-квант малой энергии. Облучение породы мягкими g-квантами (Е_g ˂ 0,5 МэВ) порождает рассеянное гамма-излучение, обязанное в основном фотоэффекту, интенсивность его пропорциональна атомному номеру вещества Ζ и не зависит от его плотности. Индикатор помещен в алюминиевую или плексиглазовую гильзу, рассчитанную на регистрацию мягкой компоненты. Интенсивность рассеянного g-излучения уменьшается с ростом содержания тяжелых элементов в породе или с ростом эффективного атомного номера Z среды.

На диаграммах ГГК-П и ГГК-С бурые угли отмечаются четкими максимумами (рис. 4). По диаграммам всех методов четко отмечается верхняя граница пласта угля. Под углем залегает пласт песка, который по своим свойствам и естественной радиоактивности почти не отличается от вышележащего пласта угля, поэтому нижняя граница пласта определена по диаграммам ГГК.

Для выделения рудных тел используют обе модификации ГГК (рис. 5).

На диаграммах ГГК-П благодаря повышенной плотности по отношению к вмещающим породам минимумами выделяются хромитовые, колчеданные, марганцевые и железные, полиметаллические руды (рис. 5).

ГГК-С используют для выделения руд, содержащих тяжелые элементы и мало отличающиеся по плотности от вмещающих пород. На кривых отмечаются глубокими минимумами.

Источник

Что такое каротаж скважины и для чего он необходим?

Современный процесс бурения никогда не обходится без детального анализа геофизических данных будущей скважины. Для таких аналитических целей применяется так называемый каротаж, благодаря которому можно оценить не только существующие неисправности будущей скважины, но и потенциальные проблемы после ее освоения.

Прибор для проведения каротожа скважины

Только опираясь на собранные данные и применяя их в производстве и поддержании скважины можно гарантировать успех проведенных строительных работ и функциональность системы в будущем.

1 Особенности и назначение

Изначально — разберемся в назначении данного процесса.

Каротаж в процессе бурения скважин используется для изучения горных массивов на наличие, или же отсутствие, полезных ископаемых. Кроме того, используя каротаж можно узнать качество и потенциальное количество этих ископаемых.

Это целая система, что направлена на освоение как околоскважинных, так и межскважинных пространств. Вся система ориентирована на анализ работоспособности скважин для их дальнейшего поддержания и предупреждения возможных проблем.

Каротаж скважин позволяет узнать о ней следующие сведения:

Анализ скважин способен найти такие функциональные сбои работы самой скважины, как:

Комплекс оборудования для проведения каротажа скважины

Примечательно, что оборудование, которым осуществляется гамма каротаж, а также каротаж радиоактивный и газовый, имеет встроенный прибор видеозаписи, позволяющий проводить съемку непосредственно в самой скважине. Это позволяет анализировать характеристики скважины не только специалистами, задействованными в работе над ней, но и сторонними экспертами.
к меню ↑

2 Методы проведения

Всего существует три основных метода проведения аналитических работ со скважинной:

Первый метод полностью ориентирован на измерения электрического поля, что либо возникает сам по себе, либо его создают искусственным образом. Используется этот вариант каротажа для анализа литологического состава грунта, что слагает стенки скважины.

Анализируются также и насыщенные водой пласты, оцениваются их параметры и характеристики. Прибор электрического каротажа состоит из устройства самопроизвольной поляризации, устройства сопротивления, устройство бокового зондирования, устройства вызванных потенциалов и токового каротажа (ТК).

Погружение зонда в скважину для проведения каротажа

Радиоактивный метод применяют на небольших глубинах исследования (от 10 до 30 сантиметров). Огромным плюсом данного варианта проведения аналитических работ является то, что он способен проводить исследования в открытом и даже обсаженном стволе анализируемой скважины.

Данные полученные этим способом применяются для решения широкого круга геологических задач, преимущественно связанных с разведкой нефтегазовых месторождений. Применяют радиоактивный метод и для контроля над эксплуатацией и профилактикой системы этих месторождений.

В процессе проведения буровых работ на скважине радиоактивный метод является наиболее приемлемым и информативным. При этом наиболее популярен прибор гамма анализа, который является наиболее популярным в радиоактивном методе каротажа.

Классические способы каротажа включают такие методы, как:

Наиболее популярный гамма и газовый способ получения данных о скважине. Благодаря двум этим способам анализа можно определить показатель герметичности обсадной колонны, ведь в случае если она не дошла до известняка, необходима полная реорганизация всей системы работы над скважиной.

Пример результата проведения каротажа

Проблема герметичности обсадной колонны заключается в том, что если устройство работает не так как нужно, последующая эксплуатация скважины приведет к ее загрязнению, что повлияет на качество воды, сделав ее опасной для здоровья, и срок работы скважины.
к меню ↑

2.1 Этапы проведения

Проведение каротажа, какой бы способ выбран не был, газовый, гамма или радиоактивный, всегда начинается с погружения специального зонда во вход исследуемой скважины. Зонд отбивает геологический разрез внутренностей пробуренной скважины и позволяет свести риск возникновения аварийного состояния на ноль в случае, когда обсадная колонна не примыкает к известняку.

После или же вовремя проведения каротажа проводится видеосъемка, если, конечно, устройство позволяет это делать. Данные на записанном материале должны пройти интерпретацию специалистами, что смогут не только сообщить о находящихся в скважине полезных ископаемых, но и о потенциальных опасностях при последующей ее эксплуатации.

Самостоятельное проведение такого геологического анализа категорически запрещается, так как выполнение столь сложных работ предусматривает контроль специалистами и профессионалами в деле анализа характеристик скважин. Именно выполнение всей процедуры каротажа специалистами является гарантией долгой и результативной работы скважины.

Источник

Гамма – каротаж. Физические основы метода

Курсовая работа :Адиятова А.Н.

Министерство Образования РФ

Уфимский Государственный Нефтяной Технический Университет

Journal of Petroleum Technology. 1957

Ядерные методы исследования скважин

Ядерные исследования скважин подразделяются на методы изучения естественной радиоактивности (гамма-методы) и искусственно вызванной радиоактивности, называемые ядерно-физическими или ядерно-геофизическими (гамма-гамма и нейтронные методы).

Методы изучения естественной радиоактивности горных пород в скважинах.

На изучении естественной радиоактивности горных пород основан гамма-каротаж или гамма-метод (ГМ). Это аналог радиометрии.

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.

Спектрометрия естественного гамма-излучения, т.е. определение энергии гамма-лучей, служит для выделения в разрезах скважин пород и руд, содержащих определенные элементы, например, калий, торий, уран, фосфор и др.

1. Естественная радиоактивность горных пород.

Радиоактивностью основных минералов, входящих в состав осадочных горных пород, колеблется в весьма широких пределах – от сотых долей до нескольких тысяч пг-экв Ra /г. Все эти минералы по радиоактивности могут быть разбиты на четыре группы.

Соотношение вклада радиоактивных элементов в общую гамма-активность пород различно. Основной вклад вгамма-активность известняков и особенно доломитов даютRa (соответственно 64% и 75%),вклад Ra, Th, K в радиоактивность песчаников примерно одинаков (Ra 23-26%, Th 40%, K 35%).В связи с этим спектр естественного гамма-излучения терригенных и карбонатных пород различен.

В первую группу, характеризующуюся низкой радиоактивностью, входят основные составляющие осадочных горных пород минералы :

Вторая группа минералов со средней радиоактивностью представлена отдельными минеральными разностями типа :

-) роговая обманка и др.

К третьей группе минералов относятся :

-) калийные соли, характеризующиеся повышенной радиоактивностью, и некоторые другие минералы.

В четвертую группу входят акцессорные минералы, радиоактивность которых более чем в 1000 раз превышает радиоактивность минералов первой группы.

2.1 Счетчик Гейгера – Мюллера.

В этом счетчике один из электродов (анод) под напряжением 800 – 1000 В помещен в камеру, заполненную ионизирующим газом под низким давлением ( » 0.01 ат). Часть гамма – квантов, проходя через камеру, не взаимодействует на своем пути с молекулами газа, что снижает эффективность счетчика. Другие гамма – кванты вызывают ионизацию нескольких молекул газа.

Каждый зарегистрированный счетчиком гамма – квант вызывает в цепи питания счетчика импульс тока.

2.2 Сцентилляционный счетчик.

Индикатором гамма – излучения является прозрачный кристалл, молекулы которого обладают свойством сцентилляции – испускания фотонов света при воздействии гамма – квантов. Фотоны отмечаются фотоумножителем и вызывают поток электронов к аноду (ток).

Большим преимуществом сцентиллятора является высокая эфективность счета (регистрируется до 50 – 60% гамма – квантов, проходящих через кристалл) по сравнению с другими типами счетчиков, эффективность которых 1 – 5%. Это позволяет уменьшить длину счетчиков с 90 до 10 см, улучшить вертикальное расчленение и обеспечить малую статическую флуктуацию.

2.4 Статистические флуктуации.

Радиоактивный распад непостоянен во времени, поэтому для получения стабильных значений радиоактивности берется значение показаний за достаточно продолжительный промежуток времени. Так как этот период не может быть весьма большим, то измеренная радиоактивность не является постоянной даже в том случае, если глубинный прибор находится в скважине без движения. Наблюдаемые изменения радиоактивности в этом случае называются ее статистическими флуктуациями.

Статистическая флуктуация на диаграмме не должна превышать несколько сантиметров, в противном случае из-за искажения диаграммы не могут быть коррелируемыми. Регулировка амплитуды флуктуации осуществляется подбором постоянной времени интегрирующей ячейки.

2.5 Постоянная времени интегрирующей ячейки.

Регулируемые элементы интегрирующей ячейки позволяют изменить ее постоянную времени от 1 до 6 сек. Выбор того или иного значения постоянной времени, с которой будут проводиться исследования в скважине, исходит из двух противоречивых положений : большая длительность постоянной времени уменьшает статистические флуктуации, но вызывает отставание в записи регистрируемой величины и требует снижения скорости замера для уменьшения искажения кривой.

Конфигурация получаемой кривой изменения величины I g зависит от целого ряда факторов, связанных с особенностями исследуемого разреза, конструкции скважины и методики производства измерений (радиоактивность горных пород, пройденных скважиной, радиоактивности бурового раствора, диаметра скважины и наличия обсадной колонны).

Точное аналитическое рассмотрение влияния на величину I g всей совокупности этих факторов представляет собой весьма сложную задачу, до настоящего времени полностью не решенную. Однако влияние каждого из этих факторов в отдельности изучено достаточно подробно.

4. Количественная оценка радиоактивности горных пород.

Конечной целью геофизической интерпретации данных гамма – метода является количественная оценка содержания в горных породах радиоактивных элементов.

В принципе оценка по кривым гамма – метода содержания в исследуемых породах радиоактивных элементов q п может быть решена на базе использования одного из двух следующих соотношений :

q = S/K g H ; q = I ¥ g /K g

S – площадь аномалии на кривой I g против исследуемого пласта;

H – мощность пласта;

Решение этой задачи весьма сложно, так как величина К g зависит от целого ряда трудно учитываемых и, что самое главное, непостоянных факторов. Обычно она находится экспериментально.

5 Область применения метода.

В комплексе с данными других методов промысловой геофизики результаты гамма – метода исследования скважин используются для литологического расчленения разрезов скважин, для их корреляции и для выделения в них полезных ископаемых. В осадочных отложениях они являются наиболее надежным геофизическим критерием степени глинистости горных пород.

5.1 Выделение полезных ископаемых.

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.

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 I g на кривых отмечаются наиболее глинистые разности осадочных горных пород. Минимальными интенсивностями I g 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 I g 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.

где А и В – постоянные, определяемые по керну для каждой площади.

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 I g от минерализации пластовых вод и бурового раствора.

Независимость величины I g 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 I g 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.

5.4 Оценка глинистости.

Основная ценность гамма – метода при исследовании осадочных горных пород заключается в возможности количественных определений по его данным глинистости С гл горных пород или содержания в карбонатных породах нерастворимого остатка С по – параметров, знание которых необходимо при оценке коллекторских свойств горных пород, а также при количественной интерпретации данных других методов промысловой геофизики.

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.

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.

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

Источник