Astronet > Geofizicheskie metody issledovaniya zemnoi kory. Chast' 1

po tekstam po klyuchevym slovam v glossarii po saitam perevod po katalogu

Geofizicheskie metody issledovaniya zemnoi kory

18.1.3. Drugie metody elektrometrii skvazhin.

1. Rezistivimetriya. Pod rezistivimetricheskimi issledovaniyami ponimaetsya opredelenie soprotivleniya burovogo rastvora ili vody v skvazhine. Raboty provodyat rezistivimetrom, kotoryi predstavlyaet soboi zond malyh razmerov, pomeshennyi v trubku iz izolyatora. Pri peremeshenii zonda po skvazhine vnutri trubki svobodno prohodit zhidkost', zapolnyayushaya skvazhinu, a vliyanie okruzhayushih porod isklyuchaetsya stenkami trubki. Registraciya $\rho$ provoditsya tak zhe, kak i v metode KS. Koefficient rezistivimetra opredelyaetsya putem ego etalonirovki v zhidkosti s izvestnym soprotivleniem.

Dannye o soprotivlenii burovogo rastvora ili vody v skvazhine ispol'zuyutsya dlya obrabotki karotazhnyh diagramm (osobenno pri BKZ) i dlya vyyavleniya mest podtoka podzemnyh vod raznoi mineralizacii. Krome togo, rezistivimetriya primenyaetsya dlya izucheniya skorostei fil'tracii podzemnyh vod.

2. Metod vyzvannoi polyarizacii. Kak i v polevoi elektrorazvedke, pri issledovanii skvazhin mozhno izuchat' vyzvannye potencialy, t.e. potencialy, nablyudaemye posle prohozhdeniya toka v gornoi porode i obuslovlennye ih razlichnoi polyarizuemost'yu (sm. 7.2). V skvazhinnom metode vyzvannoi polyarizacii (karotazh VP) registriruyutsya potencialy $\Delta U$ na priemnyh elektrodah pri propuskanii toka cherez pitayushie elektrody (tak zhe, kak i pri karotazhe KS). Krome togo, provoditsya registraciya raznosti potencialov na teh zhe elektrodah cherez nekotoroe vremya posle vyklyucheniya toka. V rezul'tate opredelyayut potencialy vyzvannoi polyarizacii $\Delta U_{vp}$ .

Metod VP primenyaetsya dlya vyyavleniya zon sul'fidnogo orudeneniya (v tom chisle vkraplennyh rud), razvedki uglya i drugih rud s elektronnoi provodimost'yu i resheniya nekotoryh drugih zadach.

3. Indukcionnyi i dielektricheskii metody. Esli vse vysheopisannye skvazhinnye metody osnovany na primenenii postoyannogo ili impul'snogo toka nizkoi chastoty i pohozhi na metody elektrorazvedki postoyannym tokom, to v indukcionnom i dielektricheskom metodah issledovaniya skvazhin ispol'zuyutsya vysokie chastoty, i eti metody imeyut shodstvo s vysokochastotnoi elektrorazvedkoi (sm. 7.1). Otlichie indukcionnogo i dielektricheskogo metodov ot drugih elektricheskih issledovanii v skvazhinah zaklyuchaetsya i v tom, chto izmereniya mogut provodit'sya v suhih skvazhinah ili v skvazhinah, zapolnennyh neft'yu, gde gal'vanicheskii kontakt s okruzhayushei sredoi osushestvit' ochen' trudno.

Sushnost' indukcionnogo karotazha (IK) sostoit v izmerenii vtorichnogo indukcionnogo magnitnogo polya, sozdannogo v gornoi porode pod deistviem pervichnogo peremennogo polya chastotoi 20 kGc. Chem bol'she provodimost' okruzhayushih porod, tem bol'shim budet vtorichnoe pole. Grafiki napryazhenii na izmeritel'noi ramke, ili krivye indukcionnogo karotazha, pozvolyayut vydelyat' v razreze horosho provodyashie porody i rudnye vklyucheniya. Metod prednaznachen dlya resheniya primerno teh zhe zadach, chto i karotazh KS, no primenyaetsya dlya izucheniya nizkoomnyh razrezov.

Sushnost' dielektricheskogo karotazha (DK) svoditsya k ocenke dielektricheskih svoistv porod (dielektricheskoi pronicaemosti i tak nazyvaemyh dielektricheskih poter') v elektricheskom pole vysokoi chastoty (10 MGc). Izmenenie dielektricheskoi pronicaemosti okruzhayushih porod menyaet emkost' kondensatora, a znachit, chastotu signalov generatora. Izmenenie dielektricheskih poter', proporcional'nyh elektroprovodnosti porod, menyaet amplitudu kolebanii generatora. Metod DK sluzhit dlya razdeleniya porod na vodo- i neftegazonasyshennye, ocenki ih vlazhnosti i poristosti.

18.2. Yadernye metody issledovaniya skvazhin

Yadernye issledovaniya skvazhin podrazdelyayutsya na metody izucheniya estestvennoi radioaktivnosti (gamma-metody) i iskusstvenno vyzvannoi radioaktivnosti, nazyvaemye yaderno-fizicheskimi ili yaderno-geofizicheskimi (gamma-gamma i neitronnye metody).

18.2.1. Metody izucheniya estestvennoi radioaktivnosti gornyh porod v skvazhinah.

Na izuchenii estestvennoi radioaktivnosti gornyh porod osnovan gamma-karotazh ili gamma-metod (GM). Eto analog radiometrii (16.2).

Raboty provodyat s pomosh'yu skvazhinnyh radiometrov raznyh marok. Elektricheskie signaly, proporcional'nye intensivnosti gamma-izlucheniya, peredayutsya s nih po kabelyu v obychnuyu karotazhnuyu stanciyu, gde i osushestvlyaetsya ih avtomaticheskaya registraciya.

V rezul'tate gamma-karotazha zapisyvaetsya nepreryvnaya krivaya, ili diagramma, intensivnosti gamma-izlucheniya ( $I_{\gamma }$ ). Velichina $I_{ \gamma }$ izmeryaetsya v impul'sah za minutu ili v mikrorentgenah v chas (gammah). Poskol'ku raspad yader yavlyaetsya sluchainym processom, to intensivnost' gamma-izlucheniya kolebletsya okolo srednego urovnya, ispytyvaya statisticheskie fluktuacii. Dlya ih ucheta primenyayutsya povtornye zapisi s men'shei skorost'yu provedeniya nablyudenii. Tak kak gamma-luchi pochti polnost'yu pogloshayutsya sloem porody tolshinoi 1 - 2 m, a do 30 % yadernoi energii ne propuskaetsya obsadnymi trubami, to skvazhinnyi radiometr mozhet fiksirovat' gamma-izluchenie porod, raspolozhennyh v radiuse, ne prevyshayushem 0,5 m ot osi skvazhiny. Uvelichenie diametra skvazhiny i nalichie vody ili burovogo rastvora v nei eshe bol'she snizhayut radius obsledovaniya.

Na diagrammah gamma-karotazha (sm. ris. 7.3) vyyavlyayutsya plasty s raznoi stepen'yu radioaktivnosti. Maksimumami vydelyayutsya porody i rudy, soderzhashie uran, radii, torii, kalii-40 i drugie radioaktivnye elementy, a takzhe granity, gliny; minimumami - peschanye i karbonatnye porody.

Spektrometriya estestvennogo gamma-izlucheniya, t.e. opredelenie energii gamma-luchei, sluzhit dlya vydeleniya v razrezah skvazhin porod i rud, soderzhashih opredelennye elementy, naprimer, kalii, torii, uran, fosfor i dr. (sm. 15.2).

18.2.2. Metody skvazhinnyh issledovanii s iskusstvennym oblucheniem gornyh porod.

1. V iskusstvennyh skvazhinnyh metodah yadernyh issledovanii izuchayutsya yavleniya poglosheniya, zamedleniya, rasseyaniya gamma-luchei i neitronov, a takzhe vyzvannoe, vtorichnoe radioaktivnoe izluchenie. Eti metody yavlyayutsya yaderno-fizicheskimi (sm. 15.3, 16.3). Dlya etogo v skvazhinu opuskaetsya glubinnyi zond s istochnikom gamma-luchei ili neitronov, obluchayushii gornye porody. V etoi zhe skvazhine za ekranom (svinec dlya gamma-luchei ili parafin dlya neitronov), prepyatstvuyushim pryamomu vozdeistviyu obluchenii, pomeshaetsya registrator gamma-luchei ili neitronov (ris. 7.2). V nastoyashee vremya shiroko ispol'zuyutsya neskol'ko metodov iskusstvennyh yadernyh issledovanii v skvazhinah. Rassmotrim nekotorye iz nih.

2. Pri gamma-gamma-karotazhe (GGK), ili gamma-gamma-metode (GGM), izmeryaetsya rasseyannoe gamma-izluchenie, yavlyayusheesya sledstviem oblucheniya porod istochnikom gamma-luchei, naprimer, radioaktivnym kobal'tom, sur'moi. Pri vzaimodeistvii gamma-kvantov c atomami gornoi porody proishodit ryad slozhnyh processov, sredi kotoryh osnovnye - fotoelektricheskoe pogloshenie gamma-kvantov atomami veshestva, kompton-effekt i dr. (sm. 15.1). Chem bol'she plotnost' porody, tem bol'she pogloshenie i men'she intensivnost' rasseyannogo izlucheniya (cm. 15.3). I naoborot, protiv poristyh porod s maloi plotnost'yu nablyudayutsya maksimumy na diagrammah gamma-gamma-karotazha. Poetomu osnovnaya oblast' primeneniya etogo metoda - raschlenenie porod po ih plotnosti. Radius obsleduemyh porod raven 10 - 15 sm ot osi skvazhiny. Poluchaemaya po dannym GGK srednyaya ob'emnaya plotnost' porod mozhet sluzhit' dlya rascheta ih poristosti i ocenki kollektorskih svoistv.

3. V neitronnyh metodah karotazha izuchayutsya yadernye processy, proishodyashie pri obluchenii porod bystrymi neitronami (sm. 16.3). Esli poroda soderzhit bol'shoe kolichestvo yader vodoroda (voda, neft', gaz), to bystrye neitrony prevrashayutsya v teplovye posle nebol'shih putei probega (do 30 sm) ili vblizi istochnika. Na bol'shih rasstoyaniyah (svyshe 40 sm) plotnost' teplovyh neitronov budet men'shei. Poskol'ku teplovye neitrony podverzheny radiacionnomu zahvatu s soprovozhdayushim ego vtorichnym gamma-izlucheniem, to s rostom teplovyh neitronov rastet vtorichnoe gamma-izluchenie, a tam, gde teplovyh neitronov malo, gamma-izluchenie budet slabym.

Takim obrazom, na bol'shih rasstoyaniyah ot istochnika (40 - 60 sm), t.e. na zondah bol'shoi dliny, v porodah, soderzhashih tyazhelye elementy, plotnost' teplovyh neitronov i vtorichnoe gamma-izluchenie budut vyshe, chem v vodorodsoderzhashih porodah. Radius obsleduemyh neitronnymi metodami porod menyaetsya ot 20 do 60 sm.

Pri neitron-neitronnom karotazhe (NNK), ili neitron-neitronnom metode (NNM), izmeryaetsya plotnost' teplovyh neitronov ili ih intensivnost' $I_{nn}$ . Pri neitronnom gamma-karotazhe (NGK), ili neitron-gamma metode (NGM), izmeryaetsya intensivnost' vtorichnogo gamma-izlucheniya $I_{n \gamma }$ , voznikayushego pri radiacionnom zahvate teplovyh neitronov yadrami elementov gornoi porody. Nablyudeniya v metodah NNK i NGK provodyatsya s zondami bol'shogo razmera (40 - 60 sm ot istochnika neitronov).

Neitronnye metody karotazha (NNK i NGK) primenyayutsya dlya raschleneniya geologicheskih razrezov i osobenno dlya vyyavleniya vodorod- i hlorsoderzhashih porod, a takzhe ocenki ih poristosti (sm. ris. 7.3).

4. Sredi iskusstvennyh metodov yadernogo karotazha na mestorozhdeniyah tverdyh poleznyh iskopaemyh odnim iz naibolee perspektivnyh yavlyaetsya rentgenoradiometricheskii karotazh (RRK). V etom metode porody obluchayutsya kakim-nibud' radioizotopnym istochnikom (naprimer, selen-75, kobal't-57, zhelezo-55 i dr.). V rezul'tate oblucheniya yadra rudnyh elementov vozbuzhdayutsya, chto soprovozhdaetsya tak nazyvaemym harakteristicheskim rentgenovskim izlucheniem, energeticheskii spektr kotorogo razlichen u raznyh elementov. Izuchaya spektry etogo izlucheniya ili otnosheniya intensivnostei v raznyh intervalah spektrov, mozhno vydelit' v razrezah skvazhin rudy, soderzhashie opredelennye elementy.

Rentgenoradiometricheskii metod mozhno ispol'zovat' dlya vyyavleniya vol'frama, molibdena, medi, svinca, olova, rtuti, sur'my i mnogih drugih elementov. Etot metod pozvolyaet ne tol'ko vydelit' rudnye zony, no i dat' ocenku procentnogo soderzhaniya v nih rudnyh elementov (sm. 16.3).

Nazad| Vpered

Publikacii s klyuchevymi slovami: geofizika - Zemlya - zemnaya kora Publikacii so slovami: geofizika - Zemlya - zemnaya kora
Sm. takzhe: Protivosumerechnye luchi i festival' planet Voshod Zemli: video Udarnyi krater Manikuagan: vid iz kosmosa Zemlya i Luna: vid s drugoi storony Snezhnaya burya 1938 goda v Verhnem Michigane Polet nad nochnoi Zemlei – II Apollon-17: serp Zemli Vse publikacii na tu zhe temu >>

Mneniya chitatelei [5]

Versiya dlya pechati

Astrometriya - Astronomicheskie instrumenty - Astronomicheskoe obrazovanie - Astrofizika - Istoriya astronomii - Kosmonavtika, issledovanie kosmosa - Lyubitel'skaya astronomiya - Planety i Solnechnaya sistema - Solnce