Курсовая работа: Аппаратура спектрометрического каротажа СГК-1024
Аппаратура работает в комплексе с регистрирующим оборудованием, обеспечивающим прием-передачу информации в коде Манчестер-2 и управление режимами работы прибора в процессе каротажа, каротажной станцией с трехжильным грузонесущим кабелем длиной до 8000 м.
1. Назначение и краткая техническая характеристика аппаратуры СГК-1024
1.1 Назначение аппаратуры СГК-1024
Аппаратура СГК-1024 предназначена для проведения спектрометрического гамма-каротажа естественной радиоактивности породы с получением массовых содержаний тория СTh , урана СU и калия СK . Аппаратура выпускается в обычном (120°С, 80 МПа, СГК-1024Т) и термобаростойком (175 °С, 140 МПа, СГК-1024Т-2Т) исполнениях. В зависимости от условий применения и требований к точности измерений допустимая скорость каротажа изменяется в пределах 50¸200 м/час. Аппаратура СГК-1024 предназначена для исследования необсаженных и обсаженных нефтяных и газовых скважин.
Спектрометрический гамма-каротаж (СГК) основан на регистрации гамма-излучения естественных радиоактивных элементов (ЕРЭ), содержащихся в горных породах. Поток и энергетический спектр регистрируемого гамма-излучения определяются массовой концентрацией, составом и пространственным распределением ЕРЭ, плотностью породы и ее эффективным атомным номером Zэф . В формировании энергетического спектра СГК в основном участвуют гамма-излучения изотопов уранового и ториевого рядов, а также изотопа калий-40.
Возможность определения массовых содержаний тория, урана и калия по данным СГК основана на индивидуальных особенностях спектров гамма-излучения этих элементов, при этом считается, что торий и уран находятся в равновесном состоянии с продуктами распада. Спектры гамма-излучения естественных радиоактивных элементов характеризуются набором линий определенной энергии и интенсивности. В табл. 1 приведены основные линии гамма-излучения тория, урана и калия [1, 2].
Таблица 1 – основные линии гамма-излучения тория, урана и калия
| Элемент | Энергия гамма-квантов, КэВ | Интенсивность линии, отн. ед. |
| Калий | 1460 | 1.00 |
| Уран | 2198 | 0.28 |
| 1762 | 1.00 | |
| 609 | 2.56 | |
| 350 | 1.74 | |
| Торий | 2620 | 1.00 |
| 907 | 0.74 | |
| 582 | 0.80 | |
| 238 | 1.31 |
Проходя через породу, скважину и охранный кожух прибора гамма-кванты частично поглощаются, частично рассеиваются с потерей энергии. В результате на детектор поступает спектр гамма-излучения, существенно отличающийся от первичного спектра. Энергия, оставленная гамма-квантом в детекторе, преобразуется блоком детектирования в электрический импульс, заряд которого пропорционален суммарной энергии, оставленной гамма-квантом в детекторе. Спектр (распределение по амплитуде) электрических импульсов, регистрируемых прибором, называется аппаратурным спектром. Примеры таких спектров в моделях с преимущественно ториевой, урановой и калиевой активностью приведены на рис. 1.
Из приведенных рисунков видна ярко выраженная индивидуальность спектров Th, U и K. Это их свойство используется при разложении зарегистрированных в процессе каротажа спектров на три составляющие. Коэффициентами этого разложения являются массовые содержания тория, урана и калия в породе при совпадении скважинных условий проведения каротажа с условиями регистрации опорных (калибровочных) спектров. В противном случае для правильного определения массовых содержаний Th, U и K необходимо учитывать влияние скважинных условий измерений.
Рис. 1. Аппаратурные спектры в моделях с ториевой, урановой и калиевой активностью
1 – урановый спектр (уран – линия урана 1762 КэВ), 2 – ториевый спектр (торий – линия тория 2620 КэВ), 3 – калиевый спектр (калий – линия калия 1460 КэВ). B – «мягкая» часть спектров (первые 128 каналов 1024 канальных спектров).
Связь массовых содержаний Th, U и K и исправленных за влияние скважинных условий измерений показаний интегрального ГК JГК выражается соотношением
JГК = (СTh ´РTh +СU ´PU +СK ´PK )´PSRS ,
где СTh , СU , СK – массовые доли тория, урана и калия, РTh , PU , PK – коэффициенты, выражающие эту связь. Для аппаратуры СГК-1024Т значения этих коэффициентов равны
РTh = 0.43 мкР/час/10-4 %,
РU = 1.00 мкР/час/10-4 %,
РK = 1.99 мкР/час/%,
для аппаратуры СГК-1024Т-2Т
РTh = 0.45 мкР/час/10-4 %,
РU = 1.16 мкР/час/10-4 %,
РK = 2.44 мкР/час/%.
PSRS – множитель, учитывающий условия калибровки интегрального канала ГК. Его значение равно 0.9 для калибровочных источников типа С-41 и 1.0 для источников типа ЕР.
В табл. 2 приведены некоторые области применения СГК по данным источников [2, 3, 4].
Таблица 2 - применение спектрометрии естественной гамма-активности пород
| Объекты | Область применения |
|
Терригенные отложения |
Корреляции разрезов скважин. Детальное литологическое расчленение. Стратиграфические исследования. К-во Просмотров: 563
Бесплатно скачать Курсовая работа: Аппаратура спектрометрического каротажа СГК-1024
|