Способ рентгенорадиометроического анализа при каротаже скважин

Способ рентгенорадиометроического анализа при каротаже скважин

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е (») 434837

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Сотов Свввтсиик

Социалистичввйи»

Республик (б1) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 28.03.72 (21) 1765145 26-25 (51) М. Кл. G 01v 5/00 с присоединением заявк» №

Государственный комитет (32) Приоритет

Опубликовано 05.08.75. Бюллетень ¹ 29

Дата опубликования описания 21.11.75

Совета Министров СССР по делам изобретений (53) УДК 560.835(088.8) и открытий (72) Авторы изобретения E. П. Леман, В. Н. Митов, А. П. Очкур и Ю. П, Яншевский (71) Заявитель Всесоюзный научно-исследовательский институт разведочной геофизики (54) СПОСОБ РЕНТГЕНОРАДИОМЕТРИЧЕСКОГО АНАЛИЗА

ПРИ KAPOTA)KE СКВА)КИН

Изобретение относится к рентгенорадиометрическому анализу элементов и может быть использовано при каротаже поисково-разведочных и эксплуатационных скважин на месторождениях полезных ископаемых.

Известны способы рентгенорадиометрического анализа элементов при каротаже скважин, по .которым для уменьшения влияния мешающих факторов (изменение состава и плотности пород, диаметра скважин, нестабильность аппаратуры и т. д.) используют однократно рассеянное излучение радиоизотопного источника, а многократно рассеянное излучение рассматривают как мешающий фактор, затрудняющий решение поставленной задачи.

Однако при этом в случае изменения геометрических условий измерений существенно меняется спектр вторичного излучения. В частности, при нарушении геометрии прямой видимости, обусловленном наличием каверн в скважинах или изменением их диаметра, во вторичном спектре изменяются интенсивность и положение пика однократно рассеянного гамма-излучения источника вплоть до его полного исчезновения. В результате на каротажных диаграммах каверны выражаются в виде ложных аномалий, не отличающихся от аномалий, связанных с оруднением, Кроме того, в таком случае нельзя использовать пик од»ократно рассеянного излучения для введения поправки на изменение состава наполнителя.

Цель изобретения — устранение влияния на результаты рентгенорадиометрического карота:ка каверны, изменения диаметра скважин, плотности и вещественного состава вмещающих пород.

Цель достигается тем, что по предлагаемому способу измеряют интенсивность участка вторичного гамма-спектра, соответствующего многократно рассеянному излучению источника, расположеннозту между краем поглощения определяемого элемента и пиком однократно рассеянного гамма-излучения источника, и по полученным данным в результаты анализа вводят поправку на влияние мешающих факторов.

На фиг. 1 показаны вторичные гамма-спектры, полученные с источником кобальт-57 на моделях руд с различным содержанием трехокиси вольфрама прп измерениях с коллимацией излучений в геометрии прямой видимости (А) и прн ее нарушении (Б); па фиг. 2 приведены графики зависимости от энергии отношения 1)p и»тснс»в»остей вторичного спектра безрудной модели в участка%, соответствующих энергии К-линии вольфрама и области внутреннего стандарта-фона, положение ко горой в спектре изменялось в пределах от зо энергии равновесной точки (69 кэв) до энер434837

35

65 гии пика однократно рассеянного излучения (84 кэв), при реализации известного способа спектральных отношений; на фиг. 3 показан пример выбора и использования области многократно рассеянного излучения источника тулий-170 для устранения влияния состава паполнителя при определении концентрации олова.

При измерении в геометрии прямой видимости (А) во вторичном спектре четко выделяются пики 1 и 2, соответствующие К-излучению вольфрама (58 кэв) и однократно рассеянному излучению источника (84 кэв), При нарушении геометрии прямой видимости (Б) интенсивность вторичного спектра резко снижается, при этом пик однократно рассеяшюго излучения исчезает и остаются кванты, испытавш ие два и более актов рассеяния. Таким образом, интенсивность вторичного спектра при нарушении геометрии прямой видимости определяется только многократно рассеянным излучением источника.

В многократно рассеянном спектре существует только одна область 3 энергии, выбор которой позволяет устранить влияние изменения геометрических условий измерения. Кривая 4 на фиг. 2 соответствует измерениям в геометрии прямой видимости (А), а кривая

5 — при ее нарушении (Б). Кривые 4 и 5 пересекаются в точке, соответствующей энергии

76 кэв. Ее положение во вторичном спектре показано на фиг. 1 стрелкой 3. Использование этой области вторичного спектра в качестве внутреннего стандарта-фона при измерениях способом спектральных отношений позволяет устранить влияние нарушения геометрических условий за счет появления каверн в скважинах и изменения их диаметра. Кривые 6 и 7 на фиг. Ç,а выражают зависимость отношения

qo интенсивностей вторичного спектра безрудной модели в участках, соответствующих энергии К-линии олова (25 кэв) и области внутреннего стандарта-фона, положение которой в спектре изменялось от К-линии слева до

60 кэв, а относительная ширина осталась постоянной, равной ширине, с которой измерялась интенсивность спектра в области, соответствующей К-линии олова. Кривая 6 соответствует измерениям ца модели из кварцевого песка, кривая 7 — модели из окиси цинка. Кривые имеют две общие точки пересечения, из .которых точка 8 соответствует так называемой равновесной точке, наблюдаемой в области К-скачка олова (29,5 кэв), а точка 9— энергии 44 кэв. Выбор многократно рассеянного излучения с энергией 44 кэв в качестве внутреннего стандарта-фона позволяет получить единый график зависимости величины спектральных отношений 1 от концентрации олова независимо от состава паполнитсля (фиг. З,б). При использовании однократно рассеянного излучения с энергией 50 кэв сделать это не удается (фиг. Ç,в), так как графики, соответствующие равным наполнптелям, расходятся (график 10 соответствует измере5

40 ниям на моделях, где наполнителем был кварцевый песок, а график 11 — моделям, где наполпитель помимо кварцевого песка содержал

20О/о окиси цинка), Степень влияния изменений состава наполнителя на результаты измерений зависит от относительной энергетической ширины области внутреннего стандартафона. Удовлетворительная точность компенсации получается лишь в том случае, если относительная энергетическая ширина области внутреннего стандарта-фона равна или больше ширины, с которой измеряется интенсивность характеристического рентгеновского излучения определяемого элемента.

Выбор многократно рассеянного излучения с энергией 44 кэв в качестве внутреннего стандарта-фона позволяет одновременно устранить и влияние каверн. На фиг. З,г показана зависимость величины спектрального отношения qo интенсивностей вторичного гамма-спектра безрудной модели в участках, соответствующих

K-линии олова и линии внутреннего стандарта-фона, положение которой в спектре менялось в пределах от 35 до 50 экв. Измерения проведены с источником тулий-170 и коллимацпсй первичного и вторичного излучения, Кривая 12 получена при плотном контакте зонда с последуемой средой (геометрия А на фиг. 1), а кривая 13 — при наличии каверны глубиной около 5 см (геометрия 5 на фиг. 1), В интервале энергии 40 — 45 кэв кривые сливаются, т. е, величина г1р не зависит от расстояния между измерительным зондом и поверхностью исследуемой среды. В этом с,лучае, как показали измерения на средах одного и того же состава, по разной плотности, результаты измсрепий пе зависят и от изменения плотности среды в пределах 1,5 — 4,5 г/см .

Таким образом, для выбора области многократно рассешшого гамма-излучения в качестве внутреннего стандарта-фона с целью компенсации мешающих факторов необходимо выполнить следующие операции.

В геометрии прямой видимости на безрудпых моделях с разным составом паполнителя снять зависимость величины спектральных отношений, поочередно выбирая в качестве внутреннего стандарта-фона участки вторичного гамма-спектра в пределах от скачка поглощения определяемого элемента до пика однократно рассеянного излучения источника с относительной энергетической шириной, не меньшей, чем ширина участка, в котором измеряется линия характеристического рентгеновского излучения определяемого элемента; по полученным данным определить энергетический интервал вторичного спектра, в котором изменение состава наполпителя модели не влияет па величину измеренных спектральных отношений.

Снять первую зависимость с одним из наполнителей при нарушении геометрии прямой видимости; по полученным данным определить в пределах найденной в области энерге434837

f4 10

7 20,кэ

0,5 а,<

0,3

82 Е, кэЮ

76

Фиг. 2 тический интервал, в котором величина спектральных отношений остается неизменной при нарушении геометрии прямой видимости.

Предмет изобретения

Способ рентгенорадиометрического анализа при каротаже скважин по характеристическому рентгеновскому излучению элементов и рассеянному гамма-излучению радиоизотопного источника, отличающийся тем, что, с целью устранения влияния каверн, изменения диаметра скважин, плотности и вещественного состава вмещающих пород на результаты анализа, измеряют интенсивность многократно рассеянного гамма-излучения источника в

5 энергетическом интервале вторичного гаммаспектра, расположенном между краем поглощения определяемого элемента и пиком однократно рассеянного гамма-излучения источника, и по полученным данным в результаты

t0 анализа вводят поправку на влияние мешающих факторов.

434837

25 30 40 50 бО Якзан О

/О Sn%

0

25 зО 40

Составитель О. Калинин

Текред Т. Миронова

Коррекзор В. Брыксииа

Заказ 2801/! Изд. № 924 Тираж 619 Г!о:игис.

Ц1!ИИП11 осударствеиного комигета Соиега Мииис1оон ГГГР ио делам изобретений и открытий

Москва, Ж-ЗБ, РакушекHH иаб.,;,.:1jб

Тииогра(рия, II1). Саиуиоия, 2

l0 5Д,%

Фиг 3

E,куб — г