SU434837A1 - Способ рентгенорадиометроического анализа при каротаже скважин - Google Patents

Description

1

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

Известны способы рентгенораднометрического анализа элементов при каротаже скважин , по .которым дл  уменьшени  вли ни  мешаюолих факторов (изменение состава и плотности пород, диаметра скважин, нестабильность аппаратуры и т. д.) используют однократно рассе нное излучение радиоизотопного источника, а многократно рассе нное излучение рассматривают как мешающий фактор, затруди юш,ий решение поставленной задачи.

Однако при этом в случае изменени  геометрических условий измерений супдественно мен етс  спектр вторичного излучени . В частности , при иа рушении геометрии пр мой видимости , обусловленном наличием каверн в скважинах или изменением их диаметра, во вторичном спектре измен ютс  интенсивность и положение пика однократно рассе н ;оуо гамма-излучени  источника вплоть до его полного исчезновени . В результате на каротажных диаграммах каверны выражаютс  в виде ложных аномалий, не отличающихс  от аномалий , св занных с оруднением. Кроме того, в таком случае нельз  использовать пик однократно рассе нного излучени  дл  введени  поправки на изменение состава наполнител .

Цель изобретени  - устранение вли ни  на результаты рентгенорадиометрического каротажа каверны, изменени  диаметра скважин, плотности и вещественного состава вмещающих пород.

Цель достигаетс  тем, что по предлагаемому способу измер ют интенсивность участка вторичного гамма-спектра, соответствующего многократно рассе нному излучению источника , расположенному между краем поглощени  определ емого элемепта и пиком однократно рассе нного гамма-излучени  источника, и по полученным данным в результаты анализа ввод т поправку на влн нпе мещающих факторов .

Ца фиг. 1 показаны вторичные гамма-спектры , полученные с источником кобальт-57 на модел х руд с различным содержанием трехокиси вольфрама прп измерени х с коллимацией излучений в геометрии пр мой видимости (А) и при ее нарушении (Б); па фиг. 2 приведены графики зависимостн от энергии отношени  11о пнтенснвностей вторичного спектра безрудной модели в участках, соответствующих энергии К-линии вольфрама и области внутреннего стандарта-фона, положение которой в спектре измеи лось в пределах от энергии равновесной точк (69 кэв) до энергии пика однократно рассе нного излученн  (84 кэв), при реализации известного способа спектральных отношений; на фиг. 3 показан пример выбора и использовани  области многократно рассе нного излучени  источника тулий-170 дл  устранени  вли ни  состава наполнител  при определении концентрации олова.

При измерении в геометрии пр мой видимости (А) во вторичном спектре четко выдел ютс  пики 1 и 2, соответствующие К-излучению вольфрама ,{58 кэв) и однократно рассе нному излучению источиика (84 кэв). При нарушении геометрии пр мой видимости (Б) интенсивность вторичного спектра резко снижаетс , при этом пик однократно рассе нного излучени  исчезает и остаютс  кванты, испытавшие два и более актов рассе ни . Таким образом, интенсивность вторичного спектра при нарушении геометрии пр мой видимости определ етс  только многократио рассе нным излучением источника.

В многократно рассе нном спектре суш,ествует только одна область 3 энергии, выбор которой позвол ет устранить вли ние изменени  геометрических условий измерени . Крива  4 на фиг. 2 соответствует измерени м в геометрии пр мой видимости (А), а крива  5 - при ее нарушении (Б). Кривые 4 и 5 пересекаютс  в точке, соответствующей энергии 76 кэв. Ее положение во вторичном снектре показано на фиг. 1 стрелкой 3. Использование этой области вторичного спектра в качестве внутреннего стандарта-фона при измерени х способом спектральных отношений позвол ет устранить вли ние нарушени  геометрических условий за счет по влени  каверн в скважинах и изменени  их диаметра. Кривые 6 и 7 на фиг. 3,а выражают зависимость отношени  интенсивностей вторичного спектра безрудной модели в участках, соответствующих энергии К-линии олова (25 кэв) и области внутреннего стандарта-фона, положение которой в спектре измен лось от К-линии слева до 60 кэв, а относительна  ширина осталась посто нной , равной ширине, с которой измер лась интенсивность спектра в области, соответствующей К-линии олова. Крива  6 соот , ветствует измерени м иа модели из кварцевого песка, крива  7 - модели из окиси цинка . Кривые имеют две общие точки нересечени , 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 рассе нного излучени  с энергией 44 кэв в качестве внутреннего стандарта-|фона позвол ет получить единый график зависимости величины спектральных отношений -ц от концентрации олова независимо от состава наполнител  (фиг. 3,6). При использовании однократно рассе нного излучени  с энергией 50 кэв сделать это не удаетс  (фиг. 3,в), так как графики , соответствующие равным наполнител м, расход тс  (трафик 10 соответствует измерени м на модел х, где наполнителем был кварцевый песок, а график 11-модел м, где наполнитель помимо кварцевого песка содержал 20% окиси цинка). Степень вли ни  изменеНИИ состава наполнител  на результаты измерений зависит от относительной энергетической ширины области внутреннего стандартафона . Удовлетворительна  точность компенсации получаетс  лишь в том случае, если относительна  энергетическа  ширина области внутреннего стаидарта-фона равна или больше ширины, с которой измер етс  интенсивность характеристического рентгеновского излучени  определ емого элемента.

Выбор многократно рассе нного излучени  с энергией 44 кэв в качестве внутреннего стандарта-фо1 а нозвол ет одновременно устранить и вли ние каверн. На фиг. 3,г показана зависимость величины спектрального отношени  цо

интенсивностей вторичного гамма-спектра безрудной модели в участках, соответствующих К-линии олова и линии внутреннего стандарта-фона , положение которой в спектре мен лось в пределах от 35 до 50 экв. Измерени 

проведены с источником тулий-170 и коллимацией первичного и вторичного излучени . Крива  12 получена при илотном контакте зонда с последуемой средой (геометри  А па фиг. 1), а крива  13 - при наличии каверны глубиной

около 5 см (геометри  Б на фиг. 1). В интервале энергии 40-45 кэв кривые сливаютс , т. е. величина не зависит от рассто ни  между измерительным зондом и новерхностью исследуемой среды. В этом случае, как показали измерени  на средах одного и того же состава, но разной плотности, результаты измерений не завис т и от изменени  плотности среды в пределах 1,5-4,5 г/см. Таким образом, дл  выбора области многократно рассе нного гамма-излучени  в качестве внутреннего стандарта-фона с целью компепсации мешающих факторов необходимо выполнить следуюшие онерации.

В геометрии ир мой видимости на безрудных модел х с разным составом наполнител  сн ть зависимость величины спектральных отношений , поочередно выбира  в качестве внутреннего стапдарта-фона участки вторичного

гамма-спектра в пределах от скачка поглощени  определ емого элемента до пика однократно рассе нного излучени  источника с относительной энергетической шириной, не .меньшей , чем ширина участка, в котором измер етс  лини  характеристического рентгеновского излучени  определ емого элемента; по полученным данным определить энергетический интервал вторичного спектра, в котором изменение состава наполнител  модели не вли ет

на величину измеренных спектральных отношений .

Сн ть первую зависимость с одним из наполнителей при нарушении геометрии пр мой видимости; по полученным данным определить в пределах найденной в области энергетический интервал, в котород; величина спектральных отиошений остаетс  неизменной при нарушении геометрии пр мой видимости.

Предмет изобретени 

Способ реитгенорадиометрического анализа при каротаже скважин по характеристическому рептгеновскому излучению элементов и рассе нному гамма-излучению радиоизотоппого источника, отличающийс  тем, что, с целью устранени  вли ни  каверн, изменени 

диаметра скважин, илотности и вещественного состава вмсщаюнл,их пород на результаты анализа , измер ют интенсивность многократно рассе нного гамма-излучепи  источника в энергетическом интервале вторичного гаммасиектра , расположенном между краем поглощени  определ емого элемента и пиком однократно рассе нного гамма-излучени  источника , и по полученным данным в результаты анализа ввод т поправку па вли ние мешающих факторов.

7, уел ед

/4W 707682 Е,кэБ

Фиг. 2

2/ 0

0,5E кэб

to Sn,% ФигЗ

25 3(Г 50 60