Гамма каротаж

Многие горные породы обладают радиоактивностью той или иной степени. Это обусловлено естественным содержанием в них урана (U), тория (Th), производных их распада – висмута (214Bi) и таллия (208Tl), а также изотопа калия (40K). Для исследователей наибольший интерес представляет испускаемое этими веществами электромагнитное излучение с высокой частотой и короткой длиной волны – гамма-излучение. Интенсивность гамма-излучения зависит от количества ядер радиоактивных элементов – опираясь на этот принцип, можно определить границы пластов разных пород, поскольку в них радиоактивные ядра содержатся в разных количествах.

Гамма-каротаж применяется для обнаружения урановых и ториевых руд, а также других радиоактивных ископаемых, например, соединений калия. Кроме этого, методом гамма-каротажа определяют глинистость коллекторов нефти.

Гамма-гамма-каротаж

Радиоактивное излучение вещества, помимо естественного происхождения, может иметь искусственную природу – оно появляется, например, после воздействия на материал гамма-квантами: после прекращения воздействия облучённое вещество само становится источником гамма-излучения. В геофизике этот принцип используют для определения плотности пород и их концентрации: гамма-кванты посылают в пласт и определяют рассеянное гамма-излучение.

Существуют две модификации метода гамма-гамма-каротажа:
Плотностной гамма-гамма-каротаж. Используется для изучения плотности исследуемых пластов. Энергия посылаемых гамма-квантов выше 0,2 – 0,3 МэВ.
Селективный гамма-гамма-каротаж. Применяется для определения концентрации ряда тяжёлых металлов. Энергия посылаемых гамма-квантов ниже 0,15 МэВ.

Гамма-гамма-каротаж выполняется при помощи специального зонда: в одной его части располагается источник гамма-излучения, в другой – детектор. Между ними размещён свинцовый экран. Зонд помещается в скважину, прижимается к стенке, после чего начинает выполнять свою работу по командам из каротажной станции на поверхности.

Гамма-гамма-каротаж применяется для определения плотности ископаемых вокруг скважины, обнаружения пористых пород как потенциальных нефтяных и газовых накопителей. Кроме этого, он применяется для изучения характеристик угольных пластов: определения зольности и теплотворной способности ископаемых. Гамма-гамма-каротаж необходим для оценки концентрации железа, олова, сурьмы, ,бария, вольфрама, свинца и других тяжёлых металлов.