Естественная радиоактивность горных пород

Естественная радиоактивность горных пород

Радиоактивностью основных минералов, входящих в состав осадочных горных пород, колеблется в весьма широких пределах — от сотых долей до нескольких тысяч пг-экв Ra/г. Все эти минералы по радиоактивности могут быть разбиты на четыре группы.

Соотношение вклада радиоактивных элементов в общую гамма-активность пород различно. Основной вклад в гамма-активность известняков и особенно доломитов дают Ra (соответственно 64% и 75%), вклад Ra, Th, K в радиоактивность песчаников примерно одинаков (Ra 23−26%, Th 40%, K 35%). В связи с этим спектр естественного гамма-излучения терригенных и карбонатных пород различен.

В первую группу, характеризующуюся низкой радиоактивностью, входят основные составляющие осадочных горных пород минералы :

-) кварц.

-) доломит.

-) ангидрит.

-) гипс.

-) кальцит.

-) сидерит.

-) каменная соль.

Вторая группа минералов со средней радиоактивностью представлена отдельными минеральными разностями типа :

-) лимонит.

-) магнетит.

-)турмалин.

-) корунд.

-) барит.

-) олигоклаз.

-) роговая обманка и др.

К третьей группе минералов относятся :

-) глины.

-) слюды.

-) полевые шпаты.

-) калийные соли, характеризующиеся повышенной радиоактивностью, и некоторые другие минералы.

В четвертую группу входят акцессорные минералы, радиоактивность которых более чем в 1000 раз превышает радиоактивность минералов первой группы.

В гамма — методе исследования скважин о величине естественной радиоактивности горных пород судят по интенсивности I их естественного -излучения, регистрируемой радиометром, движущимся по стволу скважины.

Гамма — излучение включает также и так называемое фоновое излучение (фон). Фоновое излучение вызвано загрязнением радиоактивными веществами материалов, из которых изготовлен глубинный прибор, и космическим излучением. Влияние космического излучения резко снижается с глубиной и на глубине нескольких десятков метров на результатах измерений уже не сказывается.

2. Гамма — каротаж.

Измерение интенсивности I естественного -излучения пород вдоль ствола скважины называется гамма — каротажем (ГК).

Рис.Схема зонда гамма-каротажа.

1 — точка записи результатов измерений.

2 — детектор гамма-излучения.

Условно считают, что эффективный радиус действия установки гамма — каротажа (радиус сферы, из которой исходит 90% излучений, воспринимаемых индикатором) соответствует приблизительно 30 см; излучение от более удаленных участков породы поглощается окружающей средой, не достигнув индикатора. Увеличение dс из-за размыва стенки скважины и образования каверн (обычно в глинистых породах) сопровождается уменьшением показаний гамма — каротажа. Цементное кольцо в большинстве случаев также влияет на величину регистрируемого -излучения, уменьшая ее. Для определения -активности пласта при количественной интерпретации данные гамма — каротажа приводят к стандартным условиям.

Интенсивность радиоактивного излучения пород в скважине измеряют при помощи индикатора -излучения, расположенного в глубинном приборе. Регистрация осуществляется в процессе взаимодействия гамма — излучения с атомами и молекулами вещества, наполняющего индикатор. В качестве индикатора используют счетчики Гейгера — Мюллера или более эффективные, лучше расчленяющие разрез сцинтилляционные счетчики.