Jurnalul Ray Gamma

Jurnalul de raze Gamma , denumit de obicei GR, este un jurnal de găuri geofizice care măsoară radiația naturală, care caracterizează fiecare rocă a scoarței terestre, de-a lungul profilului unei puțuri forate sau forate. Este o înregistrare geofizică, afișată sub formă de curbă, care se realizează fie cu echipamente cablate, fie cu LWD ( exploatare în timpul forării ) în scopuri miniere, în scopuri stratigrafice și corelative în fazele de cercetare și producție de hidrocarburi, forarea de fântâni, apă, explorare geotermală , pentru evaluarea terenului . ^[1]

Principiu de bază

Exemplu de jurnal Gamma Ray. Curba roșie din stânga indică valorile măsurate ale razelor gamma

Fiecare rocă prezentă în scoarța terestră se caracterizează prin propriul său nivel de radioactivitate naturală, caracterizat printr-o cantitate și un spectru de raze gamma emise. În special, printre roci sedimentare, argile emit de obicei un număr mai mare de raze gamma decât alte roci sedimentare, cum ar fi gresie , gips , sare de rocă , cărbune , dolomit sau calcar, deoarece potasiul , care este întotdeauna prezent în rețeaua cristalină a argilelor, conține un izotop radioactiv în plus capacitatea de schimb de cationi a argilelor îi determină să absoarbă atomi de uraniu și toriu . În consecință, există o diferență în radioactivitate între argile și gresii sau între argile și roci carbonatice care face posibilă utilizarea acestei curbe pentru a distinge între argile și roci neargiloase.

Jurnalul Ray Gamma, ca și alte tipuri de jurnale, este înregistrat în mod normal prin coborârea unui instrument spre fundul găurii și înregistrarea regulată a variației radiației gamma cu adâncimea, cu o eșantionare obișnuită a unei citiri la fiecare 10 cm sau mai mult. Radiațiile gamma sunt de obicei înregistrate pe o scară de unități API , o scară creată de industrie din industria petrolieră, cu valori utile în comparație cu valorile naturale de radioactivitate ale rocilor sedimentare normale. În caz contrar, este posibil să găsiți înregistrări în număr / secunde Înregistrările GR sunt atenuate de diametrul găurii de sondă, de proprietățile noroiului de foraj care umple gaura, dar deoarece aceste bușteni sunt mai des utilizate într-un mod calitativ, corecțiile nu sunt întotdeauna necesare de mediu.

Un avantaj al GR față de alte tipuri de bușteni este că poate fi înregistrat și prin conducta de oțel care tapetează fântânile și betonul prezent în spatele conductei, acest lucru deoarece, deși betonul și oțelul absorb o parte din radiația gamma, cele rămase care călătoresc prin oțel și beton și ajung la instrument permit o utilizare cel puțin calitativă a curbei înregistrate.

Interpretarea geologică a GR

Pentru a înțelege și interpreta acest jurnal este necesar să cunoaștem geochimia elementelor radioactive.

În natură, radiațiile emise spontan și continuu de roci depind de prezența izotopilor radioactivi în mineralele care alcătuiesc roca. Pentru a utiliza GR, luăm în considerare cele mai răspândite trei elemente radioactive cu familiile lor de degradare respective: potasiu , toriu și uraniu .

Cea mai simplă și mai utilizată înregistrare GR înregistrează valorile radiației totale și, prin urmare, nu permite să distingă și să cuantifice prezența acestor trei izotopi radioactivi, pentru a distinge și cuantifica acest instrument mai complex, Spectral, a fost dezvoltat și folosit. Gama Ray.

GR este considerat un jurnal litologic, deoarece în majoritatea aplicațiilor sale în roci sedimentare permite discriminarea între argile și gresii sau între argile și calcare. Aproape toate argilele conțin potasiu ca parte a atomilor rețelei lor de cristal și, de asemenea, tind să absoarbă uraniu și toriu, prin urmare au valori ridicate ale GR, în timp ce nisipurile și gresiile, mai ales dacă sunt mature și în principal formate din granule de cuarț, au valori reduse ale GR , de asemenea, calcarele formate din calcit și dolomiții formate din dolomit conțin de obicei puține elemente radio-optice și, prin urmare, prezintă și valori scăzute ale GR.

În unele cazuri, chiar și rocile non-argiloase au, de asemenea, niveluri ridicate de radiații gamma. Gresia poate conține mineralizarea uraniului sau minerale grele bogate în uraniu sau toriu, gresii imature abundă în minerale detritice, cum ar fi feldspatul bogat în potasiu, micas , radioactivitatea ridicată este, de asemenea, măsurabilă în cazul gresiei glauconite , deoarece glauconitul este bogat în potasiu. Deoarece uraniul are tendința de a se așeza în materie organică, cărbunele și dolomitul rezultate din diagenesia rocilor carbonatice bioconstituite pot conține uraniu absorbit; din același motiv, rocile sursă și sedimentele bogate în fosfați naturali sunt, de asemenea, radioactive. Depozitele de evaporit pot fi alcătuite din anumite minerale de potasiu, cum ar fi carnalitul , altfel sunt caracterizate de niveluri minime de radioactivitate. O altă situație cu valori ridicate de radioactivitate poate fi găsită în prezența fracturilor naturale care sunt sau au fost supuse circulației apelor subterane, deoarece acestea pot conține ioni de uraniu, acesta fiind un element ușor solubil, uraniu care poate fi depus împreună cu calcitul cimentând fracturile. În toate aceste cazuri, înregistrarea spectrală cu raze gamma poate fi utilizată pentru a identifica cauza acestor radioactivități ^[2]

Raza Gamma Spectrală

Interpretarea litologică curbată a GR

Tehnica Spectral Gamma Ray (sau Natural Gamma Ray) se bazează pe înregistrarea spectrului de radioactivitate, adică a numărului și energiei, a razelor gamma emise ca radioactivitate naturală de către formare. Există trei surse de radioactivitate naturală pe Pământ: și sunt izotopii ⁴⁰ K, ²³² Th și ²³⁸ U, progenitori ai familiilor de potasiu, toriu și uraniu. Acești izotopi radioactivi emit raze gamma care au niveluri de energie specifice pentru fiecare dintre cele trei familii.

Caracteristica razelor gamma asociate fiecărei componente:

• Potasiu: energia razelor gamma 1,46 MeV
• Seria toriu: energia razei gamma 2,61 MeV
• Seria uraniu-radio: energia razelor gamma 1,76 MeV

Cantitatea și energia fiecărei raze gamma pot fi măsurate cu un scintilometru . Un jurnal al spectroscopiei cu raze gamma naturale este de obicei prezentat cu o curbă GR totală și alte curbe care dau fracția calculată în greutate de potasiu (%), toriu (ppm) și uraniu (ppm) în rocă. Standardele principale pentru calibrarea acestor înregistrări sunt materiale cu cantități cunoscute în greutate ale celor trei izotopi.

Jurnalele de spectroscopie cu raze gamma naturale au fost introduse la începutul anilor 1970, deși au fost studiate încă din anii 1950.

Utilizare specială a Spectral Gamma Ray este identificarea tipurilor specifice de argilă, cum ar fi Caolinit sau ilit , interpretarea de mediu a depozitelor argiloase precum caolinit, care rezultă din alterarea feldspat în solurile tropicale prin levigare naturale de potasiu; citirile scăzute de potasiu pot indica prezența paleosolilor .

Notă

Bibliografie

• George B. Asquith și Charles R. Gibosn, Basic Well Log Log Analysis for Geologists , Methods in Exploration Volume 3, AAPG, 1983, ISBN 0891816526

Portalul Științelor Pământului : Accesați intrările Wikipedia care se ocupă cu Științele Pământului