Метод плотностного гамма-гамма каротажа

В качестве источника ГГК-П используют источник цезия, испускающий гамма — кванты большой энергии. Источник и индикатор расположены на одной стороне исследуемого объекта. Индикатор заключен в стальную гильзу, поглощающую мягкую компоненту гамма-излучения. В этом случае регистрируется жесткая компонента рассеянного гамма-излучения. Получаемая кривая несет информацию об изменении объемной плотности породы.

Для уменьшения влияния скважины прибор имеет прижимное устройство и свинцовый экран, предохраняющий в некоторой мере индикатор от рассеянного гамма-излучения промывочной жидкости.

Вероятность комптоновского рассеяния испускаемых источником гаммаквантов пропорциональна числу электронов в единице объема вещества (электронной плотности), т. е. объемной плотности.

В соответствии с этим интенсивность регистрируемого гамма-излучения определяется электронной плотностью среды, окружающей прибор, пропорциональной объемной плотности и не зависит от вещественного состава.

Между интенсивностью рассеянного гамма-излучения и плотностью горных пород для достаточно больших зондов существует зависимость: чем больше плотность, тем больше рассеяние, тем меньше регистрируемое гамма-излучение. На кривой минимальные показания соответствуют плотным породам — ангидритам, доломитам, известнякам. Максимумами выделяются наименее плотные породы — гипсы, глины, каменная соль, высокопористые известняки, песчаники и доломиты. Низкими значениями — глинистые известняки, песчаники. По результатам измерения объемной плотности можно подсчитать общую пористость, включая объем межзерновых пор, каверн и трещин, независимо от характера сообщаемости и гидропроводности пор коллектора.

Для определения коэффициента пористости по данным ГГК-П кроме объемной плотности надо знать плотность жидкости, заполняющей поровое пространство и плотность минералов, составляющих породу. На практике из-за проникновения фильтрата глинистого раствора в проницаемые пласты и малой глубинности метода, плотность жидкости определяется плотностью фильтрата.

В газоносных и газоконденсатных пластах плотность жидкости, заполняющей поровое пространство изменяется в широких пределах. При наличии остаточного газонасыщения снижается величина плотности и повышается величина пористости.

Минералогическая плотность изменяется от 2,55 до 2,85 кг/м3, поэтому для оценки пористости необходимо располагать данными о литологии разреза.

Степень влияния глинистости на величину плотности зависит как от количества глинистого материала, так и от химического состава глин. Каолинитовые глины по своей плотности мало отличаются от кварца, поэтому содержание этих глин изменяет среднюю плотность скелета незначительно. Гидрослюдистые глины повышают плотность породы, а монтмориллонитовые снижают. Наиболее трудно оценить по ГГК-П плотность полимиктовых песчанников. Для этих пород возможна значительная вариация содержания полевого шпата и кварца в скелете породы, которая трудно учитывается.

Наиболее тесная зависимость между плотностью и пористостью наблюдается в однокомпонентных породах, насыщенным определенным флюидом, что позволяет оценить их пористость непосредственно по кривой.

Показания ГГК-П зависят от диаметра скважины, расстояния прибора до стенки скважины, толщины глинистой корки, плотности промывочной жидкости. Наличие промежуточного слоя (раствора, воздуха, глинистой корки) приводит к увеличению счета ГГК-П и соответственно занижению плотности.

В приборе ГГК-П с прижимным устройством кроме основного верхнего колимированного индикатора имеется такой же нижний, который расположено на небольшом расстоянии от источника. При измерении малым зондом, исследуется глинистая корка, зондом большой длины — порода. При одновременной регистрации двумя индикаторами, программа исключает влияние глинистой корки и промежуточного слоя между прибором и стенкой скважины. Программа по показаниям большого зонда определяет неисправленное значение плотности породы и по показаниям обоих зондов устанавливает поправку за влияние промежуточного слоя.