Способ определения концентраций фтора врудах по скважинам

 

1ое .u. > «вя рте- чс с -..%: -.в %.ая

Ф. 4 .ти 3 . ю

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ. (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 270166 (21) 1054531/18-25 с присоединением заявки М— (23) Приоритет

Опубликовано 070881. Бюллетень М

Дата опубликования описания 07,0881 (51)М. Кл.

G 01 Ч 5/10

Государственный комитет

СССР по делам изобретений, и открытий (53) УДК 550.832 (088. 8) (72) Авторы изобретения

И.П. Кошелев, О.В. Шишакин, B.À. Красноперов, Г.И.Шепелев, Б.К. Собачкин, A.À. Соколов и А.А. Коршунов (71) Заявитель

Казахский филиал Всесоюзного научно-исследовательского института разведочной геофизики (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИЙ ФТОРА

В РУДАХ ПО СКВАЖИНАМ

Изобретение относится к приклад" ной ядерной геофизики и может быть применено при поисках, разведке и разработке руд, содержащих фтор (флюориты, апатиты, Фосфориты, карбонатиты и др) (1) и (2) °

Наиболее близким по технической сущности является способ определения Фтора в рудах по скважинам, основанный на облучении породы потоком нейтронов полоний-бериллиевого источника и регистрации гамма-активности, наведенной в породе (2).

При применяемых длине зонда (расстоянии между серединами счетчика гамма-лучей и источника нейтронов) в 1 м, скорости каротажа 250 м/час и регистрации гамма-лучей всех возможных энергий измеряемый активационный эффект создается не только изотопами F 0, О и N", образующимися в породе из естественного. изотопа F", но и изотопом Al, возникающим из природных изотойов

Al и Sile содержания которых в . породах и рудах большинства месторождений значительны. Фон, обусловленный естественной радиоактивностью пород и гамма-излучением радиационного захвата нейтронов, велик по сравнению с регистрируемым полезным активационным эффектом.

Все это приводит к тому, что известный способ не обладает избирательностью и однозначностью ко фтору, а его порог чувствительности и точность определений концентраций фтора недостаточны для применения способа при поисках и разведке не только месторождений фосфатного сырья и карбонатитов, где содержания фтора единицы процентов, но и месторождений флюорита с концентрациями Фтора от 7 до 453. Поэтому известный способ в основном применяется для- выделения в разрезах скважин рудных интервалов с высокими промышленными (более 25% CaF или

12% F) концентрациями флюорита.

Целью изобретения является снижение порога чувствительности и повеваение точности определения концентраций фтора.в рудах.

Указанная цель достигается тем, что производят регистрацию жесткого, с энергией более 2,6-3,0 ИэВ гаммаизлучения радиоактивности изотопа N наведенной быстрыми нейтронами по реакции F (n,ô) N,ëðè этом фон изЗ0 меряют во время спуска прибора в сква686 >16 жину,а общий эффект от наведенной радиоактивности и фона — при подъеме прибора от забоя скважины, Режим осуществления способа следующий. Регистрируются гамма-квант с энергиями более 3 МэВ, дина зонда, в котором детектор гамма-лучей нейтронов экранированы боросодержащим веществом, выбрана равной 17."-200 см, скорость каротажа 400-700 м/час, скважина заполняется водой.

Первая особенность выбранного режима основана на использовании различия в энергиях (Е ) гамма-квантов, испускаемых изотопом (1" (98,8Ъ с энергиями Š— — 6,13 и 7,11 МэВ), естественными радиоактивными эле15 ментами (E менее 2,7 МэВ) и други— ми радиоактивными изотопами (E менее 3 МэВ), обра. ующимися в заметных количествах в породах и деталях скважинного прибора при кратковре- 2{) менном облучении их нейтронами полоний-бериллиевого источника. Это позволяет исключить влияние на результаты измерений изменения концентраций в породах естественных радиоактивных элементов, алюминия, кремния и наведенной активности деталей скважинного прибора.

Для осуществления предлагаемого способа необходим скважинный гаммаспектрометр.

Увеличение длины зонда с одновременным соответствующим увеличением скорости каротажа приводит к большему снижению величины фона (3Q обусловленного гамма-излучением радиационного захвата нейтронов, чем величины регистрируемой прибором интенсивности гамма-излучения наведенной активности изотопа N"6 (3 ) . н

Эксперименты в одном иэ содержащих 4((Д фтор интервалов скважины на месторождении типа плавикового шпата по/ казали, что отношением /З .при длине зонда в 200 см и скорости каротажа в 650 м/час составляет 6,2, а при длине зонда в 100 см и скорости ка— ротажа в 340 м/час — 0,33 (в обоих случаях регистрировалось гамма-излучение с энергией более 3,5 МэВ).

При экранировке детектора гаммалучей и источника нейтронов борсодержащим веществом (изготовлении кожуха скважинного прибора обогащенного, бором материала, например, из борсиликатных труб) может быть заметнф снижена величина фона, а значит Й порог .чувствительности способа, так как бор поглотит большую часть тепловых и надтепловых нейтронов, на которых в основном и протекают реакции радиационного захвата нейтронов. ф)

Заполнение скважины водой сопровождается значительным снижением плотv ности тепловых и надтепловых нейтронов поблизости от детектора гаммаквантов, а значит и к уменьшению 65 фона. Так величина отношения 2 /)фв том же интервале скважины на месторождении Таскайнар при заполнении ее водой, длине зонда 200 см, скорости каротажа 650 м/час и регистрации гамма-квантов с энергией более 3,5 МэВ оказалась равной 528.

Последовательность выполнения операций следующая: измерение и запись на диаграммную ленту величины фона при спуске прибора в скважину; измерение и запись на диаграммную ленту суммарного эффек а от фона и наведенной активности изотопа N при подъеме прибора из скважины; построение по "кважине диаграммы наведенной активности изотопа N представляющей собой разность интенсивностей гамма-лучей, полученных в каждой точке при подъеме и спуске прибора; вычисление по последней диаграмме линейных запасов или средних содержаний фтора в рудных (аномальных по каротажу) интервалах скважины так же, как в известном способе.

В обычно применявшейся при активационном каротаже на фтор последовательности выполнения операций в отличие от предлагаемой суммарный эффект от наведенной активности и фона регистрировался при спуске прибора в скважину, а фон — при его подъеме. Так как постоянство скорости движения прибора в скважине при его спуске поддерживать труднее, чем при подъеме, а в предлагаемом способе погрешность конечного результата определяется главным образом величиной суммарного эффекта (фон сведен к минимуму), для уменьшения ошибок, вносимых непостоянством скорости движения прибора в скважине, целесообразно величину суммарной интенсивности гамма-лучей от фона и наведенной активности измерять при подъеме прибора из скважины. Это обеспечивается размещением источника нейтронов в скважинном приборе выше детектора гамма-квантов.

Формула изобретения

Способ определения концентраций фтора в рудах по скважинам активационным каротажем, основанный на облучении породы потоком нейтронов с энергиями до 11 МэВ и регистрации гамма-активности, наведенной в породе, отличающийся тем, что, с целью снижения порога чувствительности и повышения точности определения концентрации фтора в рудах, производят регистрацию жесткого, с энергией более 2,6-3,0 МэВ гамма-излучения радиоактивности изотопа N наведенной быстрыми

<о нейтронами по реакции F (и a.) N

686516

Составитель С. Ретх

Техред М. Голинка Корректор В. Бутяга

Редактор В. Фельдман

Заказ 5874/47

Тираж 732 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб, д. 4/5.

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 при этом фон измеряют во время спуска прибора в скважину, а общий эффект от наведенной радиоактивности и фона — при подъеме прибора от забоя скважины.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Бардовский В.Я., Копаков A,Â.

Применение метода наведенной активности для выделения рудных зон в скважинах флюоритового месторождения. — Сб. Вопросы рудной геофизики, Госгеолтехиздат, М., 1961, вып. 3.

2. Ингерман В.Г. Выделение флюоритового оруденения в разрезе скважин методом активационного гаммакаротажа. — Сб. Разведочная геофизика, Недра, М., ) 965, въп, 7 (прототип).