Для реализации метода ГК-С использована опытная партия аппаратуры Киевского завода СГСЛ-6м в многоканальном варианте (с анализатором АМА-02Ф1 и бортовой ЭВМ-ДВК-4) для регистрации энергетического спектра гамма-квантов. Для обработки материалов ГК-С разработан пакет программ, позволяющий получать значения концентраций (Q) U, Th и К и их погрешностей (dQ) по методу стандартных спектров, разравнивать данные по глубине, используя магнитные метки, и выводить результаты как в текстовом виде, так и в виде диаграмм. Стандартные спектры измерялись на Государственных стандартных образцах естественных радиоактивных элементов (ГСО-ЕРЭ), созданных в метрологическом центре НПГП бывшего ВНИИЯГГа.

Для учета скважинных условий измерений использовалась методика, предложенная Д.А. Кожевниковым [2], на базе которой создано соответствующее программное обеспечение и осуществлена его проверка на материалах, полученных при каротаже в открытом стволе и после обсадки одной и той же скважины. На рис.1, приведены данные ГК-С для отложений терригенного девона, вскрытого скв. 24180 Абдрахмановской площади Ромашкинского месторождения. В первой колонке приведены диаграммы скоростей счета за 1 мин в интегральном канале при каротаже до и после обсадки скважины без внесения поправок за скважинные условия.

Диаграммы для каротажа в обсаженной скважине представлены толстой линией, в необсаженной - тонкой. Диаграммы повторяют конфигурации друг друга, заметно расходясь в зоне с повышенной радиоактивностью. Во второй, третьей и четвертой колонках наложены друг на друга результаты расчета содержания К, U(Ra) и Th для измерений до (тонкая линия) и после (толстая линия) обсадки с учетом условий каротажа. Учет параметров скважины позволяет получать адекватные результаты. Расхождение концентраций элементов до и после обсадки не выходит за коридоры ошибок на уровне доверительной вероятности 67 % для всех определяемых элементов.

Для проверки правильности расчета проведено сопоставление результатов каротажа скв. 29482 с определениями на образцах керна (рис.2). На этом рисунке видно неплохое согласование данных. При сопоставлении материалов каротажа с концентрациями, полученными из керна, необходимо учитывать объем и массу исследуемого материала, которые отличаются на несколько порядков.

В качестве примера использования ГК-С для решения геолого-промысловых задач приведены результаты определения содержания радиоактивных элементов, полученные при каротаже скв. 22235 (рис.3) и рассчитанные по ним коэффициенты глинистости. Изучались терригенные, терригенно-карбонатные и карбонатные породы, слагающие отложения верхнего девона.

В первых четырех колонках даны значения интегрального счета и концентрации К, U(Ra), Th пo стволу скважины. В пятой колонке - результаты расчетов коэффициента глинистости К_гл как функции произведения концентраций калия и тория (калий-ториевый индекс КТИ = Q(K) • Q(Th) [5]:

В качестве КТИ_max применялось значение максимального произведения концентраций К и Th в одном из пропластков кыновских глин; значение КТИ_min находилось программным путем по всему массиву исходных данных.

Радиоактивность терригенных пород вызвана главным образом Th и К, концентрация которых определяет суммарную радиоактивность и зависит от глинистой составляющей [1]. Как видно из приведенной диаграммы (КТИ), К_гл для кыновских глин (1780-1790 м) близок 1, а при отсутствии глин (репер "Аяксы" 1778-1779,5 м) - 0.

В карбонатном разрезе, представленном в верхеней части диаграммы и соответствующем отложениям семилукско-бурегского времени (выше 1774 м), повышенмая радиоактивность обусловлена накоплением урана. Семилукско-бурегские отложения относятся к типу доманикитов и характеризуются увеличенным содержанием битуминозного вещества. При интерпретации ГК-И К_гл достаточно высок - отдельные слои этих отложений характеризуются величиной 0,6, а при обработке ГК-С получается, что эти отложения содержат небольшие концентрации К и Th и, следовательно, в них низкое содержание глин. Таким образом, формальная интерпретация ГК-И данной скважины дает неправильный результат.

Для выявления, к каким объектам в пласте приурочено повышенное содержание U, были исследованы шлифы из этих отложений с помощью f-радиографии. Они показали, что атомы урана связаны с битуминозным веществом. Следовательно, с помощью спектрометрического гамма-каротажа в доманикитах можно определять места скопления битумозного вещества по повышенному содержанию урана.

С точки зрения возможностей метода ГК-С для литологического расчленения разреза наглядно разделение семилукских и саргаевских (-1774-1778 м) образований. Отложения саргаевского горизонта, являющиеся верхней частью региональной покрышки, представлены известняками и мергелями с прослоями известково-глинистых битуминозных сланцев, известковых аргиллитов и доломитов. Для пород характерны тонкая слоистость и темно-серая окраска за счет обогащения пород гелевидным органическим веществом [3]. Присутствие глинистого материала в этих отложениях привело к увеличению в них содержания Th и К, а наличие органического вещества определяет повышенное содержание U(Ra). Поэтому несмотря на то, что суммарная радиоактивность, обусловленная излучением всех трех элементов, в саргаевских и семилукских отложениях примерно одинаковая, раздельное определение каждого из излучателей позволяет различать эти горизонты. На более мелких пластах это можно показать в семилукских отложениях (пропластки на глубине 1768 и 1770 м содержат небольшое количество глинистого материала).

Полученные материалы подтвердили перспективность использования ГК-С при изучении природы повышенной радиоактивности отложений, оценке глинистости пород, детальном расчленении разреза, выделении битумозных пропластков при наличии связи органического вещества с содержанием U(Ra).

1. Готтих Р.П. Радиоактивные элементы в нефтяной геологии. - М.: Недра, 1980.
2. Кожевников Д.А. Гамма-метод изучения естественной радиоактивности горных пород в нефтегазовых скважинах (интерпретационно-метрологическое обеспечение). - МИНГ,1989.
3. Роль покрышек в формировании залежей нефти в отложениях палеозоя (на примере Татарской АССР) В.В. Стасенков, Р.Х. Муслимов, Э.И. Сулейманов и др. - М.: ВНИИОЭНГД988.
4. Фёртл В.Х. Спектрометрия естественного гамма-излучения в скважине // Нефть, газ и нефтехимия за рубежом. - 1983.-№3-11.
5. Interpretation of the spectral gamma ray. -Gearhart Industries, Inc/, 1986.

Some problems of spectrometric modification of gamma-logging (GL-S) carrying out and application of its results are regarded in the article. The authors carried out logging of 16 wells at Romashkin field in the Devonian deposits by use of the experimental aparatus SGSL-6M toguether with a governing computer DVK-4M. Proceeding of the obtained information was done with correction of depth by magnetic marks and taking under consideration wells conditions. Logging diagramms of K, U (Ra), Th concentrations are given in the article with corrections, taking under consideration wells conditions before and after casing. Discrepancy of radio-active elements concentrations diagramms before and after casing does not exeed the error of concentration measuring. Correlation of measuring results, carried out in wells conditions and in the samples is given. The results of GL-S are shown for the Devonian deposits of Tatar dome. Some problems are regarded in the article such as: total clayiness definition by К and Th concentration in the studied deposits, bitumen layers picking out in the Domanic deposits by U (Ra) concentration and Semiluk and Sargaevsk deposits division as an example of lithological division of the sequence.

Рис.2. Сопоставление концентраций U(Ra), Th, К, определенных по каротажным данным и по измерениям образцов керна для скв. 29482 Холмовской площади Ромашкинского месторождения: