Giáo trình địa vật lý giếng khoan part 6

Trở lại với phương trình (5.8) ta có nhận xét hệ số hấp thụ tia gamma của môi trường hay hệ số tắt dần là tổng các hệ số tắt dần tuyến tính của các qúa trình hấp thụ quang điện, tán xạ compton và tạo cặp. Để thuận tiện trong nghiên cứu môi trường vật chất ở các trạng thái rắn, ta dùng một hệ số cơ bản hơn - hệ số hấp thụ khối (àm). Hệ số hấp thụ khối là tỷ số của hệ số tắt dần à chia cho mật độ khối ρb của môi trường...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo trình địa vật lý giếng khoan part 6 Trë l¹i víi ph−¬ng tr×nh (5.8) ta cã nhËn xÐt hÖ sè hÊp thô tia gamma cña m«itr−êng hay hÖ sè t¾t dÇn lµ tæng c¸c hÖ sè t¾t dÇn tuyÕn tÝnh cña c¸c qóa tr×nh hÊp thôquang ®iÖn, t¸n x¹ compton vµ t¹o cÆp. §Ó thuËn tiÖn trong nghiªn cøu m«i tr−êng vËt chÊt ë c¸c tr¹ng th¸i r¾n, ta dïngmét hÖ sè c¬ b¶n h¬n - hÖ sè hÊp thô khèi (µm). HÖ sè hÊp thô khèi lµ tû sè cña hÖ sèt¾t dÇn µ chia cho mËt ®é khèi ρb cña m«i tr−êng (µm = µ/ρb). HÖ sè hÊp thô khèi cu¶ mét chÊt gi¶m khi n¨ng l−îng cña l−îng tö gamma t¨ng.Víi cïng mét møc n¨ng l−îng cña tia tíi, hÖ sè hÊp thô khèi cña c¸c vËt chÊt kh¸cnhau cã gi¸ trÞ gÇn xÊp xØ nhau. §©y lµ ®iÓm rÊt quan träng vµ lµ c¬ së vËt lý cña c¸cphÐp ®o gamma t¸n x¹ trong giÕng khoan. Ph−¬ng tr×nh võa nªu cã thÓ ®−îc viÕt: µ   ( ρb x ) − ρ  Iγ = Ioe b  (5.22) − µm ρb x hay I γ = I o e LÊy logarit (5.22) ta cã: ln I γ = ln I o − µ m ρ b x (5.23) Ta dÔ dµng nhËn thÊy: NÕu c−êng ®é bøc x¹ cña nguån Io vµ hÖ sè µm kh«ng ®æi,kho¶ng c¸ch x tõ nguån ®Õn detector lµ cè ®Þnh th× gi¸ trÞ c−êng ®é phãng x¹ gamma t¸nx¹ Iγ ®o ®−îc sÏ lµ hµm sè chØ phô thuéc vµo mËt ®é khèi ρb cña m«i tr−êng. Tõ ®ã ta cãthÓ t×m ®−îc mét ph−¬ng tr×nh thùc nghiÖm biÓu thÞ mèi liªn hÖ kh¸ chÆt chÏ gi÷a c−êng®é gamma t¸n x¹ víi mËt ®é khèi ρb cña ®Êt ®¸ ë thµnh giÕng khoan. Trong tr−êng hîp n¨ng l−îng cña c¸c tia gamma ®ñ lín, hiÖu øng compton sÏtréi h¬n th× mèi quan hÖ hµm sè Iγ = f(ρb) cµng chÆt chÏ vµ do ®ã ng−êi ta gäi phÐp ®ogamma t¸n x¹ nµy lµ ph−¬ng ph¸p gamma t¸n x¹ mËt ®é (Formation Density - FDC(Schlumberger); Compensated Density Log- CDL (Halliburton)). Ng−îc l¹i, nÕu dïng nguån phãng x¹ gamma cã n¨ng l−îng thÊp, hiÖu øng hÊpthô quang ®iÖn sÏ chiÕm −u thÕ khi tia gamma t−¬ng t¸c víi m«i tr−êng nghiªn cøu(Xem h×nh 5.4). C−êng ®é gamma ®o ®−îc Iγ sÏ chñ yÕu phô thuéc vµo sè electrontrong mét ®¬n vÞ thÓ tÝch m«i tr−êng hay tû lÖ nghÞch víi sè c¸c nguyªn tè nÆng (Bi,W, Pt, Au, Ag, Pb, ) trong m«i tr−êng ®ã. Dùa vµo ®Æc ®iÓm ®ã, ta cã thÓ ph¸t hiÖn rac¸c ®íi trong l¸t c¾t ch÷a c¸c nguyªn tè nÆng. PhÐp ®o nh− vËy trong giÕng khoan(dïng nguån chiÕu tia gamma n¨ng l−îng thÊp) gäi lµ ph−¬ng ph¸p gamma t¸n x¹chän läc. 136 5.3.3.2. S¬ ®å ®o gamma t¸n x¹ trong giÕng khoan H×nh 5.14 lµ s¬ ®å nguyªn t¾c khi thùc hiÖn phÐp ®o gamma t¸n x¹ trong giÕngkhoan. Trong s¬ ®å cã c¸c khèi sau: 1- khèi khuyÕch ®¹i, 2- bé läc b»ng d−¬ng b¶ntruyÒn x¹, 3- Ng¨n tÝch ph©n, 4- Bé ghi, 5- khèi nguån nu«i, 6- khuyÕch ®¹i s¬ bé, 7-bé cao ¸p, 8- detector, 9- R∙nh cöa sá, 10- mµn ch×, 11- nguån phãng x¹ gamma, 12-c¸p, 13- thanh ®Ì ¸p s−ên. + Nguån phãng x¹gamma trong c¸c phÐp ®ogamma t¸n x¹ lµ c¸c nguån ho¸häc: - 60Co: ®ång vÞ ph¸t x¹ 1 - KhuyÕch ®¹ic¸c l−îng tö gamma cã n¨ng 2 - ChuÈn xungl−îng 1,17MeV ®Õn 1,33MeV. 3 - Ng¨n tÝch ph©n 4 - Bé ghi 5 - Nguån nu«i - 137Cs: ®ång vÞ ph¸t x¹ 6 - KhuyÕch ®¹i s¬ béc¸c l−îng tö gamma cã n¨ng 7 - Bé cao ¸pl−îng kho¶ng 0,622MeV. 8 - Detector 9 - R·nh ®Þnh h−íng 10 - Mµn ch× - 75Se: ®ång vÞ ph¸t x¹ c¸c 11- Nguån phãng x¹ 12 - C¸pl−îng tö gamma cã n¨ng l−îng 13 - Lß so Ðp s−êntrung b×nh kho¶ng 0,268MeV. + Detector th−êng lµlo¹i nh©n quang ®iÖn dïng tinhthÓ NaI(Tl). H×nh 5.14. S¬ ®å nguyªn t¾c ®o Gamma t¸n x¹ ®Þnh h−íng + M¸y giÕng (Zond)cÊu t¹o ®Æc biÖt nh»m lo¹i bá tèi ®a c¸c ¶nh h−ëng cña m«i tr−êng xung quanh. - C¸c khèi nguån vµ khèi ®o cña m¸y giÕng ®−îc l¾p ®Æt trong mét èng trô b»nghîp kim nhÑ cã ®−êng kÝnh nhá h¬n ®−êng kÝnh danh ®Þnh cña giÕng khoan. - ¸p s−ên nhê mét hÖ lß so vµ c¸nh tay g¹t. - Detector vµ nguån phãng x¹ ®−îc ®Æt trong mµn ch× c ...