감마선 로깅
Gamma ray logging |
 | 이 글은 검증을 위해 인용구가 추가로 필요하다.– · · 책· · (2011년 10월)(이 |
| 웰 로깅 방법 |
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감마선 로깅은 자연적으로 발생하는 감마선을 측정하여 보어홀이나 드릴홀의 암석이나 침전물을 특징짓는 방법이다. 채굴, 광물탐사, 수위굴착, 석유 및 가스우물굴착에서의 형성평가 및 기타 관련 용도에 사용되는 유선 벌목법이다.[1] 암석의 종류에 따라 자연 감마선의 양과 스펙트럼이 다르다. 특히 셰일즈는 방사성 칼륨이 점토 함량의 공통 성분이고 점토의 양이온교환능력으로 우라늄과 토륨을 흡수하기 때문에 사암, 석고, 소금, 석탄, 돌로마이트, 석회석 등 다른 퇴적암보다 감마선을 더 많이 방출한다. 이러한 셰일즈 및 사암석/탄산염 암석 사이의 방사능 차이는 감마선 도구가 셰일즈 및 비 셰일즈를 구별할 수 있게 한다. 그러나 그것은 둘 다 감마선 로그에 유사한 편향을 가지고 있기 때문에 탄산염과 사암을 구별할 수 없다. 따라서 감마선 로그는 스스로 좋은 석회학적 로그를 만든다고 말할 수는 없지만, 실제로는 감마선 로그를 층상 로그와 나란히 비교한다.
감마선 로그는 다른 유형의 웰 로깅과 마찬가지로 드릴 구멍 아래로 기기를 내리고 깊이와 함께 감마선 변화를 기록함으로써 이루어진다. 미국에서는 가장 일반적으로 1/2피트 간격으로 측정값을 기록한다. 감마선은 보통 석유 산업에 의해 측정된 API 단위로 기록된다. 감마선은 주로 보어홀을 채우는 유체의 특성 때문에 보어홀의 직경에 따라 감쇠되지만 감마 로그는 일반적으로 질적인 방법으로 사용되기 때문에 진폭 보정이 필요하지 않다.
세 가지 원소와 그 붕괴 사슬은 암석이 방출하는 방사선에 대한 책임이 있다: 칼륨, 토륨, 우라늄. 셰일즈는 종종 점토 함량의 일부로 칼륨을 함유하고 있으며 우라늄과 토륨을 흡수하는 경향이 있다. 공통 감마선 로그는 총 방사선을 기록하고 방사성 원소를 구별할 수 없는 반면 스펙트럼 감마선 로그(아래 참조)는 이를 수 있다.
표준 감마선 로그의 경우 감마선 방사선의 측정값은 우라늄농도(ppm), 토륨농도(ppm), 칼륨농도(ppm)로 계산한다. 예: GRAPI = 8 × 우라늄농도(ppm + 16 × 칼륨농도)로 계산한다. GR API 계산에서 우라늄 농도의 가중 특성 때문에 비정상적인 농축 우라늄은 깨끗한 모래 저장소를 셰일리로 보이게 할 수 있다. 이러한 이유로 스펙트럼 감마선을 사용하여 각 원소에 대한 개별 판독값을 제공하여 변칙적인 농도를 찾아 적절히 해석할 수 있다.
감마 로그가 일부 다른 유형의 우물 통나무에 비해 이점은 감마 로그가 철과 시멘트 벽을 뚫고 작동한다는 것이다. 콘크리트와 강철은 감마선의 일부를 흡수하지만, 질적 결정이 가능하도록 강철과 시멘트를 충분히 이동한다.
어떤 곳에서는 비셰일즈가 감마선의 높은 수준을 나타낸다. 예를 들어, 사암은 우라늄 광물, 칼륨 장석, 점토 충전물 또는 암석의 정상 감마선 판독치보다 높게 만드는 석판 파편을 포함할 수 있다. 석탄과 돌로마이트는 흡수된 우라늄을 포함할 수 있다. 증발산염 퇴적물은 실바이트와 카르날라이트 같은 칼륨 광물을 포함할 수 있다. 이 경우 스펙트럼 감마선 로깅을 수행하여 이러한 이상 징후의 원인을 식별해야 한다.
스펙트럼 로깅
스펙트럼 로깅은 암석 형성의 자연 방사능을 통해 방출되는 감마선의 스펙트럼 또는 수와 에너지를 측정하는 기법이다. 지구상에 자연방사능의 주원인은 칼륨(40K), 토륨(기본적으로 232Th, 230Th), 우라늄(기본적으로 238U, 235U)이다. 이러한 방사성 동위원소는 각각 MeV에서 측정한 고유 에너지 수준을 갖는 감마선을 방출한다. 이러한 감마선의 양과 에너지는 섬광계로 측정할 수 있다. 자연 감마선 방사선에 대한 분광 응답의 로그는 보통 칼륨(%), 토륨(ppm) 및 우라늄(ppm)의 중량 비율을 나타내는 총 감마선 로그로 표시된다. 무게 분율의 일차 표준은 3개의 동위원소가 알려진 지질 형성이다. 자연 감마선 분광 로그는 1950년대부터 연구되어 왔지만 1970년대 초에 일상적으로 사용되었다.
각 방사성 구성요소와 관련된 특성 감마선 선:
- 칼륨 : 감마선 에너지 1.46 MeV
- 토륨 시리즈: 감마선 에너지 2.61 MeV
- 우라늄-라듐 시리즈: 감마선 에너지 1.76MeV
스펙트럼 감마선 로그의 사용에 대한 또 다른 예는 카올리나이트나 일라이트 같은 특정한 점토 유형을 식별하는 것이다. 이것은 카올리나이트가 칼륨을 침출하여 열대 토양에서 장석으로 형성될 수 있기 때문에 퇴적 환경을 해석하는 데 유용할 수 있으며, 따라서 칼륨 수치가 낮으면 하나 이상의 팔레오솔이 있음을 나타낼 수 있다.[2] 특정 점토 광물의 식별은 저장 암석의 효과적인 다공성 계산에도 유용하다.
광물 탐사에 사용
감마선 로그는 광물 탐사, 특히 인산염, 우라늄, 칼륨염 탐사에도 사용된다.
