книги из ГПНТБ / Инструкция по гамма-каротажу при поисках и разведке урановых месторождений

тория в г'-ой пробе &-го интервала, а пи — число проб в каждом интервале. Построение графика корреляционной зависимости проводят так, как об этом сказано в 4.10, причем значения qTtSk) откладывают по оси ординат.

4.16. При отсутствии корреляционной зависимости меж концентрациями тория и радия (урана) в рудах дальнейшие ис­ следования проводят на основе данных по групповым пробам, составляемым (или отбираемым) с учетом геохимической и мор­ фологической зональности, путем построения по этим данным вариационных графиков по торию (см. 4.11). Если вариацион­ ный график имеет один максимум, то по всей совокупности дан­ ных по концентрациям тория в групповых пробах подсчитывают среднеарифметическое значение, среднеквадратичное отклонение и коэффициент вариации тория по формулам

П

Если концентрация урана в рудах много больше концентрации тория (в среднем до 5 раз) и коэффициент вариации V не пре­ вышает 50%, то по месторождению в целом или в пределах вы­ деленных зон вводят единую поправку в результаты гамма-каро­ тажа, исходя из полученного среднего значения концентрации

тория, <тгл (4.15). Если же концентрация тория сравнима с кон­ центрацией урана, то единую поправку в результаты гамма-ка­ ротажа вводят в том случае, если коэффициент вариации V

(4.17) меньше 25%.

Если не удается установить закономерности распределения тория и выделить зоны с постоянным средним значением кон­ центрации тория, то целесообразно исследовать распределение величины торий-уранового отношения

Если статистической обработкой лабораторных анализов проб керна не удается выявить закономерностей в распределении qrh

40

и Ктн, то данные гамма-каротажа нельзя непосредственно ис­ пользовать для получения исходных данных к подсчету запа­ сов. В этом случае при наличии благоприятных условий прово­ дят работы с целью оценки возможности использования гаммаспектрометрального каротажа.

Влажность руд

4.17. Влажность руд рассчитывают по формуле

(4. 19)

где Рвл — вес пробы руды с естественной влажностью, а Рсух — вес воздушно-сухой пробы. Поправку на влажность вводят в том случае, если она более 0,03 (3%).

4.18. Влажность определяют в лабораторных условиях по рудным образцам керна и рудным пробам из горных выработок. Для определения влажности используют только хорошо сохра­ нившийся керн с ненарушенной внутренней структурой.

Влажность определяют раздельно для каждой литологиче­ ской разности пород. Каждая литологическая разность должна быть охарактеризована не менее, чем 20 определениями.

в. Особенности интерпретации диаграмм гамма-каротажа над рудами с высокой концентрацией урана

4.19. Высокие концентрации урана в руде повышают ее Zэфф по сравнению с Zaфф вмещающих пород, что нарушает прямую пропорциональную зависимость между измеренной скоростью счета импульсов и концентрацией урана. В основу количествен­ ной интерпретации диаграмм гамма-каротажа, обусловленных рудами с высокими концентрациями урана, положен способ при­ ведения (трансформации) зарегистрированных значений скоро­ стей счета (/изм) к величинам, которые были бы получены для

руд с параметрами N и Z3фф рудообразующей основы (/тр), (см. 4.2). Способ трансформации применяют в том случае, если скорость счета превышает предельно допустимые значения, ука­ занные в таблице 4.5.

Для трансформации используют данные таблицы 4.6.

Для руд, у которых N отличается от единицы более, чем на 0,03, приведенные в таблице 4.6 значения / тр и /Изм следует ум­

ножить на N.

Для удобства рекомендуется приведенные в таблице 4.6 дан­ ные представить в виде графика трансформации, отложив /тР по оси абсцисс.

4.20. Трансформацию гамма-каротажных диаграмм осуществ­ ляют по точкам путем замены измеренного значения скорости

41

Таблица 4.5

Предельно допустимые значения скоростей счета импульсов при гамма-каротаже, интерпретацию результатов которого проводят без трансформации

Трансформированные значения скоростей счета для интерпретации результатов гамма-каротажа богатых урановых руд

счета, /„зм, соответствующим трансформированным, / тр. Перед трансформацией диаграммы гамма-каротажа перестраивают в линейный масштаб по оси скоростей счета (см. 3.7). Для упро­ щения рекомендуется при построении графика трансформации заменить измеренные значения скоростей счета, /изм, м/ср/ч, соот­ ветствующим числом делений шкалы регистратора или мм диа­ граммной ленты по градуировочной характеристике прибора. Для этого построенную обычным образом градуировочную ха­ рактеристику (см. 1.39, рис. 4.5, 1а) разбивают горизонтальными линиями на 7—8 частей и точки пересечения этих линий с гра­ дуировочной характеристикой сдвигают вправо (без изменения масштабов!) настолько, чтобы значения скоростей счета соответ­ ствовали их трансформированным значениям (см. рис. 4.5, 2а).

42

Для трансформации можно пользоваться шаблоном из прозрачной пласт­ массы шириной 2—3 см, толщиной порядка 1,5 мм и длиной на 4—5 см боль­ ше ширины диаграммной ленты. В середине линейки по ее длине делают про­ резь шириной до 2 мм и длиной на 2—3 см больше ширины диаграммной ленты. На линейку с одной стороны прорези наносят для каждого диапазо-

Показания регистратора, мм

Рис. 4.5. Пример совмещения градуировочного графика с графиком трансформации.

а. I — основной градуировочный график, 2 — перестроенный с учетом графика трансформации, соответствующего данным табл. 4.6 (£Эфф” 16, Ji—l) при Крр —100%, 3 и 4 — то же при Крр —

-50% и 150% соответственно.

б. Примерная форма шаблона для перестроения результатов гамма-каротажа в линейный мас­ штаб с учетом графика трансформации. Оцифровка соответствует графику 2 рис. 4.5, а.

кэ «нелинейную» шкалу, а с другой — «линейную». Для построения «нели­ нейной» шкалы строят градуировочную характеристику с учетом данных транс­ формации (в масштабе диаграммной ленты), разбивают ее вертикальными линиями на 7—8 равных частей, проводят из точек пересечения этих линий е градуировочной характеристикой горизонтальные линии до пересечения с ссью ординат и полученным значениям на диаграммной ленте (мм) припи­ сывают соответствующие значения скоростей счета. Линейный масштаб на­ ходят путем линейной экстраполяции начальной части градиуровочной ха­ рактеристики. Шаблон, соответствующий графику 2 рис. 4.5а, показан на

рис. 4.56.

43

Подлежащую трансформации часть диаграммы гамма-каротажа разби­ вают вертикальными линиями (через 2 мм, если каротаж выполнен в мас­ штабе 1 :50) и каждую точку пересечения этих линий с диаграммой транс­ формируют. При пользовании шаблоном первоначально по «нелинейному» масштабу определяют / язм И полученную величину откладывают на линей­ ной шкале.

Построение результатов гамма-каротажа в линейный мас­ штаб с одновременной трансформацией иллюстрирует рис. 4.6.

Рис. 4 6. Пример интерпретации данных гамма-каротажа скважин, вскрываю­ щих богатые урановые руды.

4.21. После трансформации диаграммы гамма-каротажа и терпретируют в соответствии с требованиями 4.24—4.28, 4.32— 4.46. Поправки на нарушение радиоактивного равновесия вносят непосредственно в результаты гамма-каротажа до их трансфор­ мации, а остальные — после трансформации согласно рекомен­ даций 4.30, 4.31, 4.47—4.50. Можно совместить учет наруше­ ния равновесия с операцией по трансформации и учетом нели­ нейности градуировочной характеристики. Для этого градуиро­ вочную характеристику расчерчивают горизонтальными линиями на 7—8 частей, значения скоростей счета, соответствующие точ­ кам пересечения этих линий с градуировочной характеристикой, делят на коэффициент радиоактивного равновесия (Крр, см. 4.7),

44

заменяют полученное значение соответствующим трансформиро­ ванным и откладывают полученную величину на продолжении соответствующей горизонтальной линии. Учет КРР при построе­ нии графика трансформации иллюстрируется графиками 3 и 4

рис. 4.5а.

г. Особенности интерпретации диаграмм гамма-каротажа над рудными пересечениями и переменной плотностью

4.22. Если плотности рудных тел р и вмещающих пород pi имеют различные значения, а средняя мощность рудных тел на месторождении больше некоторого предельного значения /imin, такого, что ошибка из-за неучета различия плотностей не превы­ сит погрешности определения концентрации урана (5%). то при интерпретации диаграмм гамма-каротажа изменение плотности не учитывают. Для определения hmia поступают следующим об­ разом. Первоначально по графику рис. 4.7 * для данного

у - = -р находят минимально допустимое значение отно­

шения sjS. Затем для этого s/S по одному из графиков рис. 4.19, принимая в качестве плотности значение р, находят для соответ­ ствующего диаметра скважины величину h, которую и прини­ мают в качестве /imin-

Если урановая руда находится на контакте пород с различ­ ными плотностями — рк со стороны кровли и рп со стороны по­ дошвы, — причем рк и рп различаются между собой не более, чем на 20%, то и в этом случае разницу в плотностях не учитывают.

4.23. Плотность руд и вмещающих пород определяют в лабо­ раторных условиях по образцам керна и пробам из горных выра­ боток или, в условиях горных выработок, методом ослабления гамма-излучения в геометрии широкого пучка.

Для определения плотности используют хорошо сохранив­ шийся керн с ненарушенной внутренней структурой.

Плотность определяют раздельно для каждой литологической разности пород. Каждая литологическая разность должна быть охарактеризована не менее, чем 20 определениями.

Если не удается установить плотностной разрез по скважине и осуществить его привязку к гамма-каротажной диаграмме, то определение параметров по отдельным рудным пересечениям, где ЛСЛтш или когда рк отличается от рп более, чем на 20%, проводят по данным геологического опробования керна.

* Рис. 4.7 помещен вкладкой в конце книги.

45

а. Определение мощности рудных пересечений

иконцентраций в них урана

4.24.Интерпретацию данных гамма-каротажа с помощь ЭВМ производят по программам, реализующим счет по формуле

N

где q (хп) — концентрация урана (в равновесии с продуктами распада) в точках с координатами хп по оси скважины, Ко — пересчетный коэффициент, ПбУР и П0вс — поправки на поглоще­ ние гамма-излучения в буровом растворе и обсадных трубах (см. 4.5, 4.6), / (х„+ М ) — скорость счета импульсов в точках с коор­ динатами х = х „+ М , выраженная в мкр/ч по радиевому источ­ нику, А — интервал между соседними точками, Ви — коэффици­ енты, зависящие от плотности руды и плотности бурового рас­ твора, от диаметров скважины и скважинного прибора, от тол­

щины обсадных труб и от угла встречи скважины с рудным те-

N

лом, N — число, выбранное с таким расчетом, чтобы 2 Ви от-

H - - N

личилась от 1 не более, чем на 0,005.

4.25. Коэффициенты Вh для условий, соответствующих усло­

приведены в приложении 12; число коэффициентов Вь в табли­ цах приложения ограничено 8 значениями (N = 7).

Поправки на поглощение гамма-излучения в буровом раство­ ре и обсадных трубах находят из таблиц 4.1 и 4.2 (см. 4.5

и4.6).

4.26.Программы, предназначенные для количественной ин­

терпретации результатов гамма-каротажа, должны быть состав­ лены так, чтобы на печать выдавались следующие данные: но­ мер скважины, номер скважинного прибора, скорости счета им­ пульсов (в мкр/ч) в точках, отстоящих друг от друга на интер­ вал (шаг квантования) А с привязкой их по глубине, сумма ско­ ростей счета по интерпретируемым интервалам, пересчетный коэффициент Ко, поправки на поглощение гамма-излучения в бу­ ровом растворе и обсадных трубах, коэффициенты 5*, концент­ рация урана через интервал А (результаты интерпретации) и сумма концентраций нарастающим итогом. Если участок гаммааномалии проинтерпретирован правильно, то сумма исходных данных, деленная на Ко- П§У1>- П0бс, равна с погрешностью до 0,5% итоговой сумме результатов интерпретаций.

46

Для обработки результатов гамма-каротажа с целью опреде­ ления исходных данных к подсчету запасов следует использо­ вать программы из Государственного или Отраслевого фондов алгоритмов и программ.

4.27. Диаграммы гамма-каротажа, предназначенные для ин­ терпретации на ЭВМ, нужно предварительно оцифровать, то есть представить своими значениями, следующими друг за другом с шагом Д. Если угол встречи скважины с рудным телом а>65°, то А принимают равным 10 см, а когда 30°<а<65°, то оцифров­ ку ведут с шагом A=10/sinct см, округлая значения sin а до 0,1. Во всех случаях выход в нормальное поле должен быть охарак­ теризован не менее, чем 8 точками. Если детализационный гам­ ма-каротаж проведен в масштабе 1: 50, то подлежащий оциф­ ровке участок аномалии нужно разграфить линиями, перпенди­ кулярными оси глубин, через 2 мм, а соответствующие значения скоростей счета на диаграммной ленте измерить линейкой с де­ лениями. Для оцифровки можно пользоваться специально при­ готовленным из прозрачной пластмассы шаблоном шириной на 1—2 см больше ширины диаграммной ленты, на который нанесе­ на разграфка через 2 мм по оси глубин и через 1 мм по оси ско­ ростей счета. Результаты оцифровки выражают в мкр/ч или миллиметрах диаграммной ленты. В последнем случае резуль­ таты оцифровки округляют до 0,5 мм, а перевод в мкр/ч осуще­ ствляют на ЭВМ путем ввода в нее градуировочной характери­ стики.

Форма журнала подготовки исходных данных для обработки на ЭВМ дана в приложении 13.

4.28. В результате интерпретации данных гамма-каротажа по программе, реализующей счет по формуле (4.20), будет полу­ чено распределение концентраций урана q вдоль оси скважины, заданное своими значениями через интервал А. Получаемые при вычислении «отрицательные» значения q заменяют нулями *. Концентрации, получаемые на выходе ЭВМ, распространяют на соответствующий интервал А, принятый для оцифровки анома­ лий (см. 4.27), — по А/2 в обе стороны от точки, в которой про­ ведена оцифровка. Границы рудных тел устанавливают в преде­ лах интервалов, в которых концентрация урана равна заданной бортовой. Исключение составляет случай, когда концентрация урана в 1-м интервале и в соседнем ,с ним интервалах, q^\ и qi+1, связаны соотношением

0,8 <

В этом случае границу проводят через середину интервала А. Среднюю концентрацию урана в выделенных границах находят

* Появление большого числа отрицательных значений q свидетельствует о неправильном выборе коэффициентов В к,

4"

путем вычисления среднеарифметического значения по всем точ­ кам, включенным в рудный интервал (включая и точки, через которые проходит граница).

С помощью ЭВМ можно расчленять отдельные рудные про­ пластки, отстоящие друг от друга на расстояниях 2А и более.

В качестве примера на рис. 4.8 приведены результаты интерпретации данных гамма-каротажа по одной из скважин. Данные гамма-каротажа по-

Рис. 4.8. Пример интерпретации результатов гамма-карота­ жа с помощью ЭВМ.

казаны на рисунке сплошной линией; она проведена через значения скоро­ стей счета в точках отсчета, отстоящих друг от друга на интервал Д=10 см. Результаты интерпретации на ЭВМ показаны крестиками. Из рис. 4.8 видно, что по данным графической интерпретации в рудном теле выделяются три пропластка мощностью 60, 40 и 50 см. Интерпретация с помощью ЭВМ дает для этих же пропластков соответственно 60, 45 и 45 см. Кроме того, каж­ дый из первых двух пропластков расчленяется на два маломощных.

б. Введение поправок в результаты интерпретации

4.29. Поправки на нарушение радиоактивного равновеси вводят следующим образом;

—если установлена корреляционная связь между Крр и концен­ трацией радия в рудах, то каждое значение q на выходе ЭВМ (см. 4.24) делят на соответствующее этому q значение КРР из графика зависимости КРР от концентрации радия;

—если корреляционная связь между КРР и концентрацией радия отсутствует, то поправку на нарушение радиоактивного равнове­ сия учитывают путем замены пересчетного коэффициента /Сопро-

48

изведением /Со-Крр, где Крр — среднее значение коэффициента ра­ диоактивного равновесия на месторождении (или по отдельным его зонам, см. 4,11).

4.30. Поправки на наличие в рудах тория вводят после введе­ ния поправок на поглощение гамма-излучения буровым раство­ ром и обсадными трубами. Если на месторождении или в пре­ делах отдельных его участков концентрация тория (или торийурановое отношение) сохраняется в среднем постоянной, то по­ правку на торий вводят по формулам

<4*22>

где q — концентрация урана, полученная на выходе ЭВМ и вы­ численная по формуле (4.20), а С — урановый эквивалент тория, равный 0,4. При наличии корреляционной зависимости между концентрациями тория и радия (урана) поправку на наличие в рудах тория вводят по формуле (4.21), в которой <7тл берут из соответствующего корреляционного графика — в зависимости от способа интерпретации.

4.31. Поправку на влажность вводят в каждое значение q, вычисленное по формуле (4.20), путем деления его на (1—В), где В определено формулой (4.19), (см. 4.17) или же заменив пересчетный коэффициент Ко произведением Ко (1—В).

3. Г Р А Ф И Ч Е С К И Й С П О С О Б

ИН Т Е Р П Р Е Т А Ц И И

4.32.В основу графического способа количественной интер­

претации результатов гамма-каротажа положена зависимость

где 5 — площадь гамма-аномалии, he— мощность рудного пере­ сечения (в границах оруденения по стволу скважины), q — сред­ няя концентрация урана в рудном теле, а К — коэффициент про­ порциональности, численно равный скорости счета импульсов при измерении гамма-излучения в бесконечной однородной среде с единичной концентрацией равновесного урана (см. 4.1).

а. Определение мощности

4.33.В зависимости от формы гамма-аномалии (от ее ширины

икрутизны на крыльях) для определения границ рудного тела по стволу скважины (видимой мощности) применяют следующие способы: