Geophysical technology for determining the ground parameters (methods and apparatus)

Autor: Bondarenko, M.S., Yevstakhevych, Z.M., Kulyk, V.V., Diachenko, S.I., Dmytrenko, O.V., Kamilova, O.V.
Rok vydání: 2023
Předmět:
Zdroj: Геофізичний журнал; Том 45 № 1 (2023)
Geofizicheskiy Zhurnal; Vol. 45 No. 1 (2023)
Геофизический журнал; Том 45 № 1 (2023)
ISSN: 2524-1052
0203-3100
DOI: 10.24028/gj.v45i1.275179
Popis: At the Institute of Geophysics of the National Academy of Sciences of Ukraine a modern technology for ground investigation has been created for solution of the engineering geological problems, including seismic microzonation. Technology is based on the methods and apparatus of radioactive logging (RL), which involves neutron-neutron logging (NNL), gamma-gamma density logging (DL) and gamma-ray logging (GR). The paper presents the results of the development of radioactive logging apparatus as an integral part of the new technology. Set of prototype dual-channel tools, namely 2NNL (dual-spacing NNL) and DL+GR, prototype three-component tool 2NNL+DL+GR, surface control and registration console were developed and produced on the basis of the modern elemental base. The 2NNL tool makes it possible to determine neutron porosity in two ways: single-sonde method and compensation method. Compensation neutron logging, in particular, aims to determine the porosity in the presence of anomalous neutron absorbers in the rock, and also, in combination with the single-sonde method, to estimate the content of anomalous absorbers. GR-channel of the DL+GR tool was equipped the same gamma-ray detector as the DL-channel. Here, the GR-detector performs a dual function: 1)integral registration of natural gamma-ray of ground, 2)account of natural background in the total readings of the DL-detector. The three-component radioactive logging tool combines three RL-methods and includes all the advantages of dual-channel tools. The obtaining a results in one trip by this tool is particularly important for relatively deep boreholes. According to the experimental results, the optimal intervals between sources and detectors of radiation in the created combined RL tools were established. The importance of adjustment and controlling the signals of sensors of the RL tools is shown; the new console allows to perform these procedures operational. The created apparatus increases the productivity and efficiency of logging operations by reducing the number of trips, digital recording, storage and transmission of information, and by using of a computer programs for processing and interpreting the results of borehole measurements. The effectiveness of the developed apparatus, together with the appropriate metrological and interpretation-methodical support, has been demonstrated on specific examples of borehole investigations and confirmed by independent laboratory data. The technology allows to determine the following engineering geophysical parameters: total density, dry ground density, content of shale, porosity, volume moisture, water saturation factor, groundwater level, etc.
В Інституті геофізики НАН України для розв’язання інженерно-геологічних задач, зокрема сейсмічного мікрорайонування, створено сучасну технологію дослідження ґрунтів на основі методів і апаратури радіоактивного каротажу (РК) у складі нейтрон-нейтронного каротажу (ННК), гамма-гамма густинного каротажу (ГГК) і гамма-каротажу (ГК). У статті наведено результати розробки апаратури РК як невід’ємної складової нової технології. На основі сучасних електронних комплектуючих розроблено і виготовлено: комплект експериментальних двоканальних приладів 2ННК (двозондовий ННК) та ГГК+ГК, експериментальний трикомпонентний прилад 2ННК+ГГК+ГК, наземний пульт керування і реєстрації. Прилад 2ННК дає змогу визначати нейтронну пористість двома способами: однозондовим і компенсаційним. Компенсаційний нейтронний каротаж, зокрема, має на меті визначення пористості за наявності в породі аномальних поглиначів нейтронів, а також, у комплексі з однозондовим способом, оцінювання вмісту аномальних поглиначів. Канал ГК приладу ГГК+ГК оснащено таким же детектором гамма-квантів, що і канал ГГК. Тут детектор ГК виконує подвійну функцію: 1) інтегральна реєстрація природного гамма-випромінювання; 2) врахування природного фону в сумарних показаннях детектора ГГК. Трикомпонентний прилад радіоактивного каротажу поєднує три методи РК і включає всі переваги двоканальних приладів. Отримання результатів за одну спуско-підіймальну операцію таким приладом є особливо важливим для відносно глибоких свердловин. За результатами експериментальних досліджень встановлено оптимальні відстані між джерелами і детекторами випромінювання у створених комбінованих приладах РК. Показано важливість настройки і контролю сигналів датчиків апаратури РК; новий наземний пульт дає можливість оперативно виконувати ці процедури. Створена апаратура підвищує продуктивність і оперативність каротажних робіт за рахунок зменшення кількості спуско-підіймальних операцій, цифрового запису інформації, її збереження та передачі, використання комп’ютерних програм обробки та інтерпретації результатів свердловинних вимірювань. Ефективність розробленої апаратури разом з відповідним метрологічним та інтерпретаційно-методичним забезпеченням продемонстрована на конкретних прикладах свердловинних досліджень та підтверджена незалежними лабораторними даними. Технологія дозволяє визначати такі інженерно-геофізичні параметри: загальна густина, густина сухого ґрунту, загальна глинистість, пористість, об’ємна вологість, водонасиченість, рівень ґрунтових вод та ін.
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: