В. Поправочные коэффициенты.

Поправки на поглощение гамма-излучения промывочной жидкостью П_б находят по значению эквивалентной толщины слоя промывочной жидкости Т_б, которую подсчитывают по формуле

где р_й - плотность промывочной жидкости, г/см^-’; 2г₀ - диаметр скважины, см; 2Я - диаметр скважинного прибора, см. Результаты вычисле- ний Т_б округляют до 0,5 г/см".

При вычислении Т_б значение плотности промывочной жидкости р₀ принимают равным ее значению, определенному ареометром, или используют данные буровой службы. Диаметр скважины определяют по данным кавернометрии; приемы обработки кавернограмм (см. раздел 4.4). Если скважина обсажена без предварительной кавернометрии, то диаметр скважины 2г₀ принимают равным номинальному диаметру бурения.

При интерпретации результатов ГК на ПК для введения поправок на поглощение гамма-излучения в промывочной жидкости рекомендуется воспользоваться следующими формулами:

Если рудоносные породы однородны по своей структуре, то при неизменной технологии бурения при одних и тех же номинальных диаметрах бурения, диаметр скважины в пределах рудных интервалов для таких участков сохраняется, как правило, постоянным. Изменчивость фактических диаметров бурения оценивают путем расчета для каждого выделенного участка среднего в пределах рудных интервалов диаметра скважины 2г₀, среднего квадратического отклонения л(г₀) и коэффициента вариации >г по формулам:

где 2гц) - диаметр /-го интервала по результатам кавернометрии; п - число интервалов.

Если в результате обработки кавернограмм не менее чем по 20 рудным интервалам из 10 и более скважин окажется, что коэффициент вариации менее 10 %, то в результаты каротажа вводят единую поправку, соответствующую значению , а объем кавернометрии сокращают до 10% от общего числа рудных интервалов; в дальнейшем результаты кавернометрии используют для уточнения среднего значения диаметра скважины 2г₀.

Поправки на поглощение гамма-излучения обсадными трубами По находят по значению толщины обсадных труб Т₀, мм, и отношению

диаметра скважины (2г₀) к диаметру СП (2Я).

При интерпретации результатов ГК на ПК для введения поправок на поглощение гамма-излучения в обсадных трубах рекомендуется воспользоваться формулой

Поправки на нарушение радиоактивного равновесия между радием и ураном определяются значением коэффициента радиоактивного равновесия (К_рр)

где <7_Ка и - соответственно массовая доля радия (в единицах равновесного урана: 1 г и * 3,4-10 ⁷ г Яа) и урана.

Значение К_рр определяют по результатам анализов проб керна, отобранных начиная с первых же скважин, пробуренных на месторождении. Выход керна по рудному интервалу для изучения К_рр должен быть не менее 70 % и равномерно характеризовать различные типы руд и разновидности геохимических зон.

Основные закономерности изменения К_рр в плане и в разрезе месторождения устанавливают на этапе предварительной разведки. На этапе детальной и эксплуатационной разведок проводят уточнение выявленных закономерностей.

После извлечения керна производят его «промер» путем измерения полевым радиометром интенсивности гамма-излучения (скорости счета импульсов) с шагом 5-10 см. Результаты промера сравнивают с каротажной диаграммой, полученной при каротаже скважины, и используют для «привязки» проб керна по глубине, для отбора проб с целью последующих их анализов на содержание ЕРН (урана, радия, тория, калия), а также для определения коэффициента влажности. Перед отбором проб керн промывают для удаления глинистой корки или снимают верхний слой, пропитанный промывочной жидкостью.

При отборе проб керна необходимо выполнять следующие требования:

• • секции проб отбирают из каждой геохимической зоны в литологически однородных породах - отдельно для окисленных и неокис- ленных;
• • нельзя объединять в одну пробу материал из разных рейсов;
• • при мощности рудного интервала менее 1 м рекомендуется отбирать секции длиной не более 30 см, для интервалов мощностью от 1 до 2 м длина секции может быть увеличена до 50 см, а при мощности более 2 м - до 1 м и более;
• • длина секций у границ рудного интервала во всех случаях не должна превышать 10-20 см.

В отобранных пробах определяют массовые доли урана и радия и для каждого рудного интервала в границах с кондиционным содержанием урана подсчитывают их средние значения и значения К_рр по формулам:

(/) (/) , где и - соответственно массовые доли урана и радия (в единицах равновесного урана) в /-й секции, а /,- - ее длина.

Для определения К_рр можно использовать групповую пробу, составленную из секционных проб в границах рудного по урану интервала.

Результаты опробования керна по каждому рудному интервалу наносят на геологическую колонку.

Значения К_рр по всем рудным интервалам объединяют в выборки - в зависимости от их принадлежности к геохимическим зонам, морфологическим элементам залежей, литологическим типам и технологическим сортам руд. Обработку выборок проводят при наличии в каждой из них по 20 и более значениям К_рр не менее чем из 10 скважин. По всем значениям Крр в выборке вычисляют среднее значение К_рр, среднее квадратическое отклонение ДК_РР) и среднее квадратическое отклонение среднего $(К_рр) по формулам:

где Крр₍ - значение коэффициента радиоактивного равновесия в /-м рудном интервале.

Если -?(К_рр) < 0,25 и *(К_рр)<0,03, то полученное значение К_рр принимают в качестве К_рр для выборки; если при этом 0,97 > К_рр < 1,03, то принимают К_рр = 1.

Если 5(К_РР) > 0,25, то необходимо убедиться в однородности выборки. Для этого по всем значениям К_рр, рекомендуется построить вариационный график. Неоднородность обычно приводит к появлению на вариационном графике двух и более максимумов. В этом случае необходимо проверить, не соответствуют ли эти максимумы различным геохимическим зонам, типам руд и т. д. При выявлении таких зон выборку

следует разделить и повторить процедуру вычисления К_рр, ДК_РР) и

.рр). Если же вариационный график имеет один максимум, то необходимо проверить, не включены ли в выборку единичные интервалы (или скважины) из других зон или залежей. Проверку однородности рекомендуется проводить по критерию Смирнова путем сравнения С-статистики

где ДК_РР) определено формулой (4.35) с ее критическим значением для соответствующих значений доверительной вероятности Р и числа наблюдений п. Принято считать выборку однородной, если д ^ при Р - 0,95; если д > д_кр при Р = 0,99, то значение Крр,, соответствующее

максимальному значению С, должно быть исключено из выборки; вопрос о принятии той или иной статистической гипотезы при д"<д<д% решается в зависимости от конкретных условий. Критические значения ?Г-статистики приведены в разделе «Контроль качества результатов каротажа».

Возможное наличие такой зависимости можно установить также путем статистического сравнения среднеарифметических и средневзвешенных значений К_рр, например по ?-статистике

где К_рр и ^(К_рр) подсчитаны по формулам (4.35), а для вычисления К_рр1 , ,9(К_рр]) следует воспользоваться формулами:

где /г,- - длина /-то рудного интервала в выборке.

Статистика (4.37) имеет распределение Стьюдента с 2(п - 1) степенями свободы. Принято считать, что / незначимо отлично от нуля

(Крр и Крр, незначимо отличаются друг от друга), если при доверительной вероятности Р = 0,95; если при Р = 0,99, то / значимо

отличается от нуля; вопрос о принятии той или иной гипотезы при решается в зависимости от конкретных условий. Критические значения /-статистики приведены в разделе «Контроль качества результатов каротажа».

Если /-статистика (4.37) значимо отличается от нуля, то делают вывод о наличии зависимости К_рр от массовой доли радия в рудных интервалах или от их мощности (метропроцента).

Наличие зависимости К_рр от массовой доли радия в рудном интервале (или же от его мощности или метропроцента) рекомендуется осуществлять графически путем разбиения диапазона массовых долей радия в границах рудных по урану интервалов на у (5-6) групп с таким расчетом, чтобы в каждую группу попало не менее 5-6 значений. В каждой /-й группе подсчитывают среднее значение массовой доли радия

<у_Ка; (или мощностей 1и, метропроцента (Л^),), среднее значение коэффициента Крр; и среднее квадратическое отклонение 5^,1К_рр. I по формулам:

где индексом ] обозначен номер группы, а - число значений в у-й

группе. Подсчитанные значения наносят на график, откладывая по оси абсцисс значения д_Ка/, а по оси ординат - соответствующие им значения

Кр_р , и через полученные точки проводят плавную линию так, чтобы

она не выходила за пределы ±2х|к_рр Полученную зависимость (зависимости) используют при введении поправок на нарушение радиоактивного равновесия.

Отличительной особенностью месторождений урана инфильтраци- онного (песчаникового) типа является наличие у границ рудных по урану интервалов радиевых ореолов, величина которых зависит от массовой доли радия в этих интервалах. Для учета влияния таких ореолов при интерпретации данных ГК проводят изучение зависимости бортовой

- (б)

массовой доли радия на границах рудных по урану интервалов,

• (в единицах равновесного урана), от средней массовой доли радия в этих интервалах, <у_Ка(в единицах равновесного урана). Такую зависимость устанавливают по результатам анализов секционных проб керна в следующей последовательности:
  • 1) в каждом рудном интервале для значений массовых долей радия д_Ка > , где <3^ - заданная бортовая массовая доля урана, по формуле

где <з^_а - массовая доля радия (в единицах равновесного урана) в /-й секции, а /, - ее длина, подсчитывают средневзвешенную массовую долю радия ;

2) для проб, отобранных на контакте рудных интервалов с серыми и окисленными породами, рассчитывают бортовые массовые доли

радия, д^_а, соответствующие заданной оортовои массовой доле урана, , по формуле

где и ?/_Ка - массовые доли урана и радия в секции, примыкающей к границе рудного интервала со стороны рудного тела, ^ и - то же в «безрудной секции», примыкающей к рудному интервалу, причем всегда . Формула (4.41) получена в предположении, что при

переходе от безрудной секции к рудной массовые доли урана и радия меняются по линейному закону;

• 3) полученные значения Ц_Ка и группируют в выборки в зависимости от их принадлежности к геохимическим зонам, литологическим типам и технологическим сортам руд, морфологическим элементам залежей, к геохимической характеристике контактов («серые»- «серые», «серые»-«желтые») рудных интервалов. Обработку выборок для получения статистически значимых оценок проводят при наличии в каждой из них 20 и более пар;
• 4) весь диапазон значений ц_Ка в каждой выборке разбивают на у (5-6) групп с таким расчетом, чтобы в каждую группу попало не менее 3-4 значений, а центр группы с малыми значениями Ка был близок к

. В каждой группе со стороны кровли и подошвы рудных интервалов подсчитывают среднее значение массовой доли радия ., среднее значение бортовой массовой доли радия ^_а/ и средние квадратические отклонения по формулам

где индексом у обозначен номер группы, а п_} - число значений в у-й группе;

• 5) подсчитанные значения <7_ка/ и наносят на график, откладывая по оси абсцисс значения ?/_Ка/., а по оси ординат соответствующие
• —(б)

им значения <7_Ка), и через полученные точки проводят плавную линию так, чтобы она не выходила за пределы ;

6) зависимость бортовой массовой доли радия <з^_а от средней массовой доли радия в рудном интервале д_Ка рекомендуется аппроксимировать выражением вида

а для получения оценок коэффициентов а и Ь построить уравнение линейной регрессии 1п д_ка* на 1п^_ка, т. е. уравнение У-А+ВХ, где

У = ), А = 1п а, В = Ь, X = 1п(^_а) (или 1п^ = па+Ь 1п(^_ка)).

Типичный график зависимости от ?/_Ка показан на рис. 4.6.

Рис. 4.6. Зависимость бортовой массовой доли радия , соответствующей 0,01 % урана, от средней массовой доли радия в рудном интервале, :

х - контакт рудного интервала с окисленными породами;

А - контакт рудного интервала с сероцветными породами. Сплошные линии - аппроксимация зависимостей выражениями

Поправки на нарушение радиоактивного равновесия между радоном и радием в околоскважинном пространстве («отжатие радона»).

При бурении рудных интервалов в проницаемых породах под воздействием избыточного давления, превышающего величину гидростатического напора пластовых вод, может произойти нарушение радиоактивного равновесия между радоном и радием вследствие «отжатая» радонсодержащих вод от стенок скважины фильтратом промывочной жидкости. Причинами создания избыточного давления могут быть масса столба промывочной жидкости, находящейся выше статического уровня подземных вод; разность плотностей промывочной жидкости (1,2 г/см³) и пластовых вод (1,0 г/см’); давление, создаваемое буровым насосом для подачи промывочной жидкости на забой скважин. Диаметр зоны проникновения фильтрата бурового раствора в околоскважинное пространство в существенной мере зависит от пористости и проницаемости урановой руды. Очевидно, что при большей водопроницаемости (большей открытой пористости) диаметр зоны проникновения будет больше и эффект отжатия радона сильнее скажется на результатах гамма-каротажа. Как показывает опыт разведки гидрогенных месторождений урана, проникновение фильтрата бурового раствора в пласт составляет 15-40 см, что вполне достаточно для существенного снижения величины интенсивности гамма-излучения при каротаже. Эффект «отжатия» радона приведет к занижению интенсивности гамма-излучения и, как следствие, к систематическому занижению параметров рудных интервалов. Подобное занижение выявляют при сопоставлении результатов интерпретации данных гамма-каротажа, принимая значение К_рр= 1, с данными опробования керна на радий. Если при таком сопоставлении окажется, что данные гамма-каротажа занижены более чем на 5 %, то проводят специальные опытно-методические работы с целью выявления причин расхождения и определения поправочного коэффициента на эффект «отжатия радона».

Наличие эффекта «отжатия радона» можно установить по результатам режимных наблюдений в гидрогеологических скважинах, создавая в них дополнительное гидростатическое давление путем налива воды. Установить значение поправки на эффект «отжатия радона» в околоскважинном пространстве рекомендуется по результатам режимных наблюдений. Для этого по завершении бурения скважину обсаживают глухими обсадными трубами, промывают водой для удаления шлама и промывочной жидкости, проводят ГК и подсчитывают площадь рудного интервала 5₀, (мкР-см)/ч. Затем в течение 25-30 суток проводят режимные наблюдения, причем в течение первых суток каротаж проводят через каждые 8 часов, далее - в течение трех суток один раз в сутки, а затем - через 2 суток. По результатам режимных наблюдений подсчитывают площади гамма-аномалии в пределах рудного интервала 5) и наносят их на график, по оси абсцисс которого откладывают время а по оси ординат значения 5), полагая, что при ^ = 0 площадь равна 3₀. При наличии эффекта «отжатая радона» в проницаемых породах такой график будет возрастающим, а поправку Р можно найти по отношению площади аномалии в конце графика к значению Зо. Результаты измерений представляют в виде графиков изменения со временем площадей гамма-аномалий в пределах рудных интервалов (рис. 4.7). Все измерения (первичный каротаж до обсадки и последующие каротажи в обсаженной скважине) приводят к одним условиям путем введения поправки на обсадные трубы. Поправка на отжатие радона равна отношению между площадями аномалии в условиях установившегося равновесия между радоном и радием (3^) и при первоначальном (производственном) каротаже (3₀).

Режимными наблюдениями рекомендуется охватить как проницаемые, так и непроницаемые рудные интервалы, чтобы убедиться в отсутствии эффекта «отжания радона» в непроницаемых породах. Для надежного определения поправки на отжатие радона необходимо выполнить режимные наблюдения в 3-5 скважинах (5-10 рудных интервалов), равномерно расположенных по площади месторождения и характеризующих основные типы руд.

Рис. 4.7. Графики изменения отношения во времени площадей гамма-аномалии на параметрической скважине при режимных наблюдениях: 5к - текущие измерения, 5« - измерения в условиях равновесия

Для определения суммарной поправки на нарушение радиоактивного равновесия между радием и ураном и между радоном и радием, а также для изучения зависимостей бортовой массовой доли радия на границах рудных по урану интервалов от средней массовой доли радия в этих интервалах, можно воспользоваться данными каротажа методом КНД-М. В этом случае необходимые соотношения определяются путем сравнения результатов интерпретации данных ГК и КНД-М одних и тех же рудных интервалов. Такое сопоставление следует провести не менее чем по 10 рудным интервалам из 5 и более скважин для каждой из выделенных зон.

Поправки на наличие в рудах тория и калия. На урановых месторождениях массовые доли тория и калия, как правило, не превышают кларковых значений и их следует учитывать при интерпретации результатов каротажа с низкими (от 0,01 до 0,03 %) бортовыми содержаниями урана. Поправки на наличие в рудах тория и калия находят по данным лабораторных анализов проб керна не менее чем из 20 скважин, отобранных для изучения распределения К_рр. По результатам анализов подсчитывают поправку <7₀- как урановый эквивалент по интенсивности гамма-излучения суммарного содержания тория и калия по формуле

где <7_ТЬ и средние значения массовых долей тория и калия в процентах.

(б)

Поправки на наличие в рудах тория и калия вводят, если ?/₀ >0,1^,

где г/и' - заданная бортовая массовая доля урана - в соответствии с правилами, рекомендуемыми для учета нарушения радиоактивного равновесия. Но, если окажется, что в среднем не превышает 10 % средней массовой доли урана в рудах, то независимо от коэффициента вариации тория и калия вводят единую поправку, вычисленную по формуле

(4.44), исходя из средних значений тория и калия. Если больше 10 %, но не превышает 50 % средней массовой доли урана в рудах, то единую поправку вводят в том случае, если коэффициенты вариации тория и калия не превышают 50 %.

Поправки на влажность руд. Влажность определяют раздельно для каждой литологической разности пород. Коэффициент влажности В определяют по пробам и для каждой пробы его вычисляют по формуле

где индексами «вл» и «сух» обозначены массы пробы соответственно в естественном и воздушно-сухом состояниях. По каждой литологической разности должно быть выполнено не менее 20 определений коэффициента влажности В, по которым подсчитывают их среднее значение В.

Поправку на влажность вводят, если среднее значение коэффициента влажности В > 0,03.