15-маъруза. Нейтрон гамма усули НГК. Физик моҳияти ва ечадиган вазифалари.

Нейтрон гамма усулида тоғ жинси ташкил қилувчи элемент ядроларининг иссиқлик нейтронларининг ютиши натижасида ҳосил бўлган g-нурлар интенсивлиги ўлчанади. Юқорида (олдинги маърузаларда) кўрганимиздек иссиқлик нейтронлари элмент ядролари томонидан ютилади ва реакция қуйидагича давом этади:

Х_z^A+n_t=(Х_z^{A +1})*®Х_z^A+1+g                            (15.1)

Нейтрон-гамма реакция туфайли ҳосил бўлган g-нурларнинг интенсивлиги Ing- бир ҳажм бирлигидаги тоғ жинсининг ютган нейтрон миқдорига ва зонд узунлиги Lng га боғлиқ бўлади. Ютилган нейтронлар миқдори ўз навбатида иссиқлик нейтронларининг зичлиги n_t га боғлиқдир. Маъруза 14 да кўрганимиздек n_t тоғ жинсининг нейтронларни секинлаштириш Ls ва ютиш Ld, t хусусиятларига ва бу эса ўз навбатида водород ва хлорнинг тоғ жинслари таркибидаги миқдорига боғлиқ бўлади.

Бироқ иссиқлик нейтронлари ютилганда ҳарҳил элементлардан ҳарҳил миқдорда g-нурлар чиқади. Масалан, водород, кислород, углерод битта нейтрон ютса битта g-нурларини чиқаради, натрий, хлор эса, битта нейтрон ютса 3.09 ва 2.36 g-нурларини чиқаради. Бундан ташқари ютилганда пайдо бўлган g-нурлар ўзларининг энергиялари билан ҳам ажралиб турадилар, Масалан, борли тоғ жинслари нейтронларни ютса, юмшоқ энергияли (Еg» 0.5 МэВ) ҳосил бўлади ва ўлчанаётган Ing камаяди, аксинча, хлор, кадмий, марганец каби элементлар нейтронларни ютса юқори  энергияли g-нурлар ҳосил бўлади ва ўлчанаётган Ing ортади. Демак ютиш қобилияти катта бўлган элементлар ННК-Т усулида иссиқлик нейтронларининг зичлигини фақат камайтирса, НГК усулида бу элементларнинг бир ҳиллари (Cl, Mn, Cd) Ing оширади, бир ҳиллари (В) камайтиради.

Расм 15.1 НГК усулининг ёзиб оладиган зонди кўрсатилган.

Бунда: 1-g-нурлар ҳисоблагичи; 2-нейтрон тарқатувчи манбаъ; 3-қўрғошин тўсиғи 4-парафин тўсиғи; Lng-зонд узунлиги; о-ёзув нуқтаси; р-радиометр.

НГК диаграммаларига зонд узунлиги Lng таъсири каттадир. ННК каби НГК зондининг узунлиги инверсион зонд узунлигидан катта бўлади, шунинг учун водород миқдорининг кўпайиши Ing -нейтрон-гамма нурларининг камайишига олиб келади.

                   Расм 15.1                               Расм 15.2

Одатда НГК зонд узунлиги 60 см.ни ташкил этади.

НГК усулининг ўрганиш радиуси тахминан 20-40 см. ни ташкил этиб, водород  ҳамда хлор миқдори ошган сари бу кўрсаткич камайиб боради. Демак усулнинг ўрганиш радиуси ўзгарувчан катталикдир ва тоза кичкина ғовакли қумтошлар, зич оҳактошлар, газли қатламларда катта, юқори ғовакка эга, сув, нефтга тўйинган қатламлар, гил ва гипсларда кичкина бўлади.

Расм 15.2.а да НГК кўрсаткичлари билан тоғ жинслари таркибидаги водороднинг миқдори орасижаги боғлиқлик кўрсатилган ва бу боғлиқлик водороднинг ортиши билан Ing нинг камайишини кўрсатаятипти. Агарда ғоваклар орасида юқори минерализацияга эга сувлар бўлса, бунда НГК кўрсаткичларига водорд билан бир қаторда хлор ҳам таъсир ўтказади (расм 15.2.б). Расмдан кўриниб туриптики, водороднинг ошиши Ing камайтиради, хлорнинг ошиши Ing ни оширади, айниқса, минерализация 250 г¤ л бўлганда, Ing нинг ортиши яққол кўриниб турипти.

НГК усулининг ўрганиш радиуси катта бўлмаганлиги туфайли, бу усулга сингиш зонасининг таъсири катта бўлади. Сингиш зонасининг таъсирини камайтириш мақсадида НГК, одатда, қудуқларга мустаҳкамловчи қувурлар туширилгандан сўнг ўтказилади. Бунда сингиш зонасини тўлдириб турган бурғи қоришмасининг суюқ қисми (филтрат) ўрнини қайтадан қатлам суюқликлари эгаллашлари мумкин.

НГК усули қудуқ кесимларида тоғ жинсларини литологик бўлаклаш, коллектор қатламларни ажратиш, уларни ғовакликликларини аниқлаш, сув ва нефт (ВНК), сув ва газ (ГВК), нефт ва газ (ГНК) чегара (контакт) ларини аниқлаш учун ишлатилади.

Литологик бўлаклаш тоғ жинсларида водород миқдорининг турличалигига асослангандир. Энг кўп водород миқдори чўкинди тоғ жинсларининг ичида гиллар таркибида бўлади ва шунинг учун гиллар Ing диаграммаларида энг кичкина кўрсаткич билан ажралиб турадилар. Энг кам водород миқдори ангидритларда бўлади, шунинг учун бу тоғ жинслари Ing диаграммаларида энг катта қийматга эга бўладилар. Бу қатламларни таянч қатламлар деб саналади ва улар қаршисидаги Ing кўрсаткичларини Ing^min ВА Ing^max  билан белгиланади.  Қолган чўкинди тоғ жинслари ғоваклик коэффициентларининг қийматларига қараб гил ва ангидрит кўрсаткичлари ораларида бўладилар. Қанча Кп лар кўп бўлса кўрсаткичлари шунча  гилларга яқин бўлади. Расм 15.3 да қудуқ кесими қуйидаги тоғ жинсларидан ташкил топган бўлиб, улар қуйидагича шартли белгилар билан белгиланган: 1-газли қумтошлар; 2-нефтли қумтошлар; 3-сувли қумтошлар; 4-гиллар; 5-қумли гиллар.

1500 м. гача ва 1560 м. дан чуқурроқда ётган гиллар НГК (НГМ) диаграммасида Ing нинг энг кичик қийматлари билан ажралиб турганини кўрамиз. 1500-1560 м. оралиқда ғовакли қумтошлар ётипди. Қумтош юқори қисмида газга тўйинган, унинг Ing кўрсаткичи пастда нефт ва сувга тўйинган қисмидаги Ing кўрсаткичидан анча катта, чунки газли қатламларда водороднинг миқдори сув ва нефтга нисбатан сезиларли даражада кам. Нефт ва сувга тўйинган қисмида Ing кўрсаткичлари деярли бирҳил, бунинг сабаби нефт ва сув бирҳил водород миқдорига эга (нефтда водороднинг миқдори сувга нисбатан атиги 3% гагина ортиқ). Бу икки қатламни биз электр усули диаграммасига қараб ажратдик. Нефтли қатламнинг солиштирма қаршилиги сувли қатламнинг солиштирма қаршилигидан анча катта. Сув таркибидаги хлорнинг таъсири Ing диаграммалари кузатилмади. Бунинг сабаби, хлорнинг миқдори кам, ёки сингиш зонасининг диаметри катта бўлиши мумкин. Нефт ва сувли қатламларни бир-биридан янглишмасдан ажратиш учун, сувдаги тузларнинг минерализацияси 100-150 г¤ л дан ортиқ бўлиши керак. Сингиш зонасининг таъсирини камайтириш учун, НГК усулини мустаҳкамловчи қувурлар туширилган қудуқларда ўтказиш мақсадга мувофиқдир.

Ғоваклик коэффициенти Кп ни аниқлашда расм 15.2.а келтирилган DIng=¦(w) боғлиқликдан фойдаланишимиз мумкин. Бунда:

DIng=(Ing^max-Ing^x)¤ (Ing^max-Ing^min)                             (15.2)

Ing^max-таянч қатлам-ангидрит қаршисидаги НГК нинг кўрсаткичи;

Ing^min- таянч қатлам-гил қаршисидаги НГК нинг кўрсаткичи;

Ing^x - ғоваклиги аниқланувчи қатлам қаршисидаги НГК нинг кўрсаткичи;

w-қатламлардаги водороднинг миқдори % да.

Агарда қатламлар тоза (гилсиз ва гипссиз) бўлсалар расм 15.2.а дан топилган w қатламнинг ғоваклик коэффициентини беради. Қатлам гилли ва гипсли бўлса, Кп ни аниқлаётганда уларга махсус тузатмалар киритилади.

НГК усулини кўмир конларида ҳам қўллаш яхши натижалар берган.

НГК ни гидрогелогик мақсадларда қазилган қудуқларда сувли қатламлани ажратиш ва уларни ғоваклик коэффициенти Кп ни аниқлашда ишлатиш мумкин.

 катта ўқитувчи Абдулла Набихоновнинг "Қудуқларни геофизик усулларда ўрганиш" қўлланмасидан