Нарисуйте принципиальную схему измерения кажущегося сопротивления горных пород, объясните ее работу и сформулируйте физическую сущность понятия «кажущееся удельное сопротивление».

В каких областях энергии гамма-квантов преобладают различные виды взаимодействия гамма-квантов с горными породами? Как изменяются возможности гамма-гамма метода при регистрации гамма-квантов различной энергии?

При прохождении через вещество гамма-кванты взаимодействуют с электронами и ядрами атомов. Это приводит к ослаблению интенсивности -излучения.

Основными видами взаимодействия гамма-квантов с веществом являются образование электрон-позитронных пар, фотоэффект, эффект Комптона. Эффект образования пар проявляется при очень больших энергиях -квантов (выше 5 МэВ) для атомов горных пород. При этом гамма-квант, взаимодействуя с ядром атома, исчезает, образуя электрон и позитрон.

Эффект Комптона (или рассеяние-кванта) преобладает в области энергий от 0,5 до 5 МэВ. При этом эффекте -квант передает часть своей энергии электрону и изменяет направление движения.

h

фотоэффект

h h

образование пар эффект Комптона

Рис.3.4. Виды взаимодействия гамма-квантов с веществом

Электрон выбрасывается из атома. После нескольких актов рассеяния энергия кванта уменьшается до величины, при которой он поглощается за счет фотоэффекта. Фотоэффект сводится к тому, что -квант передает всю свою энергию одному из электронов внутренней оболочки и поглощается, а электрон выбрасывается за пределы атома. Этот процесс преобладает в области низких энергий -квантов - менее 0,5 МэВ и для элементов с высокими атомными номерами (свинец, ртуть, железо и т.д.).

Гамма-гамма метод применяют в двух модификациях: в плотностном варианте - ГГК-П и селективном - ГГК-С.

При плотностном гамма-гамма каротаже применяется источник, испускающий -лучи сравнительно большой энергии - от 0,5 до 2 МэВ. Индикатор экранируется слоем свинца, который поглощает рассеянное гамма-излучение с энергией менее 200 КэВ. При взаимодействии с горной породой жестких квантов основную роль играет комптоновское рассеяние. Вероятность комптоновского рассеяния пропорциональна количеству электронов в единице объема среды, равному , где N - число Авогадро, z - заряд ядра, A - атомный вес, - плотность вещества. В горных породах, представленных в основном легкими элементами / s<20/, отношение z/A практически постоянно и равно 0,5, за исключением водорода, для которого z/A=1. Поэтому число электронов в единице объема породы оказывается пропорциональным его плотности. Благодаря этому, регистрируя рассеянные гамма-кванты высокой энергии, получают плотностную характеристику горной породы. Против плотных пород наблюдается минимум на кривой ГГК-П, а против пористых - максимум.

При селективном гамма-гамма каротаже (ГГК-С) применяется источник -излучения малой энергии. При облучении горной породы гамма-квантами, в основном происходит фотоэлектрическое поглощение, наряду с комптоновским рассеянием. Вследствие этого, интенсивность рассеянного гамма-излучения зависит как от плотности, так и, особенно, от присутствия элементов с большими атомными номерами. Поэтому метод ГГК-С используют при поисках рудных залежей.

Радиус исследования при ГГК мал и не превышает 10 см. На показания ГГК значительное влияние оказывает скважина. Она уменьшает плотность среды, окружающей зонд, и приводит к увеличению показаний ГГК пропорционально диаметру. Для уменьшения влияния скважины приборы ГГК имеют прижимные устройства и экраны, защищающие индикатор от рассеянного -излучения бурового раствора. Облучение породы и восприятие рассеянного -излучения в этом случае осуществляется через небольшие отверстия в экранах, называемые коллиматорами. Основным недостатком такой установки является искажение результатов, возникающее при наличии между прибором и стенкой скважины промежуточной среды, например, глинистой корки или слоя промывочной жидкости в каверновой части ствола. Поэтому количественные определения плотности методом ГГК осуществляются двухзондовыми установками, имеющими два индикатора g-излучения, находящимися на разных расстояниях от источника - обычно 15 и 35 см.

Какие методы пригодны для количественной оценки текущего коэфициента нефте- и газ о насыщения пород во вновь бурящихся скважинах? В скважинах, обсаженных диэлектрическими трубами? В скважинах, обсаженных стальными трубами?

Метод стандартных оценок

Наиболее старым и самым распространенным методом оценки является метод стандартных оценок. Руководитель заполняет специальную форму, оценивая отдельные аспекты работы сотрудника в течение аттестационного периода по стандартной шкале.

Данный метод отличается малыми издержками и общедоступностью. Руководителю не требуется ни специальной подготовки, ни значительных затрат времени или других ресурсов. Использование данного метода также обеспечивает единообразие аттестации всех сотрудников.

Однако метод стандартных оценок страдает рядом серьезных недостатков. Во-первых, аттестацию проводит один человек - руководитель, что предполагает высокую степень субъективности и односторонности оценки. Хотя он должен принимать во внимание только профессиональные качества сотрудника, на оценке могут отразиться личные взаимоотношения с подчиненным. Во-вторых, стандартная шкала не учитывает особенностей профессиональной деятельности каждого отдельного работника, что может повлиять на качество оценки.

Чтобы преодолеть эти недостатки, некоторые организации усовершенствовали метод стандартных оценок следующим образом: форма оценки заполняется не самим руководителем, а специалистом по управлению человеческими ресурсами. При использовании этого метода аттестации повышается степень объективности оценки за счет использования профессионального консультанта в данной области.

Сравнительные методы

При их использовании руководитель сравнивает работу одного сотрудника своего подразделения с результатами других. При ранжировании руководитель "выстраивает" своих сотрудников в условную цепочку - от лучшего к худшему по результатам работы за аттестационный период. При распределении все сотрудники классифицируются по группам (рис.4) - например, 10% лучших, 10% худших и т.д.

Вес (%)	Группы	Ф.И.О.
10 %	лучших работников
20 %	хороших работников
40 %	средних работников
20 %	отстающих работников
10 %	худших работников

Рис.1. Оценка с помощью метода распределения

Сравнительные методы являются очень простым способом оценки сотрудников. Их легко применять и понимать. Однако, эти методы слишком односторонни и приблизительны для того, чтобы сделанные с их помощью оценки применялись для целей развития персонала, профессионального обучения и т.д. Кроме того, сравнение сотрудников подразделения между собой является достаточно жесткой формой оценки, использование которой может повлечь за собой трения внутри подразделения, обиды, недоверие к руководителю. Поэтому применение методов сравнительных оценок относительно ограничено.

Нарисуйте принципиальную схему измерения кажущегося сопротивления горных пород, объясните ее работу и сформулируйте физическую сущность понятия «кажущееся удельное сопротивление».

Скважинные исследования методом кажущихся сопротивлений (каротаж КС) основаны на расчленении пород, окружающих скважину, по их удельному электрическому сопротивлению (УЭС).

1. Зонды для работ методом КС. Простейшим зондом для измерения силы тока, проходящего в буровом растворе и окружающих скважину породах, служит одноэлектродный зонд. В этом виде исследований, называемом токовым каротажом, один электрод заземлен неподвижно, вблизи устья скважины, а второй - закреплен на кабеле (рис. 7.5, а). В результате перемещения зонда по скважине регистрируется кривая изменения силы тока.

Рис. 7.5. Различные зонды для электрического каротажа скважин: А, В - питающие электроды, Б - батарея или другой источник питания, R - реостат для регулировки силы тока, I - прибор, измеряющий силу тока, MN - приемные измерительные электроды, - прибор для измерения (регистрации) разности потенциалов, О - точка записи, к которой относят результаты замеров; а - одноэлектродный зонд токового каротажа, б - трехэлектродный потенциал-зонд, в - трехэлектродный подошвенный (последовательный) градиент-зонд, г - трехэлектродный кровельный (обращенный) градиент-зонд

Чаще всего при работах методом КС используются трехэлектродные зонды, в которых три электрода располагаются в скважине (четвертый электрод заземляется на поверхности, вблизи от скважины). Трехэлектродный зонд, состоящий из одного питающего А и двух приемных M и N электродов, называется однополюсным. Трехэлектродный зонд, состоящий из одного приемного M и двух питающих А и В электродов, называется двухполюсным. В обоих случаях расчет КС () ведется по формуле метода сопротивления (см. 7.1): , где - коэффициент, зависящий от расстояния между электродами в зонде; ( - разность потенциалов между приемными электродами M и N; - сила тока в питающей цепи АВ).

В трехэлектродном зонде или , где AM, AN, MN, MB, NB - расстояния в метрах между соответствующими электродами.

Название зонда складывается из обозначения электродов, расположенных в скважине сверху вниз и расстояний между ними. Например, в зонде А 2 М 0,05 N сверху расположен питающий электрод А, далее в двух метрах - приемный электрод M, а в пяти сантиметрах от последнего - электрод N. Различают потенциал- и градиент-зонды (рис. 7.5). В потенциал-зонде расстояние между приемными MN или питающими АВ (их называют парными) электродами превышает расстояние от непарного электрода А или M до ближайшего парного. Точка записи, к которой относится измеренное кажущееся сопротивление, располагается посередине АМ (точка О). В градиент-зонде расстояние между парными электродами в пять-десять раз меньше расстояния до непарного. Точка записи находится посередине MN. Если парные электроды располагаются выше непарного, то зонд называется кровельным (или обращенным), а если под питающим, то подошвенным (или последовательным). Расстояние AM у потенциал-зонда и АО (или МО) у градиент-зонда называется размером зонда. Обычно размер зонда меняется от 0,5 до 3 м. Радиус обследования пород вокруг скважины примерно равен размеру зонда.

Иногда используются более сложные 5 - 7-электродные зонды. Благодаря различной комбинации питающих и приемных электродов с помощью этих зондов создаются направленные фокусированные электрические поля, что позволяет точнее отбить границы пластов и определить их сопротивление. Такие зонды используются при боковом каротаже. Для выявления тонких пластов применяются микрозонды.

В каких областях энергии гамма-квантов преобладают различные виды взаимодействия гамма-квантов с горными породами? Как изменяются возможности гамма-гамма метода при регистрации гамма-квантов различной энергии?

При прохождении через вещество гамма-кванты взаимодействуют с электронами и ядрами атомов. Это приводит к ослаблению интенсивности -излучения.

Основными видами взаимодействия гамма-квантов с веществом являются образование электрон-позитронных пар, фотоэффект, эффект Комптона. Эффект образования пар проявляется при очень больших энергиях -квантов (выше 5 МэВ) для атомов горных пород. При этом гамма-квант, взаимодействуя с ядром атома, исчезает, образуя электрон и позитрон.

Эффект Комптона (или рассеяние-кванта) преобладает в области энергий от 0,5 до 5 МэВ. При этом эффекте -квант передает часть своей энергии электрону и изменяет направление движения.

h

фотоэффект

h h

образование пар эффект Комптона

Рис.3.4. Виды взаимодействия гамма-квантов с веществом

Электрон выбрасывается из атома. После нескольких актов рассеяния энергия кванта уменьшается до величины, при которой он поглощается за счет фотоэффекта. Фотоэффект сводится к тому, что -квант передает всю свою энергию одному из электронов внутренней оболочки и поглощается, а электрон выбрасывается за пределы атома. Этот процесс преобладает в области низких энергий -квантов - менее 0,5 МэВ и для элементов с высокими атомными номерами (свинец, ртуть, железо и т.д.).

Гамма-гамма метод применяют в двух модификациях: в плотностном варианте - ГГК-П и селективном - ГГК-С.

При плотностном гамма-гамма каротаже применяется источник, испускающий -лучи сравнительно большой энергии - от 0,5 до 2 МэВ. Индикатор экранируется слоем свинца, который поглощает рассеянное гамма-излучение с энергией менее 200 КэВ. При взаимодействии с горной породой жестких квантов основную роль играет комптоновское рассеяние. Вероятность комптоновского рассеяния пропорциональна количеству электронов в единице объема среды, равному , где N - число Авогадро, z - заряд ядра, A - атомный вес, - плотность вещества. В горных породах, представленных в основном легкими элементами / s<20/, отношение z/A практически постоянно и равно 0,5, за исключением водорода, для которого z/A=1. Поэтому число электронов в единице объема породы оказывается пропорциональным его плотности. Благодаря этому, регистрируя рассеянные гамма-кванты высокой энергии, получают плотностную характеристику горной породы. Против плотных пород наблюдается минимум на кривой ГГК-П, а против пористых - максимум.

При селективном гамма-гамма каротаже (ГГК-С) применяется источник -излучения малой энергии. При облучении горной породы гамма-квантами, в основном происходит фотоэлектрическое поглощение, наряду с комптоновским рассеянием. Вследствие этого, интенсивность рассеянного гамма-излучения зависит как от плотности, так и, особенно, от присутствия элементов с большими атомными номерами. Поэтому метод ГГК-С используют при поисках рудных залежей.

Радиус исследования при ГГК мал и не превышает 10 см. На показания ГГК значительное влияние оказывает скважина. Она уменьшает плотность среды, окружающей зонд, и приводит к увеличению показаний ГГК пропорционально диаметру. Для уменьшения влияния скважины приборы ГГК имеют прижимные устройства и экраны, защищающие индикатор от рассеянного -излучения бурового раствора. Облучение породы и восприятие рассеянного -излучения в этом случае осуществляется через небольшие отверстия в экранах, называемые коллиматорами. Основным недостатком такой установки является искажение результатов, возникающее при наличии между прибором и стенкой скважины промежуточной среды, например, глинистой корки или слоя промывочной жидкости в каверновой части ствола. Поэтому количественные определения плотности методом ГГК осуществляются двухзондовыми установками, имеющими два индикатора g-излучения, находящимися на разных расстояниях от источника - обычно 15 и 35 см.