Là phương pháp dựa vào đặc tính tán xạ của gamma bức xạ, xuất hiện khi kích thích cho đất đá một nguồn bức xạ gamma bên ngoài. Kết quả tác động giữa gamma bức xạ vào vật chất là tạo thành cặp điện tử poziton, hiệu ứng quang điện, hiệu ứng compton.
1. Cặp điện tử poziton: dưới tác động gamma lượng tử có năng lượng rất lớn
(từ 5 – 10 MeV) với hạt nhân nguyên tử, kết quả là gamma lượng tử mất đi và trong lương tử hạt nhân cặp electron poziton hình thành.
3. Hiệu ứng compton: khác với hiệu ứng quang điện gamma lượng tử không mất đi mà chỉ mất một phần năng lượng cho một trong những electron của hạt mất đi mà chỉ mất một phần năng lượng cho một trong những electron của hạt nhân. Nó trở nên kích ứng hơn và thay đổi hướng chuyển động tán xạ.
Nếu gọi Ne là số lượng electron trong một đơn vị thể tích vật chất Ta có:
Ne = NA * Z * ρ / A NA là hằng số Avogaro
Z là số thứ tự nguyên tử trongthành phần vật chất ρ là mật độ của nguyên tử
A là khối lượng nguyên tử
Gamma mật độ (density) chủ yếu đo lượng tử tán xạ có thành phần cứng dùng để xác định mật độ đất đá của giếng khoan.
Liên hệ giữa độ rỗng đất đá và mật độ:
ρmatrix - ρvỉa
φdensity=
ρmatrix - ρchất lưu
ρmatrix là mật độ đất đá khung ( khi φ = 0 ) ρchất lưu là mật độ chất lưu của vỉa thay đổi từ: - Mật độ của cát 2.65 – 2.68 g/cm3
- Mật độ của sét 2.61 g/cm3
- Mật độ của dolomit 2.85 g/cm3
- Mật độ của anhydrit 2.98 g/cm3
Phương pháp mật độ (gamma gamma) được sử dụng rộng rãi để phân vỉa đánh giá thạch học, đánh giá độ rỗng, phát hiện vỉa. Ngoài ra còn dùng để đo trạng thái giếng khoan.
φ hiệu dụng = φ chung - φ kín = V sh * φsét
Hình 17: Mô hình đường log CNL - FDC