Một số ph−ơng pháp đo hữu ích nhất đó là đo tính phóng xạ tự nhiên của đá và các chất lỏng hoặc đo sự suy giảm bức xạ phát ra. Ph−ơng pháp hạt nhân có thể đ−ợc thực hiện trong hố khoan có chống ống hoặc không chống ống và kết quả đo không bị ảnh h−ởng bởi dạng mùn khoan. Việc sử dụng các đồng vị phóng xạ cần phải theo các chỉ dẫn an toàn đặc biệt.
Sự phân rã phóng xạ là một quá trình có thành phần ngẫu nhiên, vì thế tốc độ phân rã tức thời sẽ dao động. Trong khoảng thời gian dài, thì tốc độ phân rã theo:
Khoảng thời gian là không đổi. Tuy nhiên, khi khoảng thời gian giảm, sự thay đổi l−ợng phân rã theo khoảng thời gian sẽ tăng. Ph−ơng pháp hạt nhân đo l−ợng phân huỷ theo một khoảng thời gian cố định, gọi là hằng số thời gian. Hằng số thời gian càng dài, thì càng ít có khả năng biến đổi c−ờng độ phát xạ là do sự phân rã ngẫu nhiên gây ra và vì vậy càng có nhiều khả năng là sự biến đổi đó do thành phần thạch học khác nhau gây ra.
Cũng cần phải xem xét tốc độ hạ xuống nâng lên của đầu đo trong hồ khoan. Nếu tốc độ quá lớn, đầu đo có thể đi qua một lớp mỏng tr−ớc khi hết hằng số thời gian. Do đó, việc chọn tr−ớc hằng số thời gian và tốc độ đo là rất quan trọng, nó phụ thộc vào thiết bị, kỹ thuật đo và thành phần thạch học của đất đá (Keys & Mac Cary 1971).
Ph−ơng pháp đo năng l−ợng hạt nhân không cho mức tái hiện hoàn toàn nh− nhau, do bản chất thống kê của quá trình phân rã. việc tiến hành do lặp là cần thiết để quyết định xem sự thay đổi đã quan sát đ−ợc là do sự thay đổi thành phần thạch học hay do sự thăng giáng thống kê trong tốc độ phân rã. Trong hình 4.14, hai biểu đồ đo gamma - nơtron đều đ−ợc
86
thực hiện đầu tiên đi lên và sau đó đi xuống trong hố khoan. Sự hiện diện các đỉnh là nh− nhau nh−ng l−ợng bức xạ chính xác có khác nhau. Biểu đồ thứ ba bên phải cũng của cùng hố khoan nh−ng đ−ợc thực hiện với một nguồn phát xạ khác có hằng số thời gian dài hơn - 10s so với 3s. Biểu đồ bên phải có tỉ số giữa hằng số thời gian và tốc độ đo xấu. Nó không phân biên đ−ợc các lớp mỏng và vị trí các ranh giới tiếp xúc thạch học không đúng.
Hình 4.13 - Các biểu đồ đo điện của 1 giếng trong đá vôi
(Kết quả đo chuẩn-xa đ−ợc thể hiện bằng đ−ờng nét đứt)
Chiều dày của một lớp riêng biệt có thể xác định đ−ợc bằng ph−ơng pháp đo hạt nhân nếu lớp đó có sự thay đổi thành phần thạch học hoặc độ rỗng so với lớp lân cận. Ng−ời ta cho rằng chiều dày lớp bằng chiều dày của dị th−ờng tại một nửa biên độ cực đại. Ph−ơng
Điện thế tự nhiên (mv) Điện trở suất (Ω, m2/m) Độ sâu (ft) Điện trở suất (Ω, m2/m) Chuẩn gần Bên cạnh 18’–8” 0 500 500 Chuẩn xa 0 500 4 - + 400 500 600 700 800
pháp này sẽ đánh giá hơi lớn chiều dày của các lớp mỏng. Theo quy −ớc trong đo hạt nhân, bức xạ về bên phải. Khi đo ng−ợc lại, nó tăng về bên trái.
Hình 4.14 - Biến đổi thống kê của các biểu đồ Nơtron - gamma ghi đ−ợc ở cùng 1 hố khoan
(Biểu đồ bên phải có tỉ số bằng số thời gian và Tốc độ đo sâu)
Có ba ph−ơng pháp hạt nhân có thể sử dụng để phối hợp khảo sát (Keys & Mac Cary 1971). Tổng l−ợng bức xạ nơtron nhân tạo đo đ−ợc tăng lên theo sự giảm độ rỗng, trong khi tổng l−ợng bức xạ gamma - gamma nhân tạo đo đ−ợc lại giảm đi. Bức xạ gamma tự nhiên
Đo lên Đo xuống Đo lên
Hằng số thời gian: 3 sec Tốc độ đo: 40ft/phút
Hằng số thời gian: 10 sec Tốc độ đo: 40ft/phút
Sự thăng giáng thống kê Sự thăng giáng thống kê