Определение содержаний урана
Содержание урана в рудах можно определить по данным ГК или МН [8,9,15]. В случае гамма-каротажа содержание урана определяется по радию при условии радиоактивного равновесия между ураном и радием или знания о коэффициенте радиоактивного равновесия (п. 4.3). Если в скважине проведено измерение методом мгновенных нейтронов деления (МН), то определения ведутся по результатам этого метода, являющимся прямым методом определения содержания урана.
Технология определения содержания урана по данным этих методов каротажа одинакова, поэтому здесь мы рассмотрим интерпретацию ГК, поскольку именно ГК является основным методом оценки параметров урановых руд при разведке и разработке месторождений. Методику определения содержания урана в рудах изложим в соответствии с инструкцией по ГК [8].
Среднюю массовую долю урана в рудном интервале находят по формуле
(4.10)
где S(U) - площадь каротажной диаграммы [(мкР/ч)*см]; Н – мощность рудного подсечения; Ко – пересчетный коэффициент, [мкР/(ч 0,01%U)], q0 – эквивалентный по интенсивности гамма-излучения вклад Th и К.
В площадь аномалии, полученную непосредственно по данным гамма-каротажа (S) одним из нижеприведенных способов, вводят поправки за свойства руд и условия измерения:
(4.11)
где: Р – поправка за отжатие радона буровым раствором в пласт; ПБ, П0 – поправки за поглощение гамма-излучения в буровом растворе (ПБ) и обсадных трубах (П0); В – влажность руды; Крр – коэффициент радиоактивного равновесия между ураном и радием. Значения поправок формулы (4.11) для одной из скважин рассматриваемого месторождения приведены в таблице 4.4.
Таблица 4.4
Модельные параметры для интерпретации ГК на месторождении урана
| Параметр | |
| Месторождение | Пересчетный коэффициент Ко=115 мкР/ч на 0,01% U- |
| Поправка на отжатие радона Р= 0.8 | |
| Влажность руды В=0,15 | |
| Бортовое содержание радия для балансовых руд Сб=0,01% | |
| Эквивалентный по интенсивности гамма-излучения вклад Th и К q0=0,00062 | |
| Плотность руды σ= 1,69 г/см3 | |
| Скважина С-03 | Номинальный диаметр бурения 2r0 =151 мм |
| Диаметр скважинного прибора 2R=54 мм | |
| Плотность бурового раствора σ0= 1,12 г/см3 | |
Поправка за поглощение гамма-излучения буровым раствором Пб=0,8476, где  ,  - эквивалентная толщина слоя бурового раствора | |
| Поправка за поглощение в обсадных трубах П0 =0,987-0,0292*То, где То=0 – толщина обсадных труб, мм. |
Контур, в пределах которого измеряют площадь аномалии, зависит от способа определения границ рудного интервала (рис.4.17). Если крылья гамма-аномалии от рудного тела осложнены ореолами забалансовых руд, рекомендуется при определении границ рудных интервалов использовать способ Z1/2, а при подсчете массовой доли урана:
- кривую насыщения, если для истинной мощности соблюдается условие 20/σ (см)≤ Н≤ 50/σ(см), где σ – плотность руд;
- зависимость от мощности Н отношения площади гамма-аномалии непосредственно над рудным телом (S*) ко всей площади аномалии (S), если Н >50/σ (см).
Необходимые номограммы приведены на рис. 4.19.
Величину S, которую подставляют в формулу (4.11), получают делением полученной по ГК площади S* на поправочный коэффициент графиков рис. 4.19, в зависимости от плотности руды и диаметра скважины.
Для определения средней массовой доли урана в рудном интервале с помощью кривых насыщения по графику рис. 4.19 находят f(H)= Jмах/J 
и рассчитывают по формуле:
, (4.12)
где Jmax – максимальная интенсивность гамма-излучения в границах рудного интервала с учетом всех поправочных коэффициентов формулы (4.11).
На рис. 4.20 приведен наблюденный график гамма-каротажа по скважине, параметры интерпретации для которой приведены в табл. 4.4. Попробуйте с помощью знаний этой главы определить мощность рудного тела и содержание в нем урана. Как изменится максимальная интенсивность гамма-излучения в этом пласте, если измерения будет проводиться в обсаженной скважине с толщиной обсадной трубы в 5 мм? Проверить свои знания можно также по практикуму [16].
Литература
1. Аэрогеофизические методы прогнозирования месторождений урана /под редакцией А.И. Краснова. М.: Атомиздат, 1980. – 128 с.
2. Геология гидротермальных урановых месторождений /Под ред.Д.И. Щербакова. М.: Наука, 1966. – 442с.
3. Геология и вопросы генезиса эндогенных урановых месторождений /Под ред. Ф.И.Вольфсона. М.: Наука, 1968. – 472с.
4. Геология и генезис месторождений урана в осадочных и метаморфических толщах. М.: Недра, 1980. – 270с.
5. Геотехнология урана на месторождениях Казахстана /В.Г.Язиков, В.Л. Забазнов, Н.Н. Петров, Е.И. Рогов. – Алматы, 2001. – 444 с.
6. Добрынин В.М., Вендельштейн Б.Ю., Кожевников Д.А. Петрофизика: учебник для вузов. – М.: Недра, 1991. – 368 с.
7. Зинченко В.С., Козак Н.М. Основы геофизических исследований: учебное пособие. – М.: «ЩИТ-М», 2005. – 144 с.
8. Инструкция по гамма-каротажу при подготовке к эксплуатации и эксплуатации пластово-инфильтрационных месторождений урана. – Алматы: Казатомпром, 2003. – 126 с.
9. Инструкция по каротажу методом мгновенных нейтронов деления при подготовке к эксплуатации и эксплуатации пластово-инфильтрационных месторождений урана. – Алматы: Казатомпром, 2003. – 65 с.
10. Итенберг С.С., Дахкильгов Т.Д. Геофизические исследования в скважинах: учебник для вузов. – М.: Недра, 1982. – 254 с.
11. Комплексирование геофизических методов при решении геологических задач /Под ред. В.Е. Никитского, В.В. Бродового. М.: Недра, 1987. – 471с.
12. Комплексирование методов разведочной геофизики: справочник геофизика. М.: Недра, 1984. – 384 с.
13. Латышева м.г. Практическое руководство по интерпретации диаграмм геофизических методов исследования скважин. – М.: Недра, 1981. – 180 с.
14. Методические рекомендации по комплексу геофизических методов исследования скважин при подземном выщелачивании урана. - Алматы: Казатомпром, 2003. – 76 с.
15. Новиков Г.Ф. Радиометрическая разведка: учебник для вузов. –Л.: Недра, 1989. – 407с.
16. Номоконова Г.Г. Геофизические методы при разведке и разработке месторождений радиоактивного сырья: практикум. Томск: Изд-во ТПУ, 2008.- 52с.
17. Огильви А.А. Основы инженерной геофизики: учебник для вузов. – М.: Недра, 1990. – 501 с.
18. Пруткина М.И., Шашкин В.Л. Справочник по радиометрической разведке и радиометрическому анализу. - М., Атомиздат, 1975. – 248 с.
19. Резванов Р.А. Радиоактивные и другие неэлектрические методы исследования скважин: учебник для вузов. – М.: Недра, 1982. – 368 с.
20. Рудные месторождения СССР. В трех томах /Под редакцией В.И.Смирнова. Том 2. М.: Недра, 1974. – 392 с.
21. Современные геофизические и геохимические методы поисков и разведки месторождений радиоактивных руд /Сборник научных трудов. Л.: «Рудгеофизика», 1989. – 166 с.
22. Урановые месторождения Казахстана (экзогенные) /Н.Н. Петров, В.Г.Язиков, Х.Б. Аубакиров и др. Алматы: Гылым, 1995. – 264с.
23. Урановые месторождения Казахстана (эндогенные) /Н.Н. Петров, В.Г.Язиков, Б.Р. Бериеболов и др. Алматы: Гылым, 2000. – 532с.
24. Условия образования месторождений урана в вулканических депрессиях /Под ред А.И.Тугаринова. М.: Атомиздат, 1972. - 312 с.
25. Физика горных пород: учебник для вузов. /Л.Я. Ерофеев, Г.С. Вахромеев, В.С. Зинченко, Г.Г. Номоконова. – Томск: Изд-во ТПУ, 2006. – 520с.
Оглавление
| Введение | ||
| 1. ЯДЕРНО-ФИЗИЧЕСКИЕ И ГЕОХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА УРАНА | ||
| 1.1. Радиоактивность. Ядерно-физические свойства урана | ||
| 1.2. Геохимия урана | ||
| 2. ПЕТРОФИЗИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ МЕСТОРОЖДЕНИЙ УРАНА | ||
| 2.1. О содержании петрофизической модели месторождения | ||
| 2.2. Месторождения в дайковых поясах и березитах | ||
| 2.3. Месторождения в вулканических депрессиях | ||
| 2.4. Месторождения в углеродистых сланцах | ||
| 2.5. Месторождения в зонах древних несогласий | ||
| 2.6. Пластово-инфильтрационные месторождения | ||
| 2.7. Условия локализации месторождений урана | ||
| 3. ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ В СКВАЖИНАХ ПРИ РАЗВЕДКЕ И РАЗРАБОТКЕ УРАНОВЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ | ||
| 3.1. Методы электрического сопротивления | ||
| 3.2. . Метод потенциалов собственной поляризации | ||
| 3.3. Гамма-каротаж | ||
| 3.4. Нейтронные методы исследований в скважинах | ||
| 4. ГЕОФИЗИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ СПОСОБА ПОДЗЕМНОГО СКВАЖИННОГО ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ УРАНА | ||
| 4.1. Геологические задачи подземного скважинного выщелачивания | ||
| 4.1. Литологическое расчленение пород и корреляция разрезов | ||
| 4.2. Оценка фильтрационных свойств горных пород | ||
| 4.3. Оценка радиоактивного равновесия в урановых рудах | ||
| 4.4. Определение границ и мощности рудных тел | ||
| 4.5. Определение содержаний урана | ||
| Литература |