4.5 Gamma ray log gamma ray log เป็นการวัดค่ากัมมันตภาพรังสีที่เกิดขึ้นในธรรมชาติในชั้นหิน ในหินตะกอน ค่าที่อ่านได้จะสะท้อนถึงปริมาณของหินดินดานในชั้นหิน ซึ่งเนื่องจากว่าธาตุกัมมันตรังสีมักสะสมตัวอยู่ในดินเหนียวและชั้นหินดินดาน ชั้นหินที่ไม่มีดินเหนียวปนอยู่จึงมีระดับของกัมมันตภาพรังสีต่ำ ยกเว้นหินที่มีธาตุกัมมันตรังสีเกิดร่วมด้วย เช่น volcanic ash หรือ granite wash

เนื่องจากรังสีแกมมาสามารถผ่าน ท่อกรุ (casing) ได้ ดังนั้น gamma ray log จึงสามารถวัดได้ทั้งในหลุมแบบ open hole และ cased hole ในบางครั้ง gamma ray log ถูกใช้ทดแทน SP log ในหลุมที่เจาะด้วย salt mud, air หรือ oil-based mud

จุดประสงค์หลักที่ใช้ gamma ray log 1. หาความสัมพันธ์ของชั้นหิน (correlation) 2. ประเมินปริมาณของชั้นหินดินดานในชั้นหิน 3. วิเคราะห์ชนิดของแร่

4.5.1 Properties of Gamma rays ธาตุกัมมันตรังสีบางชนิดสามารถปลดปล่อยรังสีแกมมาออกมา รังสีแกมมาส่วนใหญ่ที่เกิดขึ้นในธรรมชาติได้จากการธาตุ โปแตสเซียม (K40), ยูเรเนียม (U235, U238) และธอเรียม (Th232) ธาตุกัมมันตรังสีแต่ละชนิดจะปลดปล่อยรังสีแกมมาที่มีพลังงานแตกต่างกันออกมา ทำให้สามารถตรวจสอบได้ว่ารังสีแกมมานั้นได้มาจากธาตุกัมมันตรังสีตัวใด

4.5.2 Equipment gamma sonde ประกอบด้วยตัววัดรังสีแกมมา ซึ่งจะวัดค่ารังสีแกมมาที่ปลดปล่อยออกมาจากชั้นหินในบริเวณที่ใกล้กับตัววัดรังสี ในปัจจุบันใช้ scintillation counters เป็นตัววัดรังสีแกมมา โดยใช้ sodium iodide crystal เป็นตัวจับรังสีแกมมา ซึ่งมีประสิทธิภาพดีกว่า Geiger-Mueller counters

รังสีแกมมาที่วัดได้จากเครื่องมือมีหน่วยเป็น API units โดยกำหนดให้ 1 API เท่ากับ 1/200 ของค่าความแตกต่างของรังสีแกมมาระหว่างชั้นหินสองชั้นที่ทราบค่าการแผ่กัมมันตภาพรังสีในบ่อที่สร้างขึ้นที่ University of Houston.

4.5.3 Application gamma ray log ใช้ในการหาชั้นหินดินดาน โดยเฉพาะเมื่อค่า SP ถูกรบกวนหรือในหลุมเจาะที่ไม่สามารถวัดค่า SP ค่า gamma ray log บอกถึงสัดส่วนของชั้นหินดินดาน นอกจากนั้นยังใช้ในการประเมินปริมาณของธาตุกัมมันตรังสี หาความสัมพันธ์ระหว่างหลุมเจาะ ประเมินค่าสัมประสิทธิ์ความซึมได้

4.5.4 Estimating shale content เนื่องจากธาตุกัมมันตรังสีมักมีความสัมพันธ์กับแร่ดินซึ่งเป็นส่วนประกอบหลักของชั้นหินดินดาน ดังนั้นจึงสามารถใช้รังสีแกมมาที่วัดได้มาประเมินปริมารของ shale-volume indicotor โดยการกำหนดให้ค่า shale-volume indicotor มีค่าอยู่ในช่วง 0 ถึง 100 % shale

กำหนดค่า gamma ray index คำนวณจากสมการ

4.5.4 Estimating shale content ได้มีการเสนอสมการในการคำนวณค่า volume of shale ไว้หลายสมการ ถ้าค่า gamma ray index มีค่าเท่ากับ X สมการเหล่านี้ได้แก่ Linear : Clavier : Steiber or Larionov:

Bateman : Dresser Atlas : (pre-Tertiary consolidated rocks) (Tertiary unconsolidated rocks)