自然伽马测井3.pptVIP

原子核的基本知识和天然放射性 自然伽马测井的测量原理 自然伽马测井曲线特征  井的条件对自然伽马测井曲线的影响 自然伽马测井曲线的应用 自然伽马能谱测井 第八章 自然伽马测井 第三节 自然伽马测井曲线特征  射线强度的计算 GR曲线特征 “统计涨落“的影响 计数率线路时间常数和测井速度对曲线形状的影响 假定有一含放射性元素的介质，每立方厘米一秒钟可以发出Q个γ射线，则其中一小体积元dV在空间某点P的γ射线强度可以表示成 R为P点到体积元dV的距离； μ为射线源dV与P点之间介质的γ射线吸收系数。 如果含放射性元素介质的总体积为V，则P点的γ射线强度为 一、射线强度的计算 对于一个含放射性元素地层，假定地层和井内泥浆的吸收系数相同，则井轴上各点的放射性强度，可以写成： 厚度为h的放射性地层示意图 式中：r0为井的半径： 函数-E(-x)为指数积分，即 一、射线强度的计算 水平放射性岩层在井轴上造成的放射性强度 实线表示点状计数器的结果； 虚线表示有限长计数器(L=d)的结果 厚度为h的放射性地层示意图 放射性层 不同厚度放射性地层的γ测井理论曲线 二、自然伽马测井曲线特征 1)γ射线强度的分布对地层中心对称，中心出现极大值。 2)当地层厚度小于三倍井径时，γ射线强度的最大值随厚度变化而变化。 3)当厚度大于三倍井径时，γ射线强度的极大值与厚度无关，反映除地层的真值。 4)当厚度大于三倍井径时,对着地层界面处的放射性强度大约为极值的1/2。 三、“统计涨落”的影响 放射性衰变是一种符合统计规律的随机现象。因此，测量结果的“统计涨落”现象是不可避免的。 在相同的条件下，同样的时间间隔Δt内，做重复测量，每次测得的读数Ni是不同的，Ni和其重复测量结果的平均值之间总有一个差值ΔNi 当i相当大时，差值ΔNi服从于正态分布(高斯分布)规律，其分布密度的表示式为 Ni ΔNi Δ ＝0 “统计涨落的影响” 根据随机变量的方差理论，“统计涨落”的误差可用均方差(也称标准误差)表示 若用相对标准误差表示时 “统计涨落的影响” 由于自然γ测井一般是沿井身连续记录的，所以通常采用计数率线路。计数率线路的主要部分是一个RC电路。 整形后的脉冲向RC电路充电， 如果每个脉冲的充电电荷为q， 当计数率(即单位时间的脉冲数)为J时， 单位时间充入电容器C中的电荷Ii=Jq。 同时，从电容器经电阻R放电的电荷为I0=V/R 计数率线路中的积分线路； 在平衡时，Ii=I0，即： Jq=V/R， 或： V=JqR。 可见，输出电压与单位时间脉冲数(计数率)成正比。 当单位时间的脉冲数由J1突然变到J2时，由于RC电路的滞后作用，电压V不能立即改变，而是 “统计涨落的影响” 计数率线路中的积分线路； 输入信号波形； 输出信号波形 “统计涨落的影响” “统计涨落的影响” 计数率电路对于统计起伏起到一定的平滑作用。这时的相对标准误差可以写成 标准误差的意义是：由于统计涨落的影响，观测结果要有“起伏”，而“起伏”摆动的范围出现在J±σ之内的几率为68.3％。 有的书用可能误差ε表示“统计涨落”，它表示观测值出现在J±ε范围内的几率为50％。 ε与σ的关系为ε=0.6745σ。 “统计涨落的影响” 由于放射性的统计性质，所以放射性曲线在表面上就和电测井等曲线不同，有较多的小的摆动，一般只有当幅度变化大于2～3σ值时，才能认为这种变化是有意义的。 从上式看出，RC愈大，测得的γ射线强度和其平均值相差愈小。 单从这一点出发，希望仪器的积分常数尽量大。过分增大RC，会使整个曲线发生畸变。 “统计涨落的影响” a 时间常数过小 b 时间常数过大 c 时间常数合适 图8.9 时间常数RC对放射性测井曲线的影响 时间常数和测井速度对曲线形状的影响 假设有一厚度为h的地层，其平均放射性强度为。由于计数率电路时间常数的影响，在输出端不能立即得到这个数值，而是按指数关系逐渐达到值 τ=RC，t为仪器通过这个地层的时间， t=h/v，v为测井速度。 因此，随v和τ不同，曲线达到最大幅度的快慢也就不同，即曲线向仪器移动方向所发生的偏移也不同，并且所能达到的最大幅度也受到影响。 计数率线路时间常数和测井速度的影响 计数率积分线路对曲线形状影响 a-计数率线路中的积分线路； b-输入信号波形；c-输出信号波形 当等于两倍τ时，J能够达到的86％；t=3τ时， J达到的95％。 为了使需要研究的最薄地层的曲线幅度