第八章　自然伽马测井 .docVIP

第八章　自然伽马测井 自然伽马测井－以研究岩层或矿体天然放射性为基础，进而研究岩层性质和有关地质问题的一种测井方法。 第一节　原子核的基本知识和天然放射性 1 ．原子核的基本知识 原子核组成—中子，质子 核系—具有相同质子数 Z 和中子数 N 的一类原子核 表示方法　　 （或 ） 同位素—质子数相同，中子数不同的核素。 2 ．天然放射性 核素分为稳定与不稳定的两种，不稳定核素的原子核能自发地放射某种射线，这种现象称为放射性，不稳定核素也称为放射性核素。 原子核衰变—原子核由于放出射线而发生的转变。 放射性核素放出的射线有三种：α、β、γ。 放射性核素的衰变遵从统计规律，在某一时间的衰变率和当时存在的可以衰变的原子核数 N 成正比。即： 式中λ为衰变系数 放射性活度—放射性核素的衰变率（单位时间的衰变数 ），通常通过测定放射性衰变过程中单位时间放出的射线数，即射线强度来了解放射性活度。 半衰期 T —原了核数衰减一半所需的时间 ，平均寿命τ—放射性原子核平均生存的时间τ = 。 3 ．放射性单位 1 ）活度单位－具可勒尔（ Bq ），一具可等于每秒一次核衰变 1Bg = 1S -1 活度旧单位为居里（ C i ） 1 C i = 3.7 × 10 10 Bq 2 ）剂量单位： 吸收剂量：戈端（ Gray ），一戈端表示 一千克 物质吸收一焦耳的辐射能量时的吸收剂量。 1Gy = 1J/ kg 照射剂量：库仑每千克， C/kg ，它是指单位质量的物体（空气），在 x 或 r 辐射后产生电离的电量。 旧单位为伦琴（ R ） 1R = 2.578 × 10 -4 C /kg 3 ）克镭当量：用于衡量γ放射性强弱，凡放出γ射线的物质和 1 克 镭在同样条件下所引起的电离作用相等时，这一物质的放射量为 1 克 镭当量。 4 ） API 单位：休斯敦美国石油研究所的γ射线刻度井中低放射性层和高放射性层放射性差值的 1/200 ，定义为 1API 。 4 ．岩石的天然放射性 1 ）岩浆岩：放射性物质含量高，全土全油比大。 岩浆岩中放射性核素含量从酸性→中性→基性→超基性逐渐降低。 2 ）沉积岩： 粘土岩—放射性核素含量最高。 砂岩—纯砂岩放射性核素含量低，随泥质增加放射性核素含量增加。 碳酸盐岩、岩盐、石膏、硬石膏放射性含量增较低。 钾盐—放射性高。 3 ）变质岩：放射性核素含量不定，与变质前放射性高低及变质过程有关。 第二节　自然伽马测井的测量原理 自然伽马测井探测的γ射线主要来源于 40 K ， 238 u 和 232 Fh 自然伽马测井信号流程： 探测器→放大器→……→放大器→　别→整形→计数率器→输出。 1 ．射线探测器 1 ）气体电离式探测器 盖革计数管和正比计数管 2 ）闪烁计数器 3 ）半导体探测器 2 ．自然伽马测井仪的刻度　 仪器标准化过程称为仪器刻度 刻度的分级：一级—国家统一标准 　　　　　　二级—仪器厂或大的石油公司建立的标准 　　　　　　三级—测井现场刻度 现场刻度方法举例 第三节　自然伽马测井曲线特征 原地层（ h 3d ）—自然伽马曲线对称，地层界面对应于曲线半幅度点处，射线强度（曲线幅度）可达到饱和值； 薄地层（ h ≤ 3d ）—曲线对称，地层界面从半幅度点向峰值方向移动，射线强度达不到饱和值。 1 ．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，在相同条件下，同样时间间隔Δ t 内，进行重复测量。每次测得的值 Ni 都是彼此不同的，这种现象称为统计涨落。由于统计涨落现象的存在，其测量精度要用误差来估计，统计涨落具有偶然误差的性质，通常取均方根据差σ为标准误差。 在单次测量情况下，可认为σ＝ 用相对误差表示δ＝ 在仪器中采用计数率电路的情况下，由于计数率电路中含有 RC 积分电路，其时间常数τ对误差亦有影响。 此时：σ τ值大小对曲线形状影响很大，测井时需适当选取τ值。 2 ．计数率电路的影响 为了使需要研究的最薄地层的曲线幅度达到接近地层实际平均值 的要求，仪器通过地层的时间应满足 t 3 τ的要求，由此得出最高测速应为： 第四节　井的条件对自然伽马测井曲线的影响 自然伽马测井有效探测深度只有 20 余厘米，因此井眼附近介质如泥浆、套管、水泥环等物质的影响不可忽略。 这些介质的影响以吸收γ射线为主。 利用图板进行校正。 第五节　自然伽马测井曲线的应用 1 ．判断岩性和划分渗透性地层。 2 ．确定贮煤层的泥质含量。 条件：①不含地层中粘土矿物的放射性强度应该是相同的； ②除粘土矿物之外，岩石中水含有其它放射性矿物。 3 ．地层对比 利用自然伽马