自然伽玛测井及其影响因素
自然伽玛测井及其影响因素
发表时间：2015-11-18T14:09:16.830Z 来源：《基层建设》2015年15期作者：黄芳伟
[导读] 广西壮族自治区三一〇核地质大队541213 自然伽玛测井是利用伽玛辐射场，通过测量地层中天然放射性元素的自发衰变产生的伽玛射线来实现测井目的测井技术。
广西壮族自治区三一〇核地质大队541213
【摘要】：自然伽玛测井（Gamma Ray Logging）是利用伽玛辐射场，通过测量地层中天然放射性元素的自发衰变产生的伽玛射线来实现测井目的测井技术。本文主要阐述了自然伽玛测井及其影响因素，对解决自然伽玛测井常遇问题有一定的参考作用。 com/2/view-5538530.htm
【关键词】：自然伽玛测井；影响因素；分析
自然伽玛测井主要应用于放射性矿床、常规金属、非金属矿床勘探，地层对比、岩性划分、分析古地理环境等目的，在测井曲线校深以及射孔校深中具有不可替代的作用。
一、放射性平衡的影响
自然伽玛测井平均含量法解译的前提是假设放射性物质达到了放射性平衡，放射性核素在自然界中不断的发生自发的衰变，母核素衰变产生的子体核素可能会仍然具有放射性继续自发发生衰变，直到裂变产生稳定的子体为止。当母核素的半衰期比子体核素半衰期长很多，且在观察时间内母核素原子数或放射性活度的变化可忽略不计，子体核素的原子数和放射性活度达到饱和值，且子体放射性活度和母核素相等，这种衰变关系称为放射性长久平衡，简称放射性平衡。
放射性平衡系数指的是某一放射性系列中，任何两种核素岩（矿）石中的质
量比值与它们处于平衡状态时质量比值之比称为这两种核素的放射性平衡系数。
当地层中的天然放射性物质的放射性平衡系数不为1时，必须对测井的原始数据进行放射性平衡校正，目前生产单位采取的是取样分析的方法进行校正。
二、工作参数对测井曲线的影响
主要是指测井过程中测井仪在钻孔中录井的速度ν和仪器的时间常数τ对于测井曲线的影响，表现在：
ντ值越大，测井的曲线宽度越宽，使用平均含量法测得的矿层厚度偏大；
ντ值越大，曲线向测井仪移动方向发生偏移越多；
ντ值越大，曲线幅度下降越多，测量值偏小；
底层越薄，ντ值越大的影响越大；因此在对测井数据解译前必须对ντ的影响进行校正，目前的方法是通过实验（或理论）测井曲线，建立ντ校正图片版，进行校正工作。
三、钻孔中氡沉淀物以及放射性水、水温度的影响
在“干空”或者“湿孔”测井过程中，当钻孔揭穿矿层后地层中由放射性核
素衰变产生的氡会扩散到孔内，其放射性子体（主要是214Pb和214Bi）附着于井孔壁上，会产生额外的伽玛射线，使得伽玛测井曲线发生畸变，从而造成测井数据解译时矿层解释厚度和品位的误差。目前主要采取在揭露射气层后快速完成测井（2小时内），否则进行用清水、压缩冲孔等办法来消除氡对测井曲线的影响。
当钻孔过程中渗入氡或者镭含量较高的放射性水时候，将会向钻孔扩散，从而导致γ测井曲线的失真，造成测井解释时矿层厚度以及品位偏高，此时常用的办法是井口冲井，不停在井口灌水（约1-2小时），使井中水保持水位差，抑制放射性水的渗入，一段时间后再开展测井工作。或是采用边冲孔边测井的办法。
当测井区域有热液流经并被钻孔揭穿时，热液温度高于测井仪器的极限温度，导致测井仪无法正常工作，此时必须对钻孔进行冷水冲孔1.5-2小时。或者当探测器进入相对低温的钻孔中时，由于温度骤降造成测井仪无法正常工作，此时可以将测井仪曝露日光下半小时即可。
四、地层因素的影响
不同的地层其岩石元素含量的不同，必将对穿过的伽玛射线造成影响。伽玛
射线穿过不同地层时，与其元素发生“三大效应”（光电效应、康普顿效应、电子对效应）从而影响进入探测器的伽玛射线照射量率，这种影响是巨大的，因而必须加以考虑。井参数主要是指：泥浆、钢套管、水泥环。他们对测井曲线的影响原因也是会造成进入探测器的伽玛射线照射量率的变化，从而影响到测井曲线以及测井解译。
不同的岩层中元素的含量不同，对自然伽玛测井的影响主要是这些元素与岩层中含有的天然放射性元素衰变产生的伽玛射线发生相互作用（电子对效应、康普顿效应、光电效应），影响到进入探测器的伽玛光子数和能量分布，进而对分析放射性物质含量以及准确划分岩层等测井解译产生误差。以铀矿勘探为例，我国的铀矿床可以分为北方的砂岩型铀矿床和南方的花岗岩性铀矿床两大类，铀在砂岩和花岗岩中赋存的形式前者为稳定的铀矿物形式后者主要以类质同相形式存在，不同的赋存形式（对计算机数值模拟来说主要是组成元素的不同以及矿层的厚度不同）对伽玛射线的吸收效率不一样，并最终导致进入探测器的粒子计数减少或者增加。在不同区域进行测井任务必须也应当考虑到不同地层因素的影响。
五、井参数对测井曲线的影响
井参数主要是指水泥环、钢套管、井液（主要成分是泥浆），井参数对自然伽玛测井影响主要有如下方面：油气井注水泥（油井水泥）将套管和地层胶结在一起形成完整的水泥环，油气井完井后，水泥环、套管和地层紧密的结合在一起，对套管外环空进行有效封隔，防止钻井、增产作业和生产过程中的底层流体窜流，有效支撑和保护套管以满足油气井开采阶段长期层间封隔的要求。同时也可减少地层流体对套管的化学腐蚀、减少套管受到的最大应力和挤压套损。
在井下易水化膨胀、坍塌段为了保护钻孔或采用套管钻井技术时需要在钻孔中下套管（适合套后测井测试项通常为CBL、VDL、
自然电位附自然伽马
自然电位测井方法原理 在早期的电阻率测井中发现：在供电电极不供电时，测量电 极M在井内移动，仍可在井内测量到有关电位的变化。这个电位 是自然产生的，故称为自然电位。使用图1所示电路，沿井提升 M电极，地面仪器即可同时测出一条自然电位变化曲线。 自然电位曲线变化与岩性有密切关系，能以明显的异常显示 出渗透性地层，这对于确定砂岩储集层具有重要意义。自然电位 测井方法简单，实用价值高，是划分岩性和研究储集层性质的基 本方法之一。 图 1 自然电位测井原理 一、井内自然电位产生的原因 井内自然电位产生的原因是复杂的，但对于油井，主要有以下两个原因：地层水的含盐量(矿化度)与泥浆的含盐量不同，地层压力和泥浆柱压力不同，在井壁附近产生了自然电动势，形成了自然电场。 1．扩散电动势(Ed)的产生 如图2所示，在一个玻璃容器中，用一个渗透性的半透膜将 其分隔开，两边分别装上浓度为Cl和C2(C1>C2)的NaCl溶液， 并且在两边分别放人一只电极，此时表头指针发生偏转。此现象 可解释为：两种不同浓度的NaCl溶液接触时，存在着使浓度达 到平衡的自然趋势，即高浓度溶液中的离子受渗透压的作用要穿 过渗透性隔膜迁移到低浓度溶液中去，这一现象称为离子扩散。 在扩散过程中，由于Cl-的迁移率大于Na+的迁移率，扩散 结果使低浓度溶液中的Cl-相对增多，形成负电荷聚集，高浓度溶 图2扩散电动势产生示意图液中Na+相对增多，形成正电荷聚集。这就在两种不同浓度的溶 液间产生了电动势，所以可测到电位差。离子在继续扩散，高浓度溶液中的Cl-，由于受高浓度溶液中正电荷的吸引和低浓度溶液中负电荷的排斥，其迁移速度减慢；而高浓度溶液中的Na+，由于受高浓度溶液中正电荷的排斥和低浓度溶液中负电荷的吸引，其迁移速度加快，这使得电荷聚集速度减慢。当接触面附近的电荷聚集使正、负离子的迁移速度相等时，电荷聚集就停止了，但离子还在继续扩散，溶液达到了动平衡，此时电动势将保持一定值：这个电动势是由离子扩散作用产生的，故称为扩散电位(Ed)，也称扩散电动势，可用下式表示： mv g/L。 与上述实验现象一样，井内自然电位的产生也是两种不同浓度 的溶液相接触的产物。在纯砂岩井段所测量的自然电位即是扩散电 动势造成的，这是由于浓度为Cw的地层水和浓度为Cmf的泥浆滤 液在井壁附近接触产生扩散现象的结果。通常，Cw>Cmf，所以一般 扩散结果是地层水内富集正电荷，泥浆滤液中富集负电荷，如图3
随钻自然伽玛的测量原理及性能参数现场操作手册
随钻自然伽玛的测量原理及性能参数 1．测量原理： 井下探管通过伽玛探测器将地层的自然伽玛射线转换成电脉冲信号，经过处理后，得到伽玛射线的计数率，通过MWD 的泥浆脉冲传输系统传输到地面，经处理后得到实时伽玛曲线。同时，伽玛计数率被送入伽玛探管的存储器中存储，待探管从井底取出，将存储的数据处理后，得到回放的伽玛曲线。 2、性能参数： 工作温度:-25～150℃ 电池寿命:连续测井500h 测量范围:0 ～ 500API 精确度: ±2 API 垂直分辨率: 6"(152.4mm) 内存数据获取率:每16秒一个数据 TRIM 随钻电阻率的测量原理及性能参数 地 层 井 眼 发射线圈 接收线圈 感生电流 大地环发射线圈电路 接收线圈电路 1、测量原理：
2 .性能参数 ?工作频率19.2kHz ?工作温度范围-25 ～150°C ?测量范围0.1 ohm.m ～2000 ohm.m ?垂直分辨率12 ～24 " (0.305～0.610 m) ?探测深度112 " (2.845m) @ 10 ohm.m 84 "(2.130m) @ 1 ohm.m ?泥浆类型水基,油基和饱和盐型 ?承受压力15,000psi (103.4 MPa) ?最大工作排量750 GPM (47L/s) ?电池寿命150 hours (连续测井) ?数据点（内存记录）174,080 个电阻率值?记录参数视电阻率(Ra) 温度(Ti) ?记录速度8秒~200秒 ?设置延迟时间10天
MWD+自然伽玛+电阻率 MWD+伽玛 电阻率 电阻率探测短节 上井前的准备 1）去井队上测量好无磁钻铤长度，利用软件计算好加长杆长度，注意计算时不要忘记加一个COUPLING的长度。 2）根据清单准备仪器。 伽玛和电阻率上井清单 地面系统 1.伽玛接口箱DTU一台 2.伽玛电缆一套 3.深度传感器+配合接头二个 4.悬重传感器+配合快速接头二个 5.伽玛专用热敏打印机+打印纸一台
自然伽玛测井及其影响因素
自然伽玛测井及其影响因素 发表时间：2015-11-18T14:09:16.830Z 来源：《基层建设》2015年15期作者：黄芳伟 [导读] 广西壮族自治区三一〇核地质大队541213 自然伽玛测井是利用伽玛辐射场，通过测量地层中天然放射性元素的自发衰变产生的伽玛射线来实现测井目的测井技术。 广西壮族自治区三一〇核地质大队541213 【摘要】：自然伽玛测井（Gamma Ray Logging）是利用伽玛辐射场，通过测量地层中天然放射性元素的自发衰变产生的伽玛射线来实现测井目的测井技术。本文主要阐述了自然伽玛测井及其影响因素，对解决自然伽玛测井常遇问题有一定的参考作用。 com/2/view-5538530.htm 【关键词】：自然伽玛测井；影响因素；分析 自然伽玛测井主要应用于放射性矿床、常规金属、非金属矿床勘探，地层对比、岩性划分、分析古地理环境等目的，在测井曲线校深以及射孔校深中具有不可替代的作用。 一、放射性平衡的影响 自然伽玛测井平均含量法解译的前提是假设放射性物质达到了放射性平衡，放射性核素在自然界中不断的发生自发的衰变，母核素衰变产生的子体核素可能会仍然具有放射性继续自发发生衰变，直到裂变产生稳定的子体为止。当母核素的半衰期比子体核素半衰期长很多，且在观察时间内母核素原子数或放射性活度的变化可忽略不计，子体核素的原子数和放射性活度达到饱和值，且子体放射性活度和母核素相等，这种衰变关系称为放射性长久平衡，简称放射性平衡。 放射性平衡系数指的是某一放射性系列中，任何两种核素岩（矿）石中的质 量比值与它们处于平衡状态时质量比值之比称为这两种核素的放射性平衡系数。 当地层中的天然放射性物质的放射性平衡系数不为1时，必须对测井的原始数据进行放射性平衡校正，目前生产单位采取的是取样分析的方法进行校正。 二、工作参数对测井曲线的影响 主要是指测井过程中测井仪在钻孔中录井的速度ν和仪器的时间常数τ对于测井曲线的影响，表现在： ντ值越大，测井的曲线宽度越宽，使用平均含量法测得的矿层厚度偏大； ντ值越大，曲线向测井仪移动方向发生偏移越多； ντ值越大，曲线幅度下降越多，测量值偏小； 底层越薄，ντ值越大的影响越大；因此在对测井数据解译前必须对ντ的影响进行校正，目前的方法是通过实验（或理论）测井曲线，建立ντ校正图片版，进行校正工作。 三、钻孔中氡沉淀物以及放射性水、水温度的影响 在“干空”或者“湿孔”测井过程中，当钻孔揭穿矿层后地层中由放射性核 素衰变产生的氡会扩散到孔内，其放射性子体（主要是214Pb和214Bi）附着于井孔壁上，会产生额外的伽玛射线，使得伽玛测井曲线发生畸变，从而造成测井数据解译时矿层解释厚度和品位的误差。目前主要采取在揭露射气层后快速完成测井（2小时内），否则进行用清水、压缩冲孔等办法来消除氡对测井曲线的影响。 当钻孔过程中渗入氡或者镭含量较高的放射性水时候，将会向钻孔扩散，从而导致γ测井曲线的失真，造成测井解释时矿层厚度以及品位偏高，此时常用的办法是井口冲井，不停在井口灌水（约1-2小时），使井中水保持水位差，抑制放射性水的渗入，一段时间后再开展测井工作。或是采用边冲孔边测井的办法。 当测井区域有热液流经并被钻孔揭穿时，热液温度高于测井仪器的极限温度，导致测井仪无法正常工作，此时必须对钻孔进行冷水冲孔1.5-2小时。或者当探测器进入相对低温的钻孔中时，由于温度骤降造成测井仪无法正常工作，此时可以将测井仪曝露日光下半小时即可。 四、地层因素的影响 不同的地层其岩石元素含量的不同，必将对穿过的伽玛射线造成影响。伽玛 射线穿过不同地层时，与其元素发生“三大效应”（光电效应、康普顿效应、电子对效应）从而影响进入探测器的伽玛射线照射量率，这种影响是巨大的，因而必须加以考虑。井参数主要是指：泥浆、钢套管、水泥环。他们对测井曲线的影响原因也是会造成进入探测器的伽玛射线照射量率的变化，从而影响到测井曲线以及测井解译。 不同的岩层中元素的含量不同，对自然伽玛测井的影响主要是这些元素与岩层中含有的天然放射性元素衰变产生的伽玛射线发生相互作用（电子对效应、康普顿效应、光电效应），影响到进入探测器的伽玛光子数和能量分布，进而对分析放射性物质含量以及准确划分岩层等测井解译产生误差。以铀矿勘探为例，我国的铀矿床可以分为北方的砂岩型铀矿床和南方的花岗岩性铀矿床两大类，铀在砂岩和花岗岩中赋存的形式前者为稳定的铀矿物形式后者主要以类质同相形式存在，不同的赋存形式（对计算机数值模拟来说主要是组成元素的不同以及矿层的厚度不同）对伽玛射线的吸收效率不一样，并最终导致进入探测器的粒子计数减少或者增加。在不同区域进行测井任务必须也应当考虑到不同地层因素的影响。 五、井参数对测井曲线的影响 井参数主要是指水泥环、钢套管、井液（主要成分是泥浆），井参数对自然伽玛测井影响主要有如下方面：油气井注水泥（油井水泥）将套管和地层胶结在一起形成完整的水泥环，油气井完井后，水泥环、套管和地层紧密的结合在一起，对套管外环空进行有效封隔，防止钻井、增产作业和生产过程中的底层流体窜流，有效支撑和保护套管以满足油气井开采阶段长期层间封隔的要求。同时也可减少地层流体对套管的化学腐蚀、减少套管受到的最大应力和挤压套损。 在井下易水化膨胀、坍塌段为了保护钻孔或采用套管钻井技术时需要在钻孔中下套管（适合套后测井测试项通常为CBL、VDL、
测井基础知识
测井基础知识 1. 名词解释： 孔隙度：岩石孔隙体积与岩石总体积之比。反映地层储集流体的能力。 有效孔隙度：流体能够在其中自由流动的孔隙体积与岩石体积百分比。 原生孔隙度：原生孔隙体积与地层体积之比。 次生孔隙度：次生孔隙体积与地层体积之比。 热中子寿命：指热中子从产生的瞬时起到被俘获的时刻止所经过的平均时间。 放射性核素：会自发的改变结构，衰变成其他核素并放射出射线的不稳定核素。 地层密度：即岩石的体积密度，是每立方厘米体积岩石的质量。 地层压力：地层孔隙流体(油、气、水)的压力。也称为地层孔隙压力。地层压力高于正常值的地层称为异常高压地层。地层压力低于正常值的地层称为异常低压地层。 水泥胶结指数：目的井段声幅衰减率与完全胶结井段声幅衰减率之比。 周波跳跃：在声波时差曲线上出现“忽大忽小”的幅度急剧变化的现象。 一界面：套管与水泥之间的胶结面。 二界面：地层与水泥之间的胶结面。 声波时差：声速的倒数。 电阻率：描述介质导电能力强弱的物理量。 含油气饱和度（含烃饱和度Sh）：孔隙中油气所占孔隙的相对体积。 含水饱和度Sw：孔隙中水所占孔隙的相对体积。含油气饱和度与含水饱和度之和为1. 测井中饱和度的概念：1.原状地层的含烃饱和度Sh＝1－Sw。2.冲洗带残余烃饱和度：Shr ＝1－Sxo （Sxo表示冲洗带含水饱和度）。3.可动油（烃）饱和度Smo＝Sxo－Sw或Smo ＝Sh－Shr。4.束缚水饱和度Swi与残余水饱和度Swr成正比。 泥质含量：泥质体积与地层体积的百分比。 矿化度：溶液含盐的浓度。溶质重量与溶液重量之比。 2. 各测井曲线的介绍： SP 曲线特征： 1.泥岩基线：均质、巨厚的泥岩地层对应的自然电位曲线。 2.最大静自然电位SSP：均质巨厚的完全含水的纯砂层的自然电位读数与泥岩基线读数差。 3.比例尺：SP曲线的图头上标有的线性比例，用于计算非泥岩层与泥岩基线间的自然电位差。 4.异常：指相对泥岩基线而言，渗透性地层的SP曲线位置。（1）负异常：在砂泥岩剖面井中，当井内为淡水泥浆时(Cw>Cmf)，渗透性地层的SP曲线位于泥岩基线的左侧（Rmf>Rw）; （2）正异常：在砂泥岩剖面井中，当井内为盐水泥浆时（Cmf>Cw），渗透性地层的SP曲线位于泥岩基线的右侧（Rmf
地球物理测井学习知识重点复习资料
1、 在扩散过程中,各种离子的迁移速度不同,这样在低浓度溶液一方富集负电荷，高浓度溶液富集正电荷,形成一 个静电场,电场的形成反过来影响离子的迁移速度,最后达到一个动态平衡,如此在接触面附近的电动势保持一定值,这个电动势叫扩散电动势记为Ed 。 2、 泥岩薄膜离子扩散,但泥岩对负离子有吸附作用,可以吸附一部分氯离子,扩散的结果使浓度小的一方富集大 量的钠离子而带正电,浓度大的一方富集大量的氯离子而带负电,这样在泥岩薄膜形成扩散吸附电动势记为Eda 3、 当地层水矿化度大于泥浆滤液矿化度时，储集层自然电位曲线偏向低电位一方的异常称为负异常。 4、 当地层水矿化度小于泥浆滤液矿化度时，储集层自然电位曲线偏向高电位一方的异常称为正异常。 5、 在钻井过程中, 通常保持泥浆柱压力稍微大于地层压力,在压力差作用下,泥浆滤液向渗透层侵入,泥浆滤液 替换地层孔隙所含的液体而形成侵入带,同时泥浆中的颗粒附在井壁上形成泥饼,这种现象叫泥浆侵入. 6、 高侵:侵入带电阻率Ri 大于原状地层电阻率Rt; 7、 低侵:侵入带电阻率Ri 小于原状地层电阻率Rt 8、 梯度电极系：成对电极距离小于不成对电极到成对电极距离的电极系叫梯度电极系。 9、 标准测井：是一种最简单的综合测井,是各油田或油区为了粗略划分岩性和油气、水层，并进行井间地层对 比，对每口井从井口到井底都必须测量的一套综合测井方法。因它常用于地层对比，故又称对比测井。 10、电位电极系：成对电极距离大于不成对电极到成对电极距离的电极系叫电位电极系。 11、侧向测井：在电极上增加聚焦电极迫使供电电极发出的电流侧向地流入地层从而减小井的分流作用和围岩的影响,提高纵向分辨能力,这种测井叫侧向测井又称为聚焦测井 12、横向微分几何因子 ： 横向积分几何因子 ： 纵向微分几何因子： 纵向积分几何因子 ： 13、声系：声波测井仪器中,声波发射探头和接收探头按一定要求形成的组合称为声波测井仪器的声系 14、深度误差：仪器记录点与实际传播路径中点不在同一深度上。 15、相位误差：时差记录产生的误差。 16、周波跳跃：在裂缝发育地层,滑行纵波首波幅度急剧减小,以致第二道接收探头接收到的首波不能触发记录波,而往往是首波以后第二个,甚至是第三或第四个续至波触发记录波.这样记录到到时差就急剧增大,而且是按声波信号的周期成倍增加,这种现象叫周波跳跃. 17、体积模型：把单位体积岩石传播时间分成几部分传播时间的体积加权值。 18、超压地层、欠压地层: 当地层压力大于相同深度的静水柱压力的层位，通常称为超压地层；反之，成为欠压地层。 19、放射性 放射性核素都能自发的放出各种射线。 20.同位素 凡质子数相同，中子数不同的几种核素 21..基态、激发态 基态—原子核可处于不同的能量状态，能量最低状态。 激发态—原子核处于比基态高的能量状态，即原子核被激发了 22.半衰期 原有的放射性核数衰变掉一半所需的时间。 23.α射线—由氦原子核 组成的粒子流。氦核又称α粒子，因而可以说是α粒子流。 24.β射线—高速运动的电子流。V=2C/3（C 为光速)，对物质的电离作用较强，而贯穿物质的本领较小 25.γ射线—由γ光子组成的粒子流。γ光子是不带电的中性粒子，以光速运动。 26.含氢指数地层对快中子的减速能力主要决定于地层含氢量。中子源强度和源距一定时，慢中子计数率 就只 的贡献。 介质对的无限长圆柱体物理意义：半径为横积a d r r r dr r G G σ? =≡2 /0 )(的贡献。薄板状介质对无限延伸物理意义：单位厚度的a z dr z r g G σ?∞ ≡0 ),(的贡献。 板状介质对的无限延伸物理意义：厚度纵积a h h h dz z G G σ?-≡2 /2 /)(的贡献。圆筒状介质对的无限长 径为物理意义：单位厚度半a r r dz z r g G σ?∞ ∞ -≡),(
伽马测井
第四节伽马测井 一、自然伽马测井 1、岩石的自然伽马放射性 岩石的自然放射性就是由岩石中的放射性同位素的种类与含量决定的。岩石中的自然 放射性核素主要就是铀(U238)、钍(Th232)、锕(Ac227)及其衰变物与钾的放射性同位素K40等,这些核素的原子核在衰变过程中能放出大量的α、β、γ射线,所以岩石具有自然放射性。 沉积岩按放射性浓度可粗略分为三类:1)放射性高的岩石:包括粘土岩、火山灰、海绿石砂岩、独居石砂岩、钾钒矿砂岩、含铀钒矿的灰岩及钾盐等。深海相泥岩的放射性浓度常达90×10-12克镭当量/克;浅海相泥岩的放射性浓度为(20-30)×10-12克镭当量/克。钾盐中的K４０可达60×10-12克镭当量/克2) 放射性中等的沉积岩:包括砂层、砂岩与含有少量泥质的碳酸盐岩等,其放射性浓度为(1-8)×10-12克镭当量/克。 3)放射性低的沉积岩:包括石膏、硬石膏、岩盐、纯的石灰岩、白云岩与石英砂岩等。 根据实验与统计,沉积岩的自然放射性一般有以下变化规律: (1)随泥质含量的增加而增加。 (2)随有机物含量增加而增加。如沥青质泥岩的放射性很高。在还原条件下,六价铀能被还原成四价铀,从溶液中分离出来而沉淀在地层中,且有机物容易吸附含铀与钍的放射性物质。(3)随着钾盐与某些放射性矿物的增加而增加。 在油气田中常遇到的沉积岩的自然伽马放射性主要决定于泥质含量的多少。但必须注意:从问题的实质来瞧,岩石自然放射性的强度就是由单位质量或单位体积岩石的放射性同位素 的含量决定的,当利用自然伽马测井资料求地层泥质含量时应做全面考虑。 2、自然伽马射线强度分布 研究自然伽马射线在地层中与沿井轴的强度分布,就是自然伽马测井基本理论的重要组 成部分。现按几种情况分别进行讨论。 1)无限均匀放射性地层中伽马射线的强度为了便于研究,先考虑无限均匀放射性地层 的原始状态,即在尚未钻井之前地层中伽马射线的强度。设地层的密度为ρ， 每克岩石含q 克放射性物质(含有放射性核素的矿物或混与物),每克放射性物质平均每秒钟发射a个伽马光子,且地层对伽马射线的吸收系数为μ（平均值),那么所示的地层中,体积元div在M点造成的伽马射线强度为(9、4、2)采用球坐标系,dv=r2sinθdrdθdφ， 则上式写成: 对此式进行积分, (9、4、3)
测井知识小结讲解
测井知识小结 一、测井原理 按常规测井来讲：9条曲线。分别是三条岩性曲线（CALI，SP，GR）三条孔隙度曲线（CNL，DEN，AC）三条电阻率曲线（RT，RI，RXO） 岩性曲线用来划分储层与非储层，孔隙度曲线用来计算储层孔隙度的大小，电阻率曲线用来判断储层的含油性。 1.划分地层 自然电位测井（SP） 目的：计算和识别泥岩 适用地层：富含高矿化度地层水的砂泥岩剖面 利用：电化学性质（即地层水的矿化度与泥浆滤液的矿化度之差异） 测量：地层中的扩散电动势和扩散吸附电动势 曲线的作用：主要用于砂泥岩坡面的岩性划分（即在砂泥岩剖面上识别砂岩和泥岩），其具体做法是——第一，确定泥岩基线（即找出泥岩的趋势值）；第二，找出含水纯砂岩（在自然电位曲线先表现为最低值，且一般是厚层，也就是说偏离泥岩基岩幅度最大位置）；第三，位于泥岩基岩与含水纯砂岩之间的那些曲线段则可能为砂质泥岩或泥质砂岩（这主要看是偏向泥岩基线还是偏向含水纯砂岩，一般情况下，偏向泥岩基线较多的则为砂质泥岩。不过，岩层中含有油气也会对自然电位曲线有影响，一般表现为峰值向泥岩基线方向移动，这主要是由于油气是高阻的缘故）。如下图所示：
自然伽马测井（GR） 目的：计算和识别泥岩 适应情况：套管井、干井、油基泥浆、高阻地层（一般如碳酸盐岩剖面） 测量：钻井剖面的天然放射性强度（假设沉积岩本身是不含放射性的，一般而言，沉积岩的放射性主要取决于岩层中泥质的含量，产生放射性的物质主要有U、Th、K）
曲线的作用：主要用于划分岩层。在自然伽马测井曲线上，泥岩和页岩显示明显的高放射性，而且可以形成一条比较稳定的泥岩线（储积岩是低放的）；在砂泥岩剖面，纯砂岩GR最低，粘土最高，泥质砂岩较低，泥质粉砂岩和砂质泥岩较高，即自然伽马随泥质含量的增加而升高；在碳酸盐岩地层，纯石灰岩和纯白云岩GR最低，泥岩和页岩最高，泥灰岩较高，泥质石灰岩和泥质白云岩介于它们之间，也是随泥质含量增加而升高；在膏盐剖面中，石膏层的GR值最低，泥岩最高，砂岩在二者之间。 2.测量地层的电阻率——普通电阻率测井、侧向测井、微电阻率测井和感 应测井 目的：探测不同径向深度的电阻率值R，识别流体（油、气、水） 测量：地层中各个带的电阻率（冲洗带电阻率、过渡带电阻率、原状地层电阻率）
自然伽马能谱数据处理方法
自然伽马能谱数据处理方法研究 编写人：杨芳何彪 审核人：彭石林 一九九九年八月
自然伽马能谱数据处理方法研究 一·测试系统 一九九八年六月我们从美国岩心公司引进了一套全径伽马/密度测量系统，该产品是贵公司着力改进后的第三代仪器，其特点是：NaI 探测晶体的尺寸大；（2）安装了屏蔽体，降低噪声50%；（3）利用多道分析器，提高低活度岩石中的铀、钍、钾测量精度；（4）可以对岩心质量的变化及时校正，解决了过去岩心伽马能谱测量中主要受到的两个限制：岩石放射性活度低，本底干扰大，并提高了测量的分辨率。新系统具备IBM-PC自动操作界面。 1·系统组成 （1）岩心机械传送部分 步进电机驱动皮带轮，产生9.1—36.6m/h连续可控速度； （2）探测器部分 探测器为4×4×7英寸的NaI晶体； （3）微机控制数据采集及处理软件 由多道分析器(MCA)、PC-586微机、控制接口及相应软件构成；（4）标样刻度筒 有非活性、API、钾、铀、钍五个标准刻度筒。 2·测量系统提供的参数 （1）API单位的总伽马强度； （2）钾（%），铀（ppm）和钍（ppm）元素含量； （3）在所有可变的测井速度下的体积密度系数和可变岩心质量补偿。 3·系统测量精度 钾：±0.5%；铀：±2ppm；钍：±2ppm；总伽马强度GR：±4API； 密度：±0.02 g/cm3。 4·系统主要用途 （1）岩心深度校正； （2）岩性指示； （3）与测井数据结合，校正由阳离子交换量计算的泥质含量；（4）用体积密度指数确定破损或缺损岩心区域；
（5）结合测井数据，确定粘土类型对储层可能的损害； (6) 裂缝识别。 二·数据处理方法 全径伽马/密度测量系统采用计算机对测量数据实时采集，并进行后处理，将所测能谱对应钾、铀、钍元素，分成十四个能窗。因此全谱共提供14个能窗计数。计算方法中考虑了三种影响因素： （1）岩心对本底射线的吸收； （2）岩心的自身吸收； (3) 岩心活性对给定的元素含量的影响。 假设：铀、钍、钾三种元素对每个能窗的贡献为Ni ，服从核射线探测统计规律，总带有误差εi ，则Ni 的表达式为： Ni aijXj J ==∑114 +εi (i=1,2,3) (1) 其矩阵形式为： C=AX+ε (2) 这里测量向量C=（n1,n2,n3,…,n14）T ,即十四个能窗计数率的列向量；响应矩阵A 为14×3阶矩阵；X=(K,U,Th)T ,为待求元素浓度矢量；ε为误差向量，ε=（ε1,ε2,ε3,…,ε14）T 。 由于各个能窗观察值的方差是不相同的，需要用加权最小二乘法，以提高计算精度。这一方法的基本思想是使每个能窗计数率权重误差平方和趋于极小，求取待测量的最可几值。此时能窗数为m,加入权重因子Wi 并令： R=Wi W n a x i i i m i ij j j i m ε 21 1 3 21=-===∑∑∑() (3) 对x j 求偏导数，取零，得矩阵方程： A T WAX=A T WC （4) 式中W 为对角权矩阵，其第i 个对角权矩阵元W i 可取： Wi= 1 2 1 σi i n T =-( ) (5)
测井常识
测井介绍 第一节引言 1927年发明测井时,法国人把它译为Carottage eletrigue,其意为"电取心",它相当准确地描述了这种地球物理勘探方法。有少数人直译为“在井内用测量装置记录所穿过的地层的特性”。但是，测井对不同人有不同的用途，对于地质学家来说，测井主要是一种地下勘探的绘图技术；对岩石物理学家来说，测井是评价储层油气生产潜力的一种方法；对地球物理学家来说，测井是地面地震分析的一种补充资料。对于测井工程师来说，测井可能仅仅为模拟应用提供数值。 测井的最初应用，是按电导率曲线形态进行逐井地层对比，有时可以越过大的距离。由于测量方法的改井和增多，测井的应用开始趋向于定量评价油气层。下面大部分内容将主要说明在地层评价中发展起来的测量装置和解释方法。 虽然测井是由石油工业为评价油气聚集的特殊需要发展起来的，但是，它和地学家感兴趣的其它许多领域有关。为了地下绘图而发展起来的新的有用的测量可用于绘制构造图、油藏描述和沉积识别。另外它还可用来识别裂缝或提供地层的矿物组成。在讨论这些应用之前，先详细分析测量原理。在这个过程中，测井被看成是需要许多学科的综合体，例如物理学、化学、电化学、地球化学、声学和地质学。 本章将按照传统方法讨论测井油气层评价中应用，描述与岩石物理参数有关的各种物理测量，我们从描述测井过程开始，提供一个必须测量的理想试验环境。 第二节测井是什么 测井过程包括许多组成部分。我们的主要兴趣是测量装置或探测器。为了满足各种资料的要求和任务，目前不同类型的测井仪器已超过五十余种，其中一些是无源的测量装置，而另一些是对所穿过的地层产生一些影响的有源装置。它们的测量结果通过特制的铠装点缆传送至地面，叫做电缆测井。 后面的大部分章节讲述测量探测器的基本原理，没有更多地涉及实际仪器的细节，只对探测器的结构作一般性叙述。所有探测器从外形上来看相互类似，一般呈圆柱装置，直径为4in或更小，以便适应在直径小于6in的井眼中测量。它们的长度与传感器排列和所需的电子线路的复杂性有关。许多仪器可能同时连接，形成长达100ft的仪器串。 一些探测器常被设计成在井内居中位置测量。这种测量利用附着在仪器外部的弓形弹簧或较复杂的水力驱动臂来完成，一些测量要传感器和地层紧密接触，也可利用水力辅助驱动臂完成。专门设计的这些仪器，它们对目的层的一个或多个地层参数很敏感。仪器车给井下仪器提供电源，以及起下仪器的电缆，并且还拥有数据处理、测量解释和资料永久存储的计算机。后面个章将要讨论的大部分测量都是连续测量，测量在井下仪器向地面缓慢提升时进行。实际测井速度随仪器的性质而变
测井的基础知识问答
测井的基础知识问答 1、什么是测井，简述测井解决的主要地质和工程问题。 答：测井通常采用电缆将测量仪器（探头）送入井筒内完成对地层物理参数和井筒工程结构的测量，测量的结果经处理和解释得出石油勘探开发所需要的地质和工程参数。测井技术要解决的地质和工程问题包括以下主要内容：储层参数：岩性、孔隙度、渗透率、含油饱和度、岩石中液体性质、储层厚度、各相异性等;工程参数：井筒形状和轨迹、固井质量、套管检测（破裂、变形、腐蚀等）、卡点测量等;动态监测：剩余油饱和度、注水剖面，产液剖面（分层流量、持水率、温度、压力等） 2、测井项目有哪几类 答：按物理方法分类测井技术可分为电（磁）测井方法、声学测井方法、放射性（核）测井方法、核磁共振测井和其他测井方法（光学、力学等）。按应用分类测井技术可分为裸眼井测井（探井、开发井）、套管井测井（工程测井、饱和度测井）、生产井动态监测。 3、测井发展一般划分为哪几个发展阶段？ 答：测井采集技术的发展可分为四个阶段①、模拟测井阶段：采集的测井数据用模拟记录方式，测井系列以电法测井为主，典型的测井系统为西安石油仪器厂的JD581。②、数字测井阶段：测井数据采用数字记录方式，相应出现测井数据的计算机处理技术。这一阶段典型的测井系统为阿特拉斯的3600测井系统、西安石油仪器厂的83系列等测井系统。③、数控测井阶段：计算机技术全面融入测井数据采集和处理技术。这一阶段测井系统的主要代表为斯伦贝谢的CSU测井系统、阿特拉斯的CLS3700测井系统、西安石油仪器厂SKC3700和胜利测井公司的SL3000型数控测井系统。④、成像测井阶段：由于工业化和高科技成果的广泛应用，这阶段测井技术的发展表现为四个特征，即井下传感器阵列化、数据电缆传输高速遥测化、地面采集和处理工作站化、记录和显示成像化。这一阶段的测井系统的代表为阿特拉斯的ECLIPS5700、哈里伯顿的EXCELL2000、斯伦贝谢的MAXIS500，胜利测井公司的SL6000型高分辨率多任务测井系统和西安石油仪器厂的ERA2000成像测井系统标志着我国测井行业已进入了成像测井阶段。 4、简述测井工作基本流程 答：测井的工作流程是将各种对地层信息敏感的传感器（如：温度、放射性闪烁计数器等）用电缆送入井下，通过电缆地面仪器控制下井仪器测量反映井内地质和工程特性的信息，并转换成相关的物理量。下井仪器的电子线路控制测量传感器的信号，经放大、处理后，通过电缆送到地面。地面仪器对这些井下来的数据进行“信号恢复”处理，之后进行显示、绘制成测井图，并将数据记录在磁带或磁盘上。测井数据可以在现场进行快速处理解释，但主要还是传送回计算中心进行精细处理和解释。计算中心接到测井数据后，将结合该地区的地质取心、地震及试井等资料，应用测井资料计算机处理和解释系统，作出该井的单井的解释结果，提供完整的油气特性和其他地质工程信息。 5、测井采集系统一般有哪几部分组成？ 答：测井采集系统包括以下四个部分：地面仪器: 地面的数据采集、控制、记录和处理系统。下井仪器: 根据不同的物理测量方法和不同的地质工程目的，有多种类型的下井仪器。测井绞车系统：用于装载地面仪器和电缆，并能完成绞车操作的工程车或海洋测井托撬。附属设备：包括井口装置、深度系统、测井数据远程传输系统等。
自然伽马能谱测井原理及其应用
班级资工11101班学号 201107964 姓名陈强
目录 自然伽马能谱测井原理 (3) 自然伽马能谱测井分析与应用 (5) 关于自然伽玛能谱的几点认识与总结 (9)
自然伽马能谱测井原理及其应用 The Principle and Application of Natural Gamma Ray Spectrometry Logging 1 自然伽马能谱测井原理 1.1 自然伽马能谱测井的理论基础 地层中存在的放射性核素，主要是天然放射性核素，这些核素又分放射系和非放射系的天然放射性核素。放射系为钍系、铀系和锕铀系，但锕铀系的头一个核素235U在自然界中的丰度很低，其放射性贡献甚微，不予考虑。非放射系的天然放射性核素如表1所列。从表中可见，主要是87Rb和40K，但是87Rb无伽马辐射。所以，在研究地层中的自然伽马能谱主要是238U、232Th放射系和40K放射的伽马射线能谱。
因为地层岩石的自然伽马射线主要是由铀系和钍系中的放射性核素及40K产生的。而铀系和钍系所发射的伽马射线是由许多种核素共同发射的伽马射线的总和，但每种核素所发射的伽马射线的能量和强度不同，因而伽马射线的能量分布是复杂的。而40K只能发射一种伽马射线，其能量1．46Mev的单能。如果我们把横座标表示为伽马射线的能量，纵座标表示为相应的该能量的伽马射线的强度。把这些粒子发射的伽马射线的能量画在座标系中，那么就得到了伽马射线的能量和强度的关系图，这个图称为自然伽马的能谱图。铀系和钍系在放射性平衡状态下系内核素的原子核数的比例关系是确定的，因此不同能量伽马的相对强度也是确定的，因此我们可以分别在这两个系中选出某种核素的特征核素伽马射线的能量来分别识别铀和钍。这种被选定的某种核素称为特征核素，它发射的伽射线的能量称为特征能量，在自然伽马能谱测井中，通常选用铀系中的214Bi发射的1．76MeV 的伽马射线来识别铀，选用钍系中的208Tl发射的2. 62MeV的伽马射线来识别钍，用1．46MeV的伽马射线来识别钾。当我们把伽马射线按我们所选定的特征能量分别计数，那么这就叫测谱。测谱测出的结果打印成数据表或绘成能谱图。因而将测得的自然伽马能谱转换成地层的铀、钍、钾的含量，并计录在磁带上或以连续测井曲线的形式输出，这就是自然伽马能谱测井。要用自然伽马能谱测井，必须满足两个条件：(1)地层岩石中必须存在具有7辐射的放射性核素，或者说，岩石中的放射性核素必须具有7辐射；(2)放射性核素在地层岩石中的分布必须具有特异性。
自然伽马仪器的刻度方法
然伽马仪器刻度方法介绍 辽河测井程志宏 2012.11.15
SY/T6743-2008 4.2 勘探测井自然伽马测井仪技术指标 4.2.1 刻度系数允许范围：刻度系数指标由产品标准给出的参数计算提供4.2.2 测量最大允许误差为±3% 4.2.3 稳定性最大允许误差为±1% 4.2.4 供电电源变化±10%引起测量的最大允许误差为±0.5% 4.2.5 温度稳定性符合产品标准要求 4.2.6 探测器的不对称引起测量的最大允许误差为±2% 4.2.7 测量范围：（0~1500）API，对应测量最大允许误差为3% 4.3生产测井自然伽马仪测井技术指标 4.3.1 刻度系数允许范围：刻度系数指标由产品标准给出的参数计算提供4.3.2 测量最大允许误差为±5% 4.3.3 稳定性最大允许误差为±2% 4.3.4 供电电源变化±10%，引起测量的最大允许误差为±1% 4.3.5 温度稳定性符合产品标准要求 4.3.6 探测器的不对称引起测量的最大允许误差为±2% 4.3.7 测量范围：（0~1500）API，对应测量最大允许误差为3%
SY/T6743-2008 5.1.1主要校准设备： 地面采集系统1套：计数率最大允许误差±0.1％。 温度实验装置1套：调温范围：室温～175℃，最大允许误差±3℃。 5.1.2 放射性计量标准见表1。 地面用刻度器或放射源校准仪器时，30m内无其他放射源，保证校准时仪器本底值不大于100API。
一、刻度基础知识 二、主刻度操作方法 三、主刻度校验操作方法 四、刻度器标定方法 五、测前刻度操作方法 六、测后刻度操作方法
自然伽马能谱操作手册
自然伽马能谱（SL1318XA） 操作手册
一、仪器简介 1318XA能谱测井仪是一种自然伽马测井仪，能定量地辨别自然放射性的三种主要来源：钾（K）40、铀系核素和钍系核素。 基本能谱测井曲线为四条深度函数曲线，一条为总伽马射线强度（按API单位刻度），其余三条为地层中测得的钾（按百分比刻度）、铀（按ppm刻度）和钍（按ppm刻度）的浓度。还能得到这些曲线中任意两条的比值。 1318XA能谱测井仪可以使用单芯电缆或多芯电缆，可用150V D.C.或180V A.C.供电（马龙头电压）。 二、仪器技术指标 部件号：112226 仪器长度：7.0ft（2.13m） 外壳直径：3.63in（9.22cm），最大3.70in（9.398cm）。 重量：115LB(52.2Kg)。 最大耐压：20 000PSI（1406Kg/cm2或137.9MPa）。 电缆头供电电压：150V D.C.；45－50mA。 180V A.C.；45－50mA。 最大测速：10ft(3m)/min；（推荐值） 测量基准点：从后堵头尖端至探测器晶体 12in（30.48cm）。 缆芯用法：2，10－150V D.C.；（开关S1在D.C.处）。 4， 6－180V A.C.；（开关S1在A.C.处）。 7－信号输出。 10－地。 探测器： 型号：钠活化碘化铯晶体。 长度：12in（30.48cm）。 直径：2in（5.08cm）。 温度：400°F（持续4小时）。
三、仪器外形尺寸 仪器外形尺寸图 四、所需设备 1、9204信号恢复面板内的1、 2、3号插板。 2、1318XA能谱测井仪刻度筒。 五、信号流程 六、开关档位设置 9206面板：“7芯/临时/测试”开关置“7芯”档。 “测井/马达/扩展”开关置“测井”档。 “7芯/非标准/扩展Ⅲ”开关置“7芯”档。 “测井/模拟/扩展Ⅱ”开关置“测井”档。 9204面板：“INT/EXT”置“INT”。