第9章 脉冲中子测井

第十章脉冲中子测井

脉冲中子测井是使用脉冲中子源的一类测井方法，主要有热中子寿命测井、碳氧比能谱测井和中子活化测井等。

一、热中子寿命测井（NLL）

?热中子寿命测井（Neutron Lifetime Log），也称热中子衰减时间测井（Thermal Decay Time Log，TDT）。?在地层中，宏观俘获截面和热中子寿命主要与氯的含量有关，与地层水矿化度有关。

?测井时用脉冲中子源向地层发射能量为

14MeV的中子，测量经地层慢化而又返回井眼内的热中子或俘获伽马射线，根据计数率随时间的衰减，算出地层的热中子宏观俘获Στ

截面或寿命，可在裸眼井特别是套管井中求出地层的含水饱和度的一种测井方法。

1、岩石的热中子宏观截面和寿命?（1）热中子寿命热中子寿命，是指热中子从产生的瞬间起到被俘获的时刻止所经历的平均时间。计算时，它等于热中子已有63.2%被俘获而剩下的还有原来热中子数的36.8%所经过的时间。

τ

τ)

/(0)(τt e N t N ?=

（2）宏观俘获截面Σ

?单位体积介质中所有原子核的微观俘获截面之和。

（3）τ与Σ的关系热中子寿命与地层对热中子的宏观俘获截面成反比关系，即地层的宏观俘获截面越大，热中子寿命越小

。

（4）岩石的热中子寿命和宏观俘获截面?①岩石中矿物的热中子宏观俘获截面?石英、方解石、白云石的热中子宏观俘获截面都很小；

?氯的热中子俘获截面比硅、钙、镁、氢、氧等高一到几个数量级；

?矿物中硼、汞等宏观俘获截面特别大。

?②岩石骨架的热中子宏观俘获截面25.2~66.2

页岩15~18.6岩浆岩

8~12白云岩

8~10石灰岩

8~13砂岩

Σ值范围岩石

?③孔隙流体的热中子宏观俘获截面

?纯水在常温下，地层水中通常含有氯，通常为；

?原油的热中子宏观截面通常范围为在?天然气的热中子宏观截面与它的组成、地层压力和温度有关，一般为..1.22u c =Σ..120~22u c ..22~18u c .

.12~0u c

?④泥质的宏观俘获截面

?粘土岩的宏观俘获截面主要是硼的贡献，其次是氯、氢、铝、钾、铁、钆等元素的贡献，粘土岩和储层中的泥质的宏观俘获截面变化范围为?⑤地层的热中子宏观俘获截面

?纯岩石的热中子宏观俘获截面为：.

.66~25u c )1()1(W h W W ma S S ?Σ+Σ+?Σ=Σφφφ

?当地层含有泥质时：

sh

sh W h W W sh ma V S S V Σ+?Σ+Σ+??Σ=Σ)1()1(φφφ

2、热中子寿命测井原理

?（1）热中子的空间分布

?热中子产生后，它在地层中发生扩散，地层中某点的热中子密度按指数规律随时间衰减：

τT e

N N ?=0

?（2）热中子寿命的测量原理

?任何时刻存在的俘获伽马射线的强度与仪器周围中子密度成正比。

?因此刻度后，我们记录（测量）俘获伽马射线强度，可以求得（计算出）热中子的寿命τ（或地层宏观俘获截面Σ）。

?T 1时刻：探测器记录的俘获伽马射线的计数率，

?T 2时刻：探测器记录的俘获伽马射线的计数率1N τ

101T e N N ?=2N τ

202T e N N ?=2

112ln ln N N T T ??=τ

?（3）中子寿命测井地质意义（与地层性质的关系来研究地层）

?在沉积岩中，氯核素的微观俘获截面比其他核素的微观俘获截面大得多。

?也就是说岩石的宏观俘获截面主要取决于地层中氯的含量，或说取决于地层水的矿化度。

?如果当地层水矿化度较高时，即氯的含量相对较高时，那么对于水层和油层来说，水层的宏观俘获截面要大于油层，而热中子寿命则小于油层。

3、热中子寿命测井的应用

?（1）划分油、水、气层

?利用双源距探测器的计数率比值，含油段和含气段有明显差异；矿化度较高的水层有比油层大的俘获截面（或较小的热中子寿命）。

?（2）监测油、水或气、水界面的变化?油层在采油过程中含水饱和度不断变化，油水界面向上移动，利用不同时间测量的宏观俘获截面或中子寿命，则可以了解油水或气水界面变化情况。

（3）求孔隙度

（4）求含水饱和度

①如果已知，则对含油气纯地层来说：②含泥质地层中

：

h W W W ma S S Σ?+??Σ+?Σ=Σ)1()1(φφ

φ

?4、注硼中子寿命测井

?对于矿化度较低的地层，热中子寿命测井不再适用。

?由于淡水的宏观截面和油的宏观截面相近；所以无法来区分油水性。

?思路：

?先测一条宏观截面曲线，此时有：?在地层注入一定浓度的硼酸，再测量宏观截面，有：

h W W W ma S S Σ?+??Σ+?Σ=Σ)1()1(11φφφh

W W W ma S S Σ?+??Σ+?Σ=Σ)1()1(22φφφ

第八章声波测井

第八章声波测井 声波测井的物理基础 1．名词解释： (1)滑行波： (2)周波跳跃： (3)stoneley 波： (4)伪瑞利波： (5)声耦合率： (6)相速度： (7)声阻抗： (8)群速度： (9)频散： (10)衰减： (儿)截止频率： (12)声压： (13)模式波： (14)泊松比： (15)第一临界角： (16)第二临界角： 2．说明弹性系数K 和切变弹性系数μ的意义。他们与杨氏模量E 及泊松比σ有怎样 的关系? 3．介质质点弹性机械振动的过程是 的外力作用下， 与 的互相交替作用的过程，而声波传播，则是这种过程作用于 使之 的过程。 4．声波是介质质点的 振动在介质中的传播过程。声纵波是 变波，横波是 变波，它们均与此物理量(介质的) 有关。 5．某灰岩的V p =5500m/s ，密度ρb =2。73g ／cm 3，横波速度V s 按V p =1.73V 。给出。试 求杨氏模量E ，泊松比σ，体弹性模量K ，切变弹性模量μ及拉梅常数λ。 6．声纵波的质点振动方向与能量传播方向 ，它可在 态介质中传播；声横波的质点振动方向与能量传播方向 ，它能在 态介质中传达播，但不能在 态介质中传播。 7．声纵波的速度为p V =；声横波的速度为s V =故V P /V S = 。根据岩石的泊松比为0.155—0.4，于是V p /V s ；= 。这表明在岩石中，V p V S ，所以在声波测井记录上， 波总先于 波出现。 8．在 相介质中，由于μ=0，即 切应力，故 。 9．瑞利(Rayleigh)波发生在钻井的 界面上，其速度v R 很接近V S ，约为 ，此波随离开界面距离的加大而迅速 ；斯通利（Stoneley ）波产生在 中，并在泥浆中传播，它以低 和低 形式传传播，其速度 于泥浆的声速。 10．到达接收器的各声波中，全反射波因路径处在 中，波速 ，直达波行程 ，但波速 ，滑行波行程 但波速 。故以 波最早到达接收器。

第8章 密度测井和岩性密度测井

第八章 密度测井和岩性密度测井 此两种测井方法是由伽马源向地层发射伽马射线，经与地层介质相互作用后，再由伽马探测器接收（即为伽马-伽马测井），地层不同，探测器记录的读数不同，从而被用来研究地层性质。 §1 密度测井、岩性密度测井的地质物理基础 一、岩石的体积密度b ρ（即真密度）： V G b =ρ （单位体积岩石的质量） 对含水纯岩石： φρφρρρρφ ?+-=?+?=+=f ma f ma ma f ma b V V V V G G )1( 单位：（g/cm 3） 其中：V V V ma =+φ （1）组成岩石的骨架矿物不同，ρma 不同，如石英为2.65，方解石为2.71，白云石为2.87，对于相同孔隙度得到的体积密度也就不同，由此可判断岩性；另一方面，利用体积密度计算孔隙度时，必须得先确定岩性。 （2）孔隙性地层的密度小于致密地层，且随着φ的增加ρb 减小，由此可求φ。 且（盐水泥浆）（淡水泥浆）1.10 .1=f ρ 二、康普顿散射吸收系数∑ 中等能量γ射线与介质发生康普顿散射康普顿散射而使其强度减小的参数(康普顿减弱系数---由康普顿效应引起的伽马射线通过单位距离物质减弱程度)： A N z b A e ρσ??=∑ 沉积岩中大多数核素A z 均接近于0.5(见表8-1, P 138)，常见的砂岩、石灰岩、白云

岩的A z 的平均值也近似为0.5(见表8-2)， 所以对于一定能量范围的伽马射线（e σ为常数），∑只与b ρ有关。 密度测井利用此关系，通过记录康普顿散射的γ射线的强度来测量岩石的密度。 三、岩石的光电吸收截面 1、线性光电吸收系数：当γ的能量大于原子核外电子的结合能时，发生光电效应的概率。 n A Z λρτ1.40089 .0= 2、岩石的光电吸收截面指数Pe 它是描述发生光电效应时物质对伽马光子吸收能力的一个参数，即伽马光子与岩石中一个电子发生光电效应的平均光电吸收截面，单位b/电子。而它与原子序数关系为： Pe=aZ 3.6 a 为常数，地层岩性不同，Pe 有不同的值，也就是说Pe 对岩性敏感，可以以来确定岩性，Pe 是岩性密度测井测量的一个参数。 3、体积光电吸收截面 体积光电吸收截面也是描述发生光电效应时物质对伽马光子吸收能力的一个参数，它是指每立方米物质的光电吸收截面，以U 来表示，单位b/cm 3。地层岩性不同，其体积光电吸收截面不同（表8-2，139页）。U 对岩性敏感，也是岩性密度测井所要确定的一个参数。岩石的体积光电吸收截面为： ∑==n i i i V U U 1 Ui 、Vi 分别为组成岩石各部分的光电吸收截面和相对体积。如孔隙度为φ的纯砂岩的光电吸收截面为： f ma U U U ??+-=)1( 体积光电吸收截面U 与光电吸收截面指数Pe 有近似关系： b U Pe ρ/≈ 故可由Pe 求得U 。 §2 地层密度测井

第九章__中子测井

第九章中子测井(Neutron log) 利用中子与地层相互作用的各种效应，来研究钻井地质剖面的一类测井方法统称中子测井。它是利用岩石的另一种特性，即岩石中的含氢量来研究岩石性质和孔隙度等地质问题。这种测井方法在于将装有中子源和探测器的井下仪器下入井中，由中子源→中子→进入岩层,同物质的原子核发生碰撞将产生减速、扩散和被俘获几个过程，到达探测器。 在这些过程中，探测器周围的中子分布状况，以及中子被俘获后所放出的伽马射线强度，与仪器周围的岩石性质，特别是岩石的含氢量有关。 而储集层的含氢量又取决于它的孔隙度，因此，中子测井是目前广泛使用的一种孔隙度测井。根据中子测井的记录内容：可以将它分为中子-中子测井和中子-伽马测井。根据仪器的结构特点，中子—中子测井又可分为中子-超热中测井（SNP）—井壁中子测井中子-热中子测井（CNL）—补偿中子测井 一、中子测井的核物理基础 1 中子和中子源 中子是组成原子核的一种不带电荷的中性粒子，其质量与氢核的质量相近。中子与物质作用时，能穿过原子的电子壳层而与原子核相碰撞，所以它对物质的穿透能力较强。 通常中子与质子以很强的核力结合在一起，形成稳定的原子核。要使中子从原子核里释放出来，就必须供给一定的能量。如果使原子核获得的能量大于中子结合能，中子就可能从核中发射出来。 可以用α粒子、氘核d、质子p或γ光子轰击原子核，引起各种核反应，使中子从核内释放出来。这种产生中子的装置称中子源。 一、中子测井的核物理基础 因为不同能量的中子与原子核作用时有着不同的特点，所以通常根据中子的能量大小，可以把它分成几类： ?高能快中子：能量大于10万电子伏特； ?中能中子：能量在100电子伏特—10万电子伏特之间； ?慢中子：能量小于100电子伏特； 其中0.1—100电子伏特的中子为超热中子； 能量等于0.025电子伏特的中子为热中子。 一、中子测井的核物理基础 1 中子和中子源 中子测井所用的中子源有两类： 即同位素中子源和加速器中子源。 ?同位素中子源：如镅—铍（Am-Be）中子源，利用镅衰变产生的α粒子去轰击铍原子核，发生核反应而放出中子。产生的中子的平均能量约5MeV。 该类中子源的特点是连续发射中子。 ?加速器中子源：（亦称脉冲中子源），如D-T加速器中子源，用加速器加速氘核（D）去轰击氚核（T）产生快中子，其能量是14MeV。 该类中子源的特点是人为控制脉冲式发射中子。 二、中子与物质作用几种作用形式： （1）非弹性作用：高能快中子与原子核碰撞 （2）弹性散射：高能快中子经一、二次非弹性散射后，能量降低，继续碰撞原

补偿中子测井仪器

补偿中子测井仪器

补偿中子测井仪属于放射性强度测井仪器。是（密度、声波。中子）等三大孔隙度测井仪器的其中之一。今天我准备从下面5个方面来介绍补偿中子测井仪器： a)仪器简介 b)仪器测井原理 c)探测器 d)电路简介 e)仪器的刻度 1. 仪器简介 补偿中子测井仪是一种通过测量地层含氢指数来确定地层孔隙度以及判断岩性的放射性测井仪器。 仪器的用途： a)确定地层孔隙度 b)判断岩性 c)确定泥质含量 仪器特点 a)仪器的推靠器： b)仪器的重量： c)由于中子射线可以很容易穿透钢管，因此补偿中子测井仪不仅可以在裸眼井中 测量，还可以在套管井中测量。 d)自然界存在伽马射线，但不存在中子射线，所以仪器在正常情况下，本底为零。 仪器主要技术指标： a)仪器最大外压：100Mpa b)仪器使用电缆长度：≤7000m c)仪器最大测速：560m/h 测速与源强有关。 d)仪器测量范围：0~100P.u. e)仪器测量精度：

当地层孔隙度为： 0 ~ 10 P.u. 时，仪器误差为：±1P.u. 当地层孔隙度为：10 ~ 45 P.u. 时，仪器误差为：±3P.u. 当地层孔隙度： > 45 P.u. 时，仪器误差为：±7P.u. 2.仪器原理： 中子测井核物理基础 补偿中子测井仪上装载着20居里的Am—Be中子源，能量约为几百万电子伏特。每秒钟将产生4?107个快中子，这些快中子射入地层，与地层的物质发生一系列的核反应。其中包括：快中子的非弹性散射、快中子对原子核的活化、快中子的弹性散射及减速。快中子经过一系列的非弹性碰撞及弹性碰撞，能量逐渐减小，最后当中子能量与地层的原子处于热平衡状态时，中子不再减速。这种能量状态的中子叫热中子。标准热中子的能量为：0.025ev,速度为2.2×105厘米/秒。根据碰撞学说，中子碰撞中的能量损失与被碰撞物质的质量和入射角有关，与中子质量相当的物质碰撞(弹性碰撞)，中子损失的能量最大。在地层中，氢原子具有与中子非常接近的质量，因此地层对快中子的减速能力主要决定于地层的含氢量含氢量高的地层宏观减速能力强，减速长度小。经过几次碰撞后，快中子将被减速，能量从快中子的平均能量5.6MeV衰减到0.025eV的热中子。这些热中子部分进入探测器，撞击He-3核，引起核反应，产生H3(氚)子，该质子使其它一部分He-3电离，产生带电的离子和电子，在高压电场的作用下，电子向阳极运动，产生一负脉冲，该脉冲被电子线路放大并记录下来，探测器接受中子的多少直接反映了地层中氢原子的多少。因此He-3探测器及其电子线路组成的下井仪可以测量地层中的含氢量。地层孔隙是充满流体的细微空间，水及碳氢化合物中含有氢原子，无油地层与矿岩中极少或根本没有氢。这样仪器的相应基本上反映了充满流体的地层的细微空间，即孔隙度。 在这部分内容中，主要讲了3个方面的问题： 1：中子从发射到吸收的具体过程为： 20居里的Am—Be中子源―――――――――― 4?107个快中子、能量约为几百万电子伏特、快中子――――――－――― 非弹性散射、快中子对原子核的活化、快中子的弹性散射及减

第8章 密度测井和岩性密度测井(教学材料)

第八章 密度测井和岩性密度测井 此两种测井方法是由伽马源向地层发射伽马射线，经与地层介质相互作用后，再由伽马探测器接收（即为伽马-伽马测井），地层不同，探测器记录的读数不同，从而被用来研究地层性质。 §1 密度测井、岩性密度测井的地质物理基础 一、岩石的体积密度b ρ（即真密度）： V G b =ρ （单位体积岩石的质量） 对含水纯岩石： φρφρρρρφ ?+-=?+?= += f ma f ma ma f ma b V V V V G G )1( 单位：（g/cm 3） 其中： V V V ma =+φ （1）组成岩石的骨架矿物不同，ρma 不同，如石英为2.65，方解石为2.71，白云石为2.87，对于相同孔隙度得到的体积密度也就不同，由此可判断岩性；另一方面，利用体积密度计算孔隙度时，必须得先确定岩性。 （2）孔隙性地层的密度小于致密地层，且随着φ的增加ρb 减小，由此可求φ。 且（盐水泥浆）（淡水泥浆）1 .10 .1= f ρ 二、康普顿散射吸收系数∑ 中等能量γ射线与介质发生康普顿散射康普顿散射而使其强度减小的参数(康普顿减弱系数---由康普顿效应引起的伽马射线通过单位距离物质减弱程度)： A N z b A e ρσ??=∑ 沉积岩中大多数核素A z 均接近于0.5(见表8-1, P 138)，常见的砂岩、石灰岩、白云

岩的A z 的平均值也近似为0.5(见表8-2)， 所以对于一定能量范围的伽马射线（e σ为常数），∑只与b ρ有关。 密度测井利用此关系，通过记录康普顿散射的γ射线的强度来测量岩石的密度。 三、岩石的光电吸收截面 1、线性光电吸收系数：当γ的能量大于原子核外电子的结合能时，发生光电效应的概率。 n A Z λρτ1 .40089 .0= 2、岩石的光电吸收截面指数Pe 它是描述发生光电效应时物质对伽马光子吸收能力的一个参数，即伽马光子与岩石中一个电子发生光电效应的平均光电吸收截面，单位b/电子。而它与原子序数关系为： Pe=aZ 3.6 a 为常数，地层岩性不同，Pe 有不同的值，也就是说Pe 对岩性敏感，可以以来确定岩性，Pe 是岩性密度测井测量的一个参数。 3、体积光电吸收截面 体积光电吸收截面也是描述发生光电效应时物质对伽马光子吸收能力的一个参数，它是指每立方米物质的光电吸收截面，以U 来表示，单位b/cm 3 。地层岩性不同，其体积光电吸收截面不同（表8-2，139页）。U 对岩性敏感，也是岩性密度测井所要确定的一个参数。岩石的体积光电吸收截面为： ∑== n i i i V U U 1 Ui 、Vi 分别为组成岩石各部分的光电吸收截面和相对体积。如孔隙度为φ的纯砂岩的光电吸收截面为： f ma U U U ??+-=)1( 体积光电吸收截面U 与光电吸收截面指数Pe 有近似关系： b U Pe ρ/≈

第三章 中子测井

第三章 中子测井 概述 中子测井利用中子与地层物质相互作用的各种效应，测量地层特性的测井方法的总称。 根据中子测井仪器记录的对象不同可以分为： ??? ?? ? ?—伽马能谱测井—中子—伽马测井—中子—超热中子测井—中子—热中子测井—中子 按仪器结构特征的不同，可以分为普通中子测井，贴井壁中子测井，补偿中子测井等。 从中子源发出的高能中子与地层物质的原子核发生各种作用，其结果是高能中子逐步减弱为超热中子和热中子，或被原子核吸收，发生核反应。中子与物质相互作用的类型有：非弹性散射；弹性散射；核俘获引起的核反应等。 探测仪器记录的低能中子的数量或原子核俘获中子发出的伽马射线的强度与地层对中子的减速能力和吸收特性有关。中子测井正是利用了这些特性对地层进行探测的。 1）中子测井测量地层孔隙度的原理 氢核与中子的质量几乎相等，是最强的减速物质。因此，中子测井的结果将反映地层的含氢量。在油层或水层中，储集空间中被含氢核的油或水充填，这样储集体中含氢量的多少反映岩石孔隙度的大小。因此，中子测井是一种孔隙度测井方法。 2）油层和气层对中子的减速能力的差异非常明显，因此中子测井也是一种指示油气层的测井方法。 3）氯是地层中重要的中子吸收物质，氯是大多数地层水的主要离子成分，可见中子测井对于划分油水层也有重要作用。 4）中子与地层中的原子核发生非弹性散射，使原子核处于激发态，在退激时发出伽马射线。这些伽马射线的能量，反映靶原子核的能级结构。因不同的原子核其能级结构是不同的，因此发出的伽马射线的能量也是不同的。我们把这种不同原子核发生的伽马射线称为特征伽马射线。测量地层发射的伽马射线的能谱，就可以分析地层中元素的成分。 例如：碳核的特征伽马射线为 Er 43 .4= 氧核的特征伽马射线为 Mev Er 13.6= 对于给定的中子源，中子与地层中的碳核和氧核发生非弹性散射次数的多少，取决于地层中相应核素的多少，取决于地层中相应的核素的丰度。即特征伽马射线的强度取决于地层中碳核、氧核的数目。显然，油层与水层单位体积中的碳核和氧核的数目是不同的。 我们通过探测 c r E ,与 o r E ,的强度比，就可以定性判断地层是水层还是油层。这是碳氧比测井的原理。 §1中子测井基本原理 普通中子测井是利用地层中氢核对快中子的减速能力测量地层的含氢指数，进而确定地层孔隙度的测井方法。 一、地层的含氢指数 自然界中，对中子减速能力最强的核素是氢核，岩石中的氢核的多少就决定了地层对中子的主要减速能力。为了度量地层对中子的减速能力，引入几个概念。 1．含氢量，含氢指数 ①含氢量：单位体积中氢核的数目。

第九章放射性测井

第九章放射性测井 放射性测井的核物理基础 1．解释下列名词： (1)元素的放射性，放射性元素，同位素； (2)基态，核反应，半衰期； (3)α、β、γ射线。 (4)康普顿散射： 2．天然放射性元素在衰变过程中，以三种形式辐射能量，即(1) 粒子，它们是He4的原子核，带电，穿透力(2)粒子，是原子核发射的电子，穿透力； (3) ，为波长极短的电磁波，系原子核从激发态进入低一级的激发态或基态时释放的光子能，穿透力。 3．原子核中的数目等于外围的数目，这数称为元素的。 4．原子序数相同而质量数不同的元素，它们的化学性质，但核性质，这样的元素称为，它们又分为和。 5．所有天然放射性核素的衰变过程如下式： 0t N N eλ- =。式中N o为t=0时的核子数。 λ为衰变常数。这样，核子半衰变过程如下式： 0t N N eλ- =。式中N0为t=0时的核子数。λ为衰变常数。这样，核子半衰期T和衰变常数(单位为)的关系为。 6．放射性强度单位有如下数种：(1)居里(ci)或贝可(Bq)，(2)卢瑟福(Rd)，(3)每吨微克镭，(4)API。其中，ci相当于任何放射性物质，每秒种产生次衰变的量，或ICi= Bq。这样，5Ci的钋一铍中子源应用次衰变；API伽马射线单位是标准刻度标准刻度井中放射性区的测井读数差的。这是目前伽马测井普遍采用的强度单位。 7．伽马射线的衰减按下述方程变化，即 0x B B eμ= =。式是B是Bo的射线穿过吸收系数(cm-1)为μ，厚度为x(cm)的物质后的伽马射线强度。可见，衰减的半值厚度应为。它应对应于为已知的伽马射线减了多少倍? 8．γ射线与物质相互作用，主要形式为效应，和效应。这些效应分别是在γ量子能量大约为，，条件下产生的。 9．光电效应是低能量的伽马射线放出全部能量给原子的一个。结果消失了，而对于已知能量的光子，元素的原了序数增大，吸收系数。对于由不同元素所组成的物理光电吸收系数将是的函数。 10．康普顿散射是中等能量的伽马射线与物质互相作用的过程。光子只是把部分能量传给原子中，使其从轨道逸出，光子发生能量且偏离。康普顿散射是的函数，与光电吸收相比，它随能量增加而更加缓慢。 11．“电子对”效应是在高能量伽马射线条件下，穿过层，并和核周围的相互作用。光子的能量形成并抛出一个和一个它们的动能等于光子的能量减去相当于两个电子静质量的能量(2×0.51IMeV)。因此，形成电子对的最小光子能量是MeV，经多次碰撞，使正电子静止并和电子一起湮没时，将放射出2个MeV的光子。 12．岩石的自然放射性是由于其中含有元素。已知的这类元素虽然较多，但自然界中见到的主要是三种，它们是、和。

DT_声波测井教案--转贴

第八章 声波测井（16学时） 声波在不同介质中传播，速度有很大差别，而且声波幅度的衰减、频率的变化等声学特性也是不同的。声波测井就是利用岩石等介质的这些声学特性来研究钻井地质剖面、判断固井质量等问题的一种测井方法。 声波是近年来发展较快的一种测井方法。由最早的声速测井、声幅测井发展到后来的长源距声波测井，变密度测井、井下声波电视BHTV 、噪声测井到现在的多极子阵列声波测井（包括偶极子横波成像仪DSI ），如井周声波成像测井CBIL ，超声波井眼成像仪等。特别是声波测井与地震勘探的观测资料结合起来，在解决地下地顶构造，判断岩性，识别压力异常层位，探测和评价裂缝，判断储集层中流体的性质方面，使声波测井成为结合测井和物探的纽带，有着良好的发展前景。 第一节 岩石的声学特性 声波是物质的一种运动形式，它由物质的机械振动产生，通过质点间的相互作用将振动由近及远的传播，而质点与质点有弹性相互联系着。所以声波在物质中的传播与其弹性密切相关。 一．岩石的弹性 受外力作用发生形变，外力取消后，恢复到原来状态的物体叫弹性体。而当外力取消后不能恢复其原始状态的物体叫塑性体。一个物体是弹性体还是塑性体，不仅和物体本身的性质有关，而且和物体所处的环境有关（温度，压力等）及外力的特点（外力作用形式，时间和大小）有关。一般说外力小作用时间短，物体表现为弹性体。 声波测井发射的声波能量小，作用在岩石上的时间也短，所以对声波测井来讲，岩石可看作弹性体。因此研究声波在岩石中的传播规律，可以应用弹性波在物质中的传播规律。 可用杨氏模量（纵向伸长系数），泊松比和拉梅系数等物理量来描述物质的弹性。 二．岩石的声波速度 声波在介质中传播，传播方向和质点振动方向相互一致的称为纵波，而传播方向与质点振动方向相互垂直的称为横波。纵波和横波的传播速度 v p , v s 与弹性参数有如下关系： V p =ρ μ λσσσρ2)21)(1()1(+=-+-?E …………………………………(1) V s =)1(21σρ+? E E: 杨氏模量 σ：泊松比 ρ：物质密度 μλ, ：拉梅系数

测井原理的重点

第一章、双侧向测井 1、双侧向测井的基本原理 双侧向测井是一种聚焦的电阻率测井。为了使深浅侧向有足够的探测深度和浅侧向能较好地反映侵入带特性，这类仪除设计上使用了同时调整主电流与屏蔽电流的方法，用两对屏蔽电极实行双层屏蔽，增加电极长度和电极距。主电流受到上、下屏蔽电极流出的电流的排斥作用，使得测量电流线垂直于电极系，成为水平方向的层状电流射入地层，这就大大降低了井和围岩影响。可以同时进行深浅侧向的测量。目前聚焦测井主要包括：双侧向、微侧向及微球聚焦、邻近侧向等。是目前最流行的电阻率测井，与其它电阻率测井方法相比具有分层能力强、探测深度大等优点，适用于薄层发育地层、电阻率中、高的地层。 2、双侧向测井的作用 a、判断岩性、划分储层； b、划分油气层，油气层深侧向电阻率是邻近水层的1.5 倍以上； c、深侧向电阻率一般认为是原状地层电阻率,所以它可以确定地层的真电阻率。 d、进行地层对比。 e、计算储层的含油饱和度。 f、用浅侧向确定侵入带电阻率，计算侵入带的含油饱和度。 第二章、微侧向测井 1、微侧向测井基本原理 微侧向测井采用极板贴井壁测量。在极板上镶入一个主电极，三个监督电极与屏蔽电极与主电极呈环状分布，这样的设计使得主电流被聚焦成束状流入地层，增加了探测深度，减小了泥饼的影响。测出监督电极与无穷远电极之间的电位差，经过适当转换，就可以得到微侧向视电阻率曲线。 2、微侧向测井的应用、 a、确定冲洗带电阻率进而进行可动油、气分析和定量计算。 b、划分薄层 c、地层对比。 3、微球测井基本原理 微球型聚焦测井原理类似于微侧向测量原理，只是微球型聚焦的电极排列像球型聚焦。 4、微球测井的应用、 a、可探测过渡带电阻率，比微侧向探测深度大； b、划分薄层能力强于微侧向 第三章、电极电阻率测量基本原理 电极电阻率测井也称普通电阻率测井。在井内进行电阻率测井时，都设有供电线路，通过供电电极A供给电流I，通过供给电B供给电流-I，在井内建立电场，然后用测量电极进行电位测量。这个电位差反映了电场分布特点，从而反映了电阻率的变化。A、B、M、N 四个电极中的三个形成一个位置相对不变的体系，称为电极系。测量时将电极系放入井中，而另外一个电极（B 或N），则留在地面上，在提升过程中进行测量，同时在地面仪器的记录部分记录出沿井深的电位差变化曲线。这个电位差经过适当刻度后，变成量纲与电阻率相同的量，称为视电阻率。 1、普通电阻率测井 普通电阻率测井分梯度电极系和电位电极系两种。（1）梯度电极系国产小数控中的0.45