地球物理测＃（第三章）核测井、GR测井

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1、地球物理测井第三章核测井（放射性测井）心胸有多大，事业就有多大包容有多少，拥有就有多少核测井（放射性测井）：以物质的原子核物理性质为基础的一组测井方法。它是根据岩石及其孔隙流体和井内介质（套管、水泥等）的核物理性质，研究钻井地质剖面，寻找有用矿藏，研究油田开发工程的一类测井方法。核测井的适用条件：一般的泥浆井、油基泥浆井、高矿化度泥浆井、空气钻井（裸眼井、套管井）核测井的优点：伽马测井的核物理基础它是唯一能够确定岩石及其孔隙流体化学元素含量的测井方法。伽马测井的核物理基础一、原子核的衰变及放射性1、原子的结构原子：由原子核及其核外电子层组成的一种

2、很微小的粒子。原子核由质子和中子组成2、同位素同位素：质子数相同的同一类原子。例：氢的同位素：氕、氘、氚伽马测井的核物理基础3、核衰变放射性：自发地释放出、，射线的性质放射性核衰变的规律：放射性核数随时间按指数递减的规律变化。即：N:放射性元素个数t:时间：衰变系数核衰变：放射性元素的原子核自发地释放出一种带电粒子（或），蜕变成另外某种原子核，同时放射出伽马（）射线的过程。伽马测井的核物理基础半衰期：从N0个原子开始衰变到N0/2时所经历的时间。用T表示：放射性元素不同，其半衰期也不同（见P115）4、放射性射线的性质核衰变放出三种

3、射线：、、伽马测井的核物理基础射线射线能量衰减快、穿透能力弱射程短带电射线是频率很高的电磁波、能量高穿透能力强射程长中性粒子射线不是由核衰变产生的，是由特殊的中子源产生的，特点是：能量高、穿透力强探测器能探测到的射线：中子射线、射线伽马测井的核物理基础二、常用GR强度单位1、放射性强度单位2、放射性剂量单位1居里：单位时间内发生衰变的原子核数。1居里=1克镭的源强=1克镭当量/克（每克物质的放射性强度单位相当于1克镭）=3.7*1010次/秒单位质量的物质被射线照射时所吸收的能量来度量射线强度为放射性剂量。用伦琴表示。而测井用的单位

4、是微伦琴/小时，单位时间内的射线剂量为剂量率。伽马测井的核物理基础3、条件单位三、核衰变的统计涨落同一放射性元素在相同的时间间隔内，衰变次数不完全相同，总是围绕一平均值上下起伏。统计涨落是由核衰变本身的特性所决定的，与环境和人的因素无关。测井时记录的是单位时间的脉冲数，不同的仪器记录器在统一标准下刻度。采取相同的单位：微伦琴/小时API伽马测井的核物理基础核射线探测器---闪烁记数管它由光电倍增管和碘化钠晶体组成。它是利用被伽玛射线激发的物质的发光现象来探测射线的。伽玛射线碘化钠晶体光电倍增管电子数逐级倍增大量电子最后到达阳极使阳极电压瞬时下降产

5、生电压负脉冲，输入测量线路予以记录用单位时间记录的脉冲数来反映伽玛射线的强度自然伽马测井GR测量的是岩层的自然放射性强度（不用任何放射性源）一、岩石的自然放射性岩石中主要的放射性元素：92U23890Th23219K40岩石的自然放射性强度主要取决于其三者的比例，其含量与岩性以及形成过程中的物理化学条件有关，因此，岩性不同，GR不同。火成岩>变质岩>沉积岩自然伽马测井沉积岩骨架不含重矿物，除钾岩外，其他岩石本身基本上不含放射性，但在形成过程中会多少地吸附些放射性元素。强度最低的：硬石膏、石膏、不含钾的盐岩强度较低的：砂岩、灰岩、白云岩强度较高的：

6、浅海相和陆相沉积的泥岩、泥灰岩、钙质泥岩、含砂泥岩等强度高的：钾岩、深水泥岩、页岩强度最高的：放射性软泥、澎土岩、火山灰除了钾岩及骨架含放射性元素的岩石外，岩石的GR强度随岩石颗粒变细而增加。通常情况下：地层的GR值的高低主要取决于泥质含量沉积岩的自然放射性有以下变化规律：a.随泥质含量的增加而增加；b.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和钍的放射性物质；c.随着钾盐和某些放射性矿物的增加而增加。放射性核素在岩石中的分布自然伽马测井自然伽马测

7、井泥浆仪器外壳进入探测器记录连续电流所产生的电位差穿过至经传输至地面仪器处理使与单位时间的电脉冲数成正比射线GR曲线见P120图7-6砂泥岩剖面GR测井曲线二、GR测井基本原理自然伽马测井三、GR曲线特征（均匀理想模型地层点测）GR（API）当上下围岩相同时，曲线对称于地层中部，低放射性地层对应GR低，高放射性地层对应GR高h>3d曲线幅度不受岩层厚度的影响；h<3d曲线的最大或最小受岩层厚度的影响（？）自然伽马测井自然伽马测井四、影响因素1、岩层厚度的影响2、井参数影响d增加裸眼井：对GR吸收增加，但泥浆中所含一定的放射性补偿了一部分，影响小

8、套管井：水泥环厚度增加-----GR减小岩层厚度增加或减小，GR曲线减小或增大。自然伽马测井3、统计涨落误差由于涨落误差的存在，实测的G