油气田放射性测井技术在铀矿应用中的若干问题及解决办法

《油气田放射性测井技术在铀矿应用中的若干问题及解决办法》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、目前，国内铀矿测井界提供的测井系列主要是自然伽马、中子、密度、三侧向电阻率、声波时差、自然电位等，此外还有固井质量检查、井径、井斜等工程测井（铀矿测井称为机械测井）[2]。这些测井系列油气田测井企业都可以提供。铀矿测井资料主要用来进行岩性识别、地层划分、泥质含量估算、沉积环境的初步判定，准确确定铀矿体空间位置、品位、厚度等以及确定套管安装情况、固井质量等[3]。其中自然伽马测井极为关键，是最主要的评估铀含量的的测井方法。铀矿测井在资料采集和解释方面和油气田测井工作极为相似，均需进行储层岩性识别、孔隙流体识别，计算砂岩层的

2、孔隙性、渗透率等储层参数，在工程测井方面，都需要提供井径、井斜、固井质量资料。但因为铀矿测井和油气测井研究对象的不同，二者必然在仪器灵敏度、性能取舍、标定方法、纵向分辨率等具体技术细节上存在一些差异。石油测井设备为寻找石油和天然气而设计，对耐温、耐压性能要求高，仪器均有较大的极距和厚重的外壳，纵向分辨率以及伽马探头的灵敏度与铀矿测井所需要的不同。具体到伽马测井上，石油测井的自然伽马曲线是用大尺寸（一般为φ40×50mm、φ40×80mm）、高灵敏度的探头测量的，其死时间一般较长、而且是可变的，用API单位的记录与计数率之

3、间联系不密切，一般相当于泥页岩放射性强度3倍的计数率可以定量使用，5倍通常是石油测井仪计数率的极限。铀矿测井则强调仪器的纵向分层能力要强，对横向探测深度要求不高，要求伽马仪器的探头的死时间短、能量分辩率较高、测量的动态范围大、计数率准确等等，探头往往需要用到φ10×10mm这样小尺寸的晶体。因此油气田测井企业必须在放射性仪器的探头选型、标定、死时间校正、放射性平衡修正等方面加强研究，使之符合铀矿测井的要求。此外，因为铀矿层强烈的天然伽马射线，会对补偿密度测井产生影响，必须进行修正，补偿中子测井不受铀富集的影响，可以直接应

4、用到铀矿开发中。2.自然伽马测井的标定及各项校正2.1探头标定铀矿测井工作中计算矿层铀含量的基本方法是总自然伽马法，记录的单位是脉冲数/秒（cps/s），不使用石油测井通用的API刻度体系。根据仪器测量的计数率来计算目的层的铀含量（单位通常为ppm或％eU3O8），总伽马测井计数率与铀当量的关系式为：軍γT=K×A并仪,可测定铀矿层对密度测井的影响系数等。同油气田测井规范要求一样，每支伽马测井仪器均需进行单独标定，并定期校验，不可以借用同类型仪器的转换系数。仪器在更换晶体、光电管、高压电阻等关键部件后以及调节电路的脉冲门

5、槛等参数后也需要重新进行标定。2.2死时间校正现代自然伽马测井仪的探头均由NaI晶体和光电倍增管构成，NaI晶体在接收到伽马射线后产生光信号，经光电倍增管放大后送入电路进行处理，这个过程需要一定的时间，在前一个射线处理完之前，仪器不能处理另外的事件，这段时间一般被称为“死时间”。而放射性辐射是一种随机事件，因此总会出现这样一种情况，即后一个脉冲距前一个脉冲很近，电路无法把它区别和记录下来，造成脉冲丢失，导致铀矿层和厚度解释带来误差[4]。死时间长度是衡量伽马仪器探头一个重要指标，死时间越长，丢失的脉冲越多。油气井测井遇到

6、的高放射性层的情况不多，而且对于精确记录天然射线的脉冲数没有很严格的要求或需求，所以对死时间问题不太关注，实际测井资料也不进行死时间修正。但是在铀矿测井领域，脉冲数是直接和铀含量直接相关联的一个关键参数，所以铀矿测井对自然伽马仪器探头的精度有严格要求，每支仪器均需进行死时间测定，并在此基础上进行测量结果的死时间修正。死时间的测定有双模型法和双源法等方法，基本原理都是通过测定已知计数率的模块或放射性源，记录实际计数率，根据真实计数率和实际测量值之间的关系，利用数学方法求取死时间。死时间修正公式：N=n，其中：N为真实计数率

7、值，cps/s；n是仪1-nτ器记录的计数率，cps/s；τ是探头死时间，秒。正常情况下如果一个探头的死时间是100-300微妙，那么当测量层的伽马计数率超过300cps/s时，应该对测量结果进行修正。需要注意的是，死时间修正只是一种概率修正，即修正后的N是正确值的概率较其是不正确值的概率为高。2.3放射性平衡修正因为铀在衰变时不放射可被探测的伽马射线，所以无法利用伽马测井直接测算铀含量，测井探测到的与铀有关的伽马辐射主要来自铀238系第8、第9位衰变子体Pb20（6铅）和Bi21（4铋），即只有约2％的伽马射线来自铀组

8、（238铀至230钍），98％的伽马射线来自镭组（226镭至206铅），因此使用伽马测井方法计算铀含量有一个重要前提是：铀与其可探测子体的数量之间直接相关，即该系列处于放射性平衡状态，铀元素本身解决放射性平衡问题有两种办法：应该就可以消除天然伽马放射性的干扰。一是在放射性平衡地区，该用裂变中子测井方法计算铀含量。该方