第七章 自然伽玛测井 油矿地球物理测井 教学课件

《第七章 自然伽玛测井 油矿地球物理测井 教学课件》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第七章自然伽玛测井自然伽玛测井是放射性测井中的一种方法。放射性测井是以物质原子核物理性质为基础的一组测井方法，统称为核测井，包括自然伽玛，自然伽玛能谱、中子、密度测井等。由于物质的核物理性质不受温度、压力、化学性质等外界因素的影响。因此有可能根据某些无素原子核特殊性质，利用放射性测井直接研究他们存在数量多少，对于研究石油钻井具有一定意义。前言：原子核基本知识（预备知识）1．原子核结构原子：原子核[质子(带一个单位正电荷)+中子(不带电)]核外电子(带一个单位负电荷)质子+中子→核子质子+中子=质量数质子数=原子序数2．同位素：原子序数相同而质量不同的原子构成的元素称为同

2、位素，同位素的化学性质相同，在元素周期表中占一个位置。如氢的三种同位素：（氕）（氘）（氚）表示方法：X—元素符号Z-质子数A-中子数3．核衰变放射性同位素的原子核另一种原子核+α、β、γ衰变N0—初始量λ—衰变系数t—时间dN—衰变率或放射性强度半衰期：T平均寿命τ4．放射性射线及其性质α射线：氦原子流，质量大，引起电离或激发，被物质吸收，射程小，穿透能力差。β射线：高速中子流，射程小，电离程度中等。γ射线：频率高的电磁波或光子流，不带电，能量高，穿透力强。5．伽玛射线与物质作用自然伽玛射线→穿过物质与原子相互作用，将发生不同形式的作用，其中主要形式为：光电效应、康普顿

3、一吴有训效应、形成电子对（1）光电效应：当伽玛射线能量较低（低于0.25Mev）时，它与组成物质元素原子中的电子相碰撞之后，把能量全部转交电子，使电子获得能量后脱离其电子壳层而飞出，同时伽玛射线被吸收而消失。这一过程称为光电效应，被释放出来的电子叫光电子。产生光电效应的几率，与入射伽玛射线能量和组成物质原子序数有关（2）康普顿一吴有训效应能量较高伽玛射线与物质中原子核外电子碰撞时，一部分能量转交给电子，使之脱离原子电子壳层而飞出，同时伽玛射线改变自己运动方向，继续与其它电子相撞。每碰撞一次，能量损失一部分，并改变其运动方向，形成所谓康普顿一吴有训效应。伽玛射线经多次碰撞

4、之后，能量不断降低，最后以光电效应结束。（3）电子对的形成能量高于1.02Mev伽玛射线与物质作用时，在原子核力场作用下，可转变成正、负电子对，即一个正电子和一个负电子。伽玛射线在形成电子对后，本身被吸收。（4）伽玛射线的吸收伽玛射线能量衰减，强度减小过程称为伽玛射线被吸收。（5）电子密度与体积密度产生康普顿一吴有训效应几率与单位体积中电子数（电子密度）有关，电子密度ρe一般性：N0—阿佛加德罗常数；Z—质子数；A—质量数；ρb—体积密度6．中子与物质作用分类：（1）慢中子：能量＜100电子伏特为慢中子，0.1—100电子伏特中子为超热中子，＜0.025电子伏特中子为

5、热中子（2）中能中子：能量：100电子伏特—10万电子伏特（3）高能快中子：能量：＞10万电子伏特几种作用形式：（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，继续碰撞原子，降低能量和运动速度，而总能量不变，经多次碰撞，能量损失，速度降低，最后变为热中子。（3）辐射俘获：能量低的热中子在其他物质附近漫游，很容易被其他物质俘获而被吸收，过程为辐射俘获其他物质由于俘获中子而后稳定态转变时则易放出r射线。自然伽玛测井自然伽玛测井可以解决以下：（1）据天然放射性强弱，判别岩性和划分井地层剖面。（2）在一个含油气区或单独构造上，

6、各井剖面进行对比。（3）估计岩石中泥质含量，从而判断岩层的储集性能，特别是在泥浆矿化度较高地区，碳酸盐岩剖面中，自然电位无法清楚划分渗透性岩层，自然伽玛可以解决。自然伽玛测井的优缺点：优点：（1）裸眼井和套管井中均可以进行（2）油基泥浆、高矿化度以及干井中均可以进行（3）碳酸盐岩剖面和水化学沉积剖面不可缺少。缺点：（1）测速慢，成本高。（2）如果岩石本身组成中含放射性物质，如含火山碎屑等，则无法正确判断泥质含量。如哈密地区，那么SH判定需从其分资料中求取。自然伽玛测井总述岩石的放射性是由岩石中所含的U、Th、k系放射性同位素引起的。这些元素在自然界衰变过程中的均放出γ射

7、线,且不同元素放出的γ射线的数量和能量两方面均有区别。如：K1.46Mev,U、Th：γ能谱较为复杂，因此，通过探测γ射线的数量（强度）和能量（能谱），有就可能确定岩石中放射性元素的数量（含量）及种类，并进一步用来寻找放射性矿床和研究岩层性质等。测量自γ射线强度的方法叫做自然伽玛法，测量自然伽玛能谱的方法叫做自然伽玛能谱法。自然γ测井是在井内测量岩层中自然存在的放射性元素核衰变过程中放射出来的γ射线的强度，通过测量岩层的自然γ射线的强度来认识岩层的一种放射性测井法，其γ射线强度与放射性元素的含量及类型有关一、岩石的自然放射性规律(三大岩类