第二章----常规测井方法及地质响应---(2)gr测井

《第二章----常规测井方法及地质响应---(2)gr测井》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、放射性测井放射性测井（核测井）是测量记录反映岩石及其孔隙流体的核物理性质的参数，研究井剖面岩层性质的一类测井方法。特点：不受井眼介质限制，在裸眼井和套管井、各种钻井泥浆的井中均可测，能进行套管井的地层评价，能够快速分析和确定岩石及其孔隙流体各种化学元素。分类：按使用的放射性源或测量的放射性射线类型分类。1、伽马测井：以研究伽马辐射为基础，包括GR、NGS、地层密度、岩性密度、放射性同位素示踪测井等。2、中子测井：以研究中子与岩石及孔隙流体相互作用为基础，包括热中子、超热中子、中子伽马、脉冲中子非弹性散射伽马能谱、中子寿命及活化测井等。2、自然伽马测井和放射性同位素测井岩石中含有天然的放射

2、性核素主要是铀系、钍系和钾的放射性同位素。自然伽马测井：用伽马射线探测器测量岩石总的自然射线强度，以研究井剖面地层性质。自然伽马能谱测井：在井内对岩石自然伽马射线进行能谱分析,分别测量层内铀、钍、钾含量来研究井剖面地层性质。第一节伽马测井的核物理基础一、放射性核素和核衰变1、核素和同位素核素：指原子核具有一定数目质子和中子,并处在同一能态上的同类原子。同位素：指核中质子数相同而中子数不同的核素,它们在元素周期表中占有同一位置。2、自然伽马测井和放射性同位素测井第一节伽马测井的核物理基础一、放射性核素和核衰变2、稳定核素和放射性核素稳定核素：不会自发衰变为另一种核的核素。放射性核素：原子核

3、能自发地发生衰变，由一种核变为另一种核。核衰变时发射的三种射线：γ、β、α。γ——高频电磁波（光子流），穿透能力强，较被测井仪测定（放射性测井探测的主要对象）。β——高速电子流，带负电，穿透能力差。α——氦核组成的离子流，带正电，穿透能力最差。2、自然伽马测井和放射性同位素测井第一节伽马测井的核物理基础一、放射性核素和核衰变3、核衰变定律核衰变：放射性核素——放射出带电粒子（β、α）——激发态的新原子核——辐射γ——稳态的原子核，这个过程称为核衰变。放射性核素随时间减小而遵循一定的规律，即核衰变定律：其中：N0——初始原子个数；λ——衰变常数（表示衰变速度的参数），表示单位时间每个核发生

4、衰变的几率，λ越大，衰变速度越快。半衰期:放射性核素因衰变而减少到原来一半所需的时间。放射性核素的半衰期因核素不同而异。2、自然伽马测井和放射性同位素测井第一节伽马测井的核物理基础一、放射性核素和核衰变4、放射性活度活度(强度)：一定量的放射性核素在单位时间内发生衰变的核素。活度单位：贝克:1Bq（贝克）=1次核衰变/秒比度(浓度):放射性核素的放射性活度与其质量之比。2、自然伽马测井和放射性同位素测井第一节伽马测井的核物理基础二、岩石的放射性核素1、主要放射性核素起决定作用的是铀系、钍系和钾。2、伽马能谱不同的核衰变放出的γ能量不同，一般谱成分太多，只选择代表性的伽马射线来识别：2、自

5、然伽马测井和放射性同位素测井第一节伽马测井的核物理基础三、岩石的自然放射性与岩石性质的关系1、总放射性(1).沉积岩的放射性低于岩浆岩和变质岩；(2).沉积岩中自然伽马放射性随泥含量的增加而增加。粘土中放射性：蒙脱石>伊利石>高岭石>绿泥石一般说来，火成岩在三大岩类中放射性最强，其次是变质岩，最弱是沉积岩。沉积岩按其合放射性元素的强弱可分成以下三类：1．伽马放射性高的岩石深海相的泥质沉积物，如海绿石砂岩、高放射性独居石、钾贝矿砂岩、含铀钒矿的石灰岩以及钾盐等。2．伽马放射性中等的岩石它包括浅海相和陆相沉积的泥质岩石，如泥质砂岩、泥灰岩和泥质石灰岩。3．伽马放射性低的岩石砂层、砂岩和石灰岩

6、、煤和沥青等。但煤和沥青放射性含量变化较大。由于不同地层具有不同的自然放射性强度，因而，有可能根据自然伽马测井法研究地层的性质。2、自然伽马测井和放射性同位素测井第一节伽马测井的核物理基础三、岩石的自然放射性与岩石性质的关系2、铀、钍、钾的含量(1).粘土中：钾约含2%，钍约12ppm，铀约6ppm。但与沉积环境有关，不同的粘土矿物，铀钍钾的含量有一定的差别。(2).砂岩及碳酸岩盐中，随粘土矿物增加，铀、钍、钾含量增加，水流作用可造成铀含量很高。(3).钍化合物难溶于水，故岩石中钍含量增加，离物源区近。(4).四价铀难溶于水，六价铀溶于水，铀含量与沉积环境及成岩后水流作用有关，四价铀氧化

7、成六价铀，六价铀在还原条件下变成四价铀而沉淀。2、自然伽马测井和放射性同位素测井第一节伽马测井的核物理基础四、伽马射线与物质的相互作用1、电子对效应γ在能量大于1.022Mev时，它在物质的原子核附近与核的库仑场相互作用，可以转化为一个负电子和一个正电子，而光子本身被全部吸收。吸收系数(衰减系数)：伽马射线通过单位厚度的吸收介质，由于此效应而导致γ射线强度的减弱，用吸收系数表示：其中：K为常数，Eγ为入射γ的能量，NA为阿佛加德罗常