地层元素测井伽马能谱数值模拟

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1、分类号密级UDC编号专业硕士学位论文题名和副题名地层元素测井伽马能谱数值模拟作者姓名张罡指导教师姓名及职称葛良全教授申请学位级别专业硕士类别（领域）核能与核技术工程论文提交日期2018.5.28论文答辩日期2018.6.8学位授予单位和日期成都理工大学（年月）答辩委员会主席评阅人2018年6月分类号学校代码：10616UDC密级学号：2015050244专业硕士学位论文地层元素测井伽马能谱数值模拟张罡指导教师姓名及职称葛良全教授申请学位级别专业硕士类别（领域）核能与核技术工程论文提交日期2018.5.2

2、8论文答辩日期2018.6.8学位授予单位和日期成都理工大学（年月）答辩委员会主席评阅人2018年6月独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得成都理工大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的人员对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解成都理工大学有关

3、保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权成都理工大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本授权书）学位论文作者签名：学位论文作者导师签名：年月日地层元素测井伽马能谱数值模拟摘要在地质勘探研究过程中，尤其在测井行业中，由于进行相应物理实验的成本较大，但是随着计算机的不断发展，蒙特卡罗方法成为了核测井中一种重要的研究手段，在测井的前期理论工

4、作中起着不可忽视的作用。本文通过双群扩散理论，建立地层元素测井中γ射线对探测器的贡献率的函数，通过相应的参数分析，其结果表明：在地层元素测井中，其γ分布的影响因素主要是中子在地层中的慢化长度和γ射线在地层中的衰减系数而决定。基于MCNP5和Geant4两款MC软件在元素测井中的应用，建立造岩元素Al、Ca、Fe、H、O、K、Mg、Na、Si的单元素PGNAA模拟模型，评价了两款软件中子活化模拟准确性，结果表明MCNP5软件模拟结果同IAEA截面库的数据更为接近；通过对比MCNP5和Geant4模拟快中子

5、激发γ能谱的差异，表明了MCNP5与Geant4在造岩元素的快中子激发γ射线模拟研究中，二者存在较大差异，为今后元素测井的研究提供参考依据。通过地层元素测井中孔隙度对γ分布的影响，根据《实用地质分析标准物质手册》以及标准石灰岩模型井的参数，建立以D-T中子源的地层元素测井模型，采用MCNP5程序模拟了地层中子和γ射线的耦合输运过程，得到了不同孔隙度、不同源距下的γ注量分布，其结果表明在近源距处，γ射线的注量率与孔隙度相关性较大，而在远源距处，γ射线的注量率则与孔隙度的相关性较小；通过孔隙灵敏度以及相应屏

6、蔽体的设置关系，得出在地层元素测井中探测器的最佳源距位置。通过比较不同探测器的性能，结合地层元素测井中测井条件和要求，认为在地层元素测井中LaBr3探测器是最为合适，并利用MCNP数值模拟方法仿真实际的测井条件，评估元素检出限。本课题来源于“高分辨率航空伽玛能谱测量及机载成像光谱测量技术”（课题编号：2017YFC0602100）与“深部资源探测核心装备研发”(课题编号:ZDYFZ2012-1-07-01)。关键词：MCNP；Geant4；源距；双群扩散；检出限IFormationelementlogg

7、inggammaspectranumericalsimulationAbstractIntheresearchofgeologicalexploration,particularlyintheloggingindustry,duetohighcostandlowaccuracyofthecorrespondingphysicalexperiments.Withthedevelopmentofthecomputer,theMonteCarlomethodhasbecomeanimportantresear

8、chtoolinnuclearwelllogginganditplaysarolethatcannotbeignoredintheprevioustheoreticalwork.Inthispaper,thefunctionofthegammaraycontributiontothedetectorinformationelementloggingisestablishedbythetwo-groupdiffusiontheory.Thro