第10讲自然伽马测井

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1、《测井解释与生产测井》第10讲自然伽马测井张元中中国石油大学（北京）地球物理与信息工程学院《测井解释与生产测井》主要内容1.放射性测井概述2.伽玛测井的物理基础3.自然伽玛测井4.自然伽玛测井曲线的应用教材第7章：第1节，第2节1.放射性测井概述放射性测井，又称核测井（核辐射测井），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，寻找石油、天然气、煤以及铀等有用矿藏，研究石油地质、油井工程和油田开发的一类测井方法。根据使用的放射性源或测量的放射性类型以及所研究

2、的岩石核物理性质，可将放射性测井方法分为两大类：伽马测井；中子测井。1.放射性测井概述伽马测井,以研究伽马辐射为基础的核测井方法，主要包括:自然伽马测井自然伽马能谱测井密度测井（伽马一伽马测井）岩性密度测井各种放射性同位素示踪测井等1.放射性测井概述中子测井，以研究中子与岩石及其孔隙流体相互作用为基础的核测井方法，主要包括:超热中子测井热中子测井中子伽马测井脉冲中子测井脉冲中子能谱测井中子寿命测井及各种活化测井等。1.放射性测井概述放射性测井的优势唯一能够在井下快速分析和确

3、定岩石及其孔隙流体中各种化学元素含量的测井方法。测量不受井内介质的限制，在裸眼井和套管井中，在充满淡水或高矿化度泥浆、油基泥浆、天然气或空气的井中均能进行测量。放射性测井是目前在套管井中进行地层评价的主要测井方法之一。1.放射性测井概述放射性测井的主要应用在常规9条测井曲线中提供3条曲线：自然伽玛（GR）密度测井（DEN）中子测井（CNL）裸眼井：岩性分析；计算储层参数；储集层综合评价；是研究和确定地层的岩性和孔隙度的主要方法之一。1.放射性测井概述套管井（生产井）：动态监测测量注水井

4、的吸水剖面；在生产井中测分层产液量、分层持水率、液体平均密度；研究油层的水淹状况和注入水的推进情况；确定剩余油饱和度及其分布；评价储集层的产液性质及产能；确定套管外水泥面高度及串槽井段；检查封堵水层、压裂、酸化的效果等。2.伽马测井的核物理基础一、核衰变及其放射性二、伽玛射线和物质的作用三、伽玛射线的探测2.伽马测井的核物理基础一、核衰变及其放射性1）原子的结构2）同位素与放射性核素3）核衰变4）放射性活度与放射性比度5）放射性射线的性质2.伽马测井的核物理基础1）原子的结构质子数（原子

5、序数）：Z中子数：N质量数：A=Z+N物质分子原子原子原子核＋电子原子核质子＋中子2.伽马测井的核物理基础质子：氢的原子核，带一个单位的正电荷。中子：不带电。电子：带一个单位的负电荷。原子核的表示碳原子核XAC12Z62.伽马测井的核物理基础2）同位素与放射性核素核素：具有一定数目的质子和中子，并处在同一能态上的同类原子（或原子核）。同一核素的原子核中，质子数和中子数都分别相等。同位素：原子核中质子数相同而中子数不同的原子，它们具有相同的化学性质，在元素周期表中占同一位置。比如氢的同位

6、素：氘，氚。123HHH1112.伽马测井的核物理基础核素的丰度（%）：某种核素在其天然同位素混合物中所占的原子核数目的百分比。核素分为稳定核素和不稳定核素。稳定核素：核素的能量和结构不会发生变化，原子核不会自发地变为另一种核。不稳定核素：原子核能自发地改变结构，衰变成其它核素并发射出射线，由一种核变为另一种核；也称为放射性核素；其同位素称为放射性同位素。2.伽马测井的核物理基础3）核衰变核衰变：放射性核素的原子核自发的放射出一种带电粒子（或），蜕变成另外的原子核，同时放出射线的过程。

7、放射性核素衰变时能发射，和射线。放射性：原子核能够自发释放，和射线的性质。PO210Pb206*＋He4()84822Pb206*Pb206＋82822.伽马测井的核物理基础核衰变规律tNNe0N—t=0时的原子核数0N—时刻t的原子核数—衰变常数（表示单位时间内每个原子核发生衰变的几率）半衰期T：放射性核素因衰变而减少到原来一半所需的时间。T=0.639/。T和取决于放射性核本身的性质。2.伽马测井的核物理基础4）放射性活度与放射性比度放射性活度：一定量的放射性核

8、素，在单位时间里发生衰变的核数，又叫做放射性强度。1居里=3.7×1010核衰变/秒导出单位：毫居里和微居里。新的活度单位为“贝可勒尔”，简称“贝可”，符号为Bq。1Bq=1次核衰变/s，1Ci=3.71010Bq。放射性比度（比放射性、放射性浓度）：是指放射性核素的放射性活度与其质量之比，其单位是Bq/g或Ci/g。2.伽马测井的核物理基础5）放射性射线的性质4射线：氦原核（He）流