放射性测井2

第三章 自然伽马及自然伽马能谱测井
第四章 密度测井
第五章 中子测井
第六章 中子寿命测井
第七章 碳氧比能谱测井
Hale Waihona Puke Baidu
第八章 核磁共振测井
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第三章 自然伽马及自然伽马能谱测井
第一节 自然伽马测井 第二节 自然伽马能谱测井
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第三章 自然伽马及自然伽马能谱测井
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2、地层对比
与电阻率曲线相 比,GR具有: 1） 与地层水和泥 浆浓度无关; 2） 与地层孔隙所 含流体性质无关; 3) 容易找到标准 层.
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第三章 自然伽马及自然伽马能谱测井
图3-10 GR测井曲线作为地层对比实例
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第三章 自然伽马及自然伽马能谱测井
3、确定射孔层位 在井中下套管后， 必须测自然伽马， 用GR曲线确定射 孔的准确深度， 避免误射孔。
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2、放射性强度的探测器
第二章 放射性测井基础知识
光电倍 增管
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图2-1 放射性强度探测器
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R.C积分电路
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第二章 放射性测井基础知识
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放射性测井
第一章 放射性测井概述
第二章 放射性测井基础知识
第三章 自然伽马及自然伽马能谱测井
根据实验室对铀、钍、钾放射的射线能量 的测定，发现铀、钍、钾放射的射线谱都存 在各自易鉴别的特征谱峰。自然伽马能谱测 井的探测器与GR基本相同，所不同的是其 增加了多道脉冲，能分别测量不同幅度的脉 冲数，从而得出不同能量的射线能谱，用以 测定不同的放射性元素。自然伽马能谱测井 根据测出的射线特征峰值，经刻度可输出铀、 钍、钾三条曲线及一条总的自然伽马曲线。
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第三章 自然伽马及自然伽马能谱测井
五 、自然伽马测井曲线的应用 1、划分岩性 （1）砂泥岩剖面
砂岩：GR呈低值 泥岩：GR呈高值 泥质砂岩：介于两 者之间，取决于地 层的泥质含量
图3-7 砂泥岩剖面GR测井曲线
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第三章 自然伽马及自然伽马能谱测井
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第三章 自然伽马及自然伽马能谱测井
四 、自然伽马测井曲线及影响因素
1 自然伽马测井曲线探测范围
自然 伽马测井曲线记录的主要是仪器附近以探测器 为球心半径为30-45厘米范围内岩石放射出的自然伽马 射线
2 曲线特点：
1) 当上下岩石相同时曲线 对称; 2) 在高放射性地层,曲线 的极大值出现在地层中心, 且随地层厚度增加而增加, 当厚度大于3倍井眼直径 时极大值为一常数; 3) 当厚度大于3倍井眼直 径时曲线半幅点对应于地 层上下界面.
第三章 自然伽马及自然伽马能谱测井
一、自然伽马测井原理
1 自然伽马测井仪器 地面仪器 井下仪器:探测器 放大电路等
2 测量过程 地层中的伽马射线通过
泥浆到达探测器,探测器把 它变成电脉冲进行放大形 成电信号,再通过电缆到达 地面仪器,变换成电脉冲数/ 每分钟(强度)进行记录
井下仪器在井内自下而 上移动测量,就连续记录井 剖面岩层的自然伽马强度, 称为自然伽马测井曲线 (GR).
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第三章 自然伽马及自然伽马能谱测井
(2) 统计分析法 利用岩心分析的泥 质含量与GR测井曲 线的相对值建立统 计关系。
Vsh = 70.832*ΔGR2
+5.7058*ΔGR +10.466
相关系数R=0.944， 平均绝对误差=3.09％， 平均相对误差=17.6%
纯砂岩、纯石灰岩的体积密度；
G R、G Rsh、G Rsd 、G R1S目 的 层 、 泥 岩 层 、 纯砂岩、纯石灰岩的自然伽马测井值
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第三章 自然伽马及自然伽马能谱测井
（4）计算Vsh实例1
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计算的Vsh
图3-13 计算Vsh实例1
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1居里＝3.7 x1010贝可勒尔 另外，放射性测井中，也常用计数率 — 脉冲/分钟作为 放射性强度的单位。 (2)放射性浓度单位。表示的是单位质量或单位体积的物质 的放射性强度。最常用的单位是： 克镭当量/克：每克物质中含有相当于一克镭的放射性就称 为一克镭当量/克，所以“克镭当量/克”单位就等于每克物 质的放射性强度为一居里。
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第一节 自然伽马测井 （Natural Gamma Ray Log，simple: GR ）
一、自然伽马测井原理 二、自然伽马测井曲线 三、岩石的放射性 四 、自然伽马测井曲线及影响因素 五、自然伽马测井曲线的应用
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当Th/U<2时，为海相沉积，属还原环境;
当2<Th/U<7时，属还原到氧化过渡阶段;
当Th/U>7时，为陆相沉积，属氧化环境。
据此可定性确定地层沉积时的氧化、还原 环境
图3-16 NGS应用实例
第三章 自然伽马及自然伽马能谱测井
3、确定粘土矿物类型及含量
第三章 自然伽马及自然伽马能谱测井
•自然伽马测井资料的应用 1、划分岩性。 2、地层对比。只与岩性有关，容易找到标志层。 3、计算泥质含量。
图3-12 Vsh与自然伽马相对值
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第三章 自然伽马及自然伽马能谱测井
(3) 斯伦贝谢方法:
泥质含量：Vsh
b GR B0 sh GRsh B0
B0 : 纯地层背景值
B0 sd GRsd (或1S GR1S )
b、 sh、 sd 、1S 分别为目的层、泥岩层、
GRmax GRmin :为纯泥岩、纯砂岩的自然伽马幅度。
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第三章 自然伽马及自然伽马能谱测井
通常IGR的变化范围为０—１， 用下式将IGR转化成泥质含量Ｖsh:
Vsh
2GIGR 1 2G 1
G=GCUR :希尔奇指数; 老地层：GCUR=2 新地层：GCUR=3.7
图3-3 GR测井曲线随地层厚度变化
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第三章 自然伽马及自然伽马能谱测井
3 自然伽马测井曲线影响因素
1)积分电路的影响(测速* 积分电路时间常数)
由于记录仪器中的积分 电路具有惰性(充/放电需 要时间),输出电压相对于 输入要滞后一段时间而仪 器又在移动,可能使测井 曲线发生畸变,主要为:
第一节：地层密度测井的基本概念 第二节：补偿地层密度测井原理及资料应用
第四章 密度测井
密度测井是利用伽马射线与物质相互作用 的康普顿效应，光电效应，测量地层密度的 变化，进而研究地层特性的测井方法。与自 然测井不同，密度测井测量的伽马射线不是 地层岩石放出的天然的伽马射线，而是人工 伽马源作用于地层后进入探头的伽马射线。
核素的衰变是随机的且
彼此独立,同时伽马射线
被探测到也是偶然独立
的,使得每次测量结果不
完全相同，但结果满足
统计规律,这种现象叫放
射性涨落或统计起伏现
象.
图3-5 GR测井曲线受放射性涨落的影响
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3) 地层厚度的影响
厚度增加极大值变大
第三章 自然伽马及自然伽马能谱测井
极大值减小,且不在地层 中心而向上移动,视厚度 增大,半幅点上移.
一般:地层厚度越小,积分 电路的影响越大,曲线畸 变越严重.实际测井中要 适当控制测井速度.
图3-4 GR测井曲线受积分电路影响
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2) 放射性涨落的影响
由于地层中的放射性
GR曲线
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图3-11 套管井GR测井曲线
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射孔层位
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第三章 自然伽马及自然伽马能谱测井
4、估算地层泥质含量 （1） 相对比值法:
用自然伽马相对幅度的变化 计算出泥质含量指数IGR:
IGR
GR目的 GRm a x
GRm in GRm in
GR目的 :目的层自然伽马幅度；
自然伽马测井曲线(GR) 单位:计数率(1/MIN)或API
井下 仪器
地面 仪器
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图3-1 测量过程 12
第三章 自然伽马及自然伽马能谱测井
二、自然伽马测井曲线
图3-2 GR测井曲线
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第三章 自然伽马及自然伽马能谱测井
三、岩石的放射性 岩石的放射性，主要是由于含有铀(U)、钍 (Th)、钾(K)等放射性元素，所以岩石的放射 性强度决定放射性元素的含量。
•自然伽马能谱测井资料的应用 1、识别高放射性储集层，寻找泥岩裂缝储集层。 2、确定粘土含量、粘土类型及其分布形式。 3、用Th/U、Th/K比研究沉积环境、沉积能量。 4、有机碳分析及生油岩评价。 5、变质岩、火成岩等复杂岩性解释。
第四章 密度测井 Density log ; Simple Call: DEN
厚度变化
图3-6 GR测井曲线受地层厚度的影响
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4)井眼的影响
第三章 自然伽马及自然伽马能谱测井
井眼直径变大相当于伽马射线通过的路程变
大,被吸收的几率变大,被探测几率变小,曲线值 变小;同时泥浆的种类(含放射性物质或非放射 性物质)也对曲线值有影响
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一般条件下，岩石的放射性物质含量很少， 按放射性的强弱沉积岩可分为以下几类：
自然伽马放射性高：放射性软泥、红色粘土、 海绿石砂岩、独居石等岩石。
自然伽马放射性中：浅海相和陆上沉积的泥质 岩石，如泥质砂岩，泥质石灰岩，泥灰岩等。
自然伽马放射性低：砂岩、石灰岩、石膏、岩 盐、煤和沥青等
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6、中子与物质的作用
第二章 放射性测井基础知识
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第二章 放射性测井基础知识
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第二节、放射性强度的探测器 第二章 放射性测井基础知识
１、放射性强弱的表示（放射性单位）
(1)放射性强弱通常以放射性源每单位时间内发生衰变的原 子核数来表示。作为强度的单位，1居里定义为每秒有 3.7x1010次核衰变。居里的单位太大，常用居里的千分之 一 —毫居里作为单位。
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计算Vsh实例2 第三章 自然伽马及自然伽马能谱测井
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图3-14 计算Vsh实例2
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第三章 自然伽马及自然伽马能谱测井
第二节 自然伽马能谱测井
(natural gamma ray spectrometry log，simple: NGS)
自然伽马测井只能测量地层中放射性元素 的总含量，无法分辨地层中含有什么样的放 射性元素，为此研制了自然伽马能谱测井， 即测量不同放射性元素放射出不同能量的射 线，从而确定地层中含有何种放射性元素。
（2）碳酸盐剖面
白云岩、石灰岩： GR呈现低值 泥岩： GR呈现高值
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图3-8 碳酸岩剖面GR测井曲线
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第三章 自然伽马及自然伽马能谱测井
（3）膏岩剖面
盐岩、石膏： GR 低值 泥岩： GR 高值
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图3-9 膏岩剖面GR测井曲线
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第一节 自然伽马测井
（Natural Gamma Ray Log，simple: GR ）
自然伽马测井是在井内测量岩石中自然存在的放射
性核素在核衰变过程中放射出来的伽马射线强度来研
究地质问题的一种测井方法. 自然伽马测井资料的应用
1、划分岩性。 2、地层对比。只与岩性有关，容易找到标志层。 3、计算泥质含量。 4、确定射孔层位
放射性测井
radioactivity log
授课人：王功军
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放射性测井
radioactivity log
总学时： 32
理论教学：28 实验教学： 4 教材：放射性测井原理
黄隆基
参考书：矿场地球物理测井技术测井资 料综合解释 陈一鸣
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自然伽马能谱测井除了GR曲线的应用外， 还可研究沉积环境，区分粘土矿物。
第三章 自然伽马及自然伽马能谱测井
自然伽马能谱测井的应用
1、研究沉积环境
沉积地层的含钍化合物难溶于水，是母岩 风化的产物。渗透性地层中铀含量的增高与 地层水的活动有密切关系，并以铀酞络离子 （UO2）2+形式存在，大部分被地表水带入 盆地。岩石中钍和铀的含量比Th/U}具有重 要的地质含义。国外一些专家研究实:Th/U 值能指示沉积环境，其统计规律如下: