自然伽马能谱测井曲线在地质上的解释与应用
自然伽马能谱测井与沉积环境
地层中放射性元素的分布与岩石的类型及后期的分布、搬运、沉 积及成岩作用有关,虽然从理论上讲自然伽马能谱测井能反映地层的 等特征,但从以往油田实测数据看,由于直接测井 获得的铀、钍和钾的含量都较低,有些井段个别值有回零现象,应用效 果并不理想。 为了更好地应用自然伽马能谱测井反映的沉积地层的有用信息, 通过分析研究,设立如下能谱比值特征参数 PU=(γGRSL- γKTh)/γGRSL (1) PTh= CTh/ CU (2) 式中, PU为铀比值曲线, PTh为钍比值曲线;γGRSL为自然伽马能谱测井地 层总伽马,γKTh为自然伽马能谱测井地层无铀伽马, CTh为自然伽马能谱 测井钍含量, CU为自然伽马能谱测井铀含量。
-----研究沉积环境
汇报人:你大爷
汇 报 提 纲
自然伽马能谱测井不仅能测量出 ,还能测量出地层的 及地层中 的含量,其含量又与 粘土矿物类型有关,某些粘土矿物又是 的特征指示; 此外,自然伽马能谱 又与沉积 相相对应。所以,可以通过自然伽马能谱测井所测 量的铀、钍和钾含量来研究地层的特性及沉积特 性。
图6 奥陶系特征参数直方图
从图6中可以看出,3<TH/K<9, TH/U<4, 为深海相或海ຫໍສະໝຸດ Baidu沉积,还原环境。
自然伽马能谱测井定量测量的地层中铀、钍、钾的 含量,为地质研究提供了非常重要的资料,利用能谱资料可 以定量确定 ,确定 ,并结合 相应 (如CTh/CK与CTh/ CU )研究 。 但其反映的地层信息是非常有限的,因此也要结合其他资 料如地震等帮助分析解决各类地质问题,划分沉积相、识 别沉积环境,识别低电阻率油气层,评价生油岩和寻找高 铀储层,有效地寻找油气藏。
自然伽马能谱测井资料在勘探中的应用
自然伽马能谱测井资料在勘探中的应用
(资工10904)
摘要:伽马射线是原子核衰变裂解时释放的射线之一,穿透能力极强,从液体到金属的大部分物质都能穿过,正是由于具有此特性,使其在石油工业等方面得到广泛的应用。岩石中主要含有铀(U)、钍(Th)、钾(K)等放射性元素,在沉积岩中这些放射性元素主要反映泥质含量的变化,在火山岩、花岗性风化层及某些盐类沉积,自然伽马测量值显著增高,常做为识别这类岩石类型的重要曲线标志。
关键词:自然伽马能谱测井;沉积环境;生油岩;储集层
0 引言
地层中普遍含有放射性元素,但主要是铀、钍、钾三个特征元素的自然放射性最大。丽钾是碱金属元素的代表,钍是土族元素的代表,铀是氧化还原指示剂的代表。在某种程度上钾的含量反应了地层中钾是碱金属元素的多少,钍的含量反应了地层中土族元素的多少,铀的含量反应地层的氧化还原特性。而自然伽马能谱测井不仅能测量地层中的总自然伽马含量,还能测量地层的无铀伽马(m)含量及铀钍钾的含量,能比较全面地反映地层的化学环境。
资料表明,许多地化指标与能谱资料有很好的相关性。所以利用其测量值,结合岩心分析,可用来研究地层特性,如计算有关储层的渗透率参数、泥质含量、粘土矿物含量、矿物成分,分析沉积环境,识别地层高自然伽马储层、裂缝、识别生油岩等。在勘探阶段资料较少的情况下,为正确评价探井资料提供可靠信息。
本课题主要研究在勘探中,用自然伽马能谱计算泥质含量、裂缝地层储层评价中划分储集层及确定粘土矿物成分,评价沉积环境,评价生油岩等问题。
1 自然伽马能谱测井环境校正
自然伽马能谱测井
资工10802 韦盼云
一、自然伽马能谱测井原 理
• 自然伽马能谱测井仪器的井下仪器与自 然伽马测井基本相同,将入射的伽马射 线能量的大小以脉冲的幅度大小输出, 不同的是地面仪器,自然伽马能谱测井 仪器地面部分有多道脉冲幅度分析器, 该分析器将能量分为五个能量窗。
• • • • • •
谢
谢ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
2、高放射性储集层的泥质 含量
• 用自然伽马能谱测井求取高放射性储层 泥质含量时,要根据岩心分析结果查清 与泥质含量相关性最好的那种放射性元 素,一般是钾或钍。如用钍含量求泥质 含量时可分两步实现: • (1)求比值Vsh=(Th-Thmin)/(ThmaxThmin)
• 式中Th为目的层钍曲线值(ppm); Thmin为邻近不含泥质地层的钍读数 (ppm);Thmax为邻近泥岩层的钍读 数(ppm)。 • (2)用经验公式求出泥质含量的估值, 如用公式
二)研究生油层
• 这里主要讨论用自然 伽马能谱测井从粘土 岩中定性识别生油岩 和定量估算生油指标
1、定性识别生油岩
• 1)普遍泥岩的钾、铀、钍响应 • 普通粘土岩的钾、铀、钍含量都比较高, 其中钾和钍和粘土矿产的体积含量比铀 相关性好。 • 2)生油岩的钾、铀、钍响应 • 生油岩中有机质含量高,使铀含量特别 高,而钍、钾含量与普通粘土岩差不多
自然伽马能谱测井曲线在地质上的解释与应用
自然伽马能谱测井曲线在地质上的解释与应用
自然伽马能谱测井曲线在地质上的解释与
应用
/
汐钎
一
第16卷第1期地学工程进展V o1.16No.1
1999年6月ADV ANCEINEARTHSCIENCEENGINEERINGJun?,1999
擅■通过实倒舟绍了放射性元素铀,钍,钾的地球化学特性和自然佃马能谱曲线在地质上的解释与应用.提出6种有关解释应用的意见.1)商钾多为伊利石桔土岩和钾长
石砂岩,商蚀多由有机质造成.而商牡尉为^山岩有关堆层.2)平曩用钍,钾曲线可以计算
地层据质古量.3)铀异常曲线可以指示地层中流体运动.4)寻拽放射性矿层与异常带.
s)研究生油岩.6)进行堆层对比.
关■栩地球化学特性f自然伽马瞎谱曲线}铀,钍,钾异常f解释应用数控测井中一个必不可少的测井项目自然伽马能谱测井已在世界各地的深井~超深井中
得到广泛采纳和使用,它可在裸眼井和套管井中进行测量,并提供自然伽马射线总计数钾
(),铀(x10)和钍(×10)测量的连续记录.70年代中期,自然伽马能谱铡井首先用于英国北海地区,当时主要为了确定云母和计算粘土含量,作为一种比较有效的测井方法已广泛用
于碳酸盐岩和砂泥岩地层,它不仅有助于评价地层泥质含量,岩性变化.而且可用于操测放射
性矿物,进行地层对比,研究沉积环境.同时还可做为研究生油层的重要资料.
1放射性元素铀,钍,钾的地球化学特性
在自然界中铀有三种同位素(u,U",U),且都具有放射性,铀在地壳中的浓度大约
为3×10~,也是来源于硅酸火戚岩,而且主要戚分为放射性矿物.在自然界中铀以+4和+6
地球物理
作为泥质指示曲线。
2
1
3
图7-22 高放射性砂岩地层的测井曲线
图7-23中的A
层泥质含量低, 射孔试油日产
3桶,射开上
部B、C两层 (低钾、高 铀),日产量 提高到18桶 (B、C两层含 裂缝 )。 图7-23 高放射性碳酸盐岩地层的测井曲线
A
T h
4、用Th/U比值研究沉积环境
不同环境下沉积的地层,其铀、钍、钾的相对含 量不同。 陆相沉积、氧化环境、风化层,Th/U>7; 海相沉积、灰色或绿色页岩,Th/U<7; 海相黑色页岩,Th/U<2。 从化学沉积到碎屑沉积,Th/U增加,随 沉积物成熟度的增加,Th/K增大。
层中的含量,输出五条曲线: 自然伽马总计数率(SGR), 钍含量(THOR),铀含量(URAN),钾(POTA), 去铀伽马曲线。 见图7-16。
KTH—去 铀的GR曲 线
Βιβλιοθήκη Baidu
图7-16(a)
自然伽马能谱测井曲线
TH的变化 反映地层 泥质含量 的变化。
KTH、 GR :API K:% U:ppm
TH:ppm
5、求泥质含量 一般不用铀曲线计算地层的泥质含量。
自然伽马能谱录井技术在页岩气开发中的应用
自然伽马能谱录井技术在页岩气开发中的应用
1. 自然伽马能谱录井技术是什么?
- 自然伽马能谱录井技术是利用伽马辐射测井仪器记录井壁发射的自然伽马辐射能谱,通过分析能量分布曲线及强度衰减规律,得出岩层的物性参数,主要应用于
储层类型、垂向物性变化等方面的研究。
2. 页岩气开发中为什么需要自然伽马能谱录井技术?
- 页岩气是一种紧缺的非常规天然气资源,具有气藏规模大、地质条件特殊等特点,钻井、开采难度大。自然伽马能谱录井技术能够为页岩气的勘探提供定量化的物
性参数和储层信息,为油气勘探及开发决策提供重要依据。
3. 自然伽马能谱录井技术在页岩气开发中的应用有哪些?
- 储层类型划分。通过对自然伽马辐射能谱的分析,可以确定储层类型,判断页岩
岩石的成分及岩性特征,进一步分析剖面岩系组合规律,明确差异层段厚度、分布及叠置关系。
- 垂向物性变化分析。利用自然伽马能谱记录的各层杂质分布情况等信息,可以对
页岩气储层的垂向物性变化进行评价,确定储层气水含量和孔渗系统特征,较好地解释页岩储层系统存在的物性差异,为储层定量评价与预测提供技术支持。
- 储层有效性评价。通过自然伽马能谱记录的能谱特征,反演储层中油气等有机质
的分布规律,确定储层的有效性范围及空间位置,为后续勘探及开发提供技术指导。- 储层级别划分。通过自然伽马能谱记录的侧向能谱变化规律,研究页岩气储层与
邻区的储层分布规律,对于划分储层水平层段、确定对比层段、估算构造演化特征等方面具有重要应用。
4. 自然伽马能谱录井技术在页岩气开发中存在什么问题?
- 自然伽马能谱录井技术采用的是点测量模式,采样范围单一,导致勘探资料彼此
自然伽马测井曲线应用新方法
・方法应用・
自然伽马测井曲线应用新方法
徐保庆张付明
(临邑 胜利油田临盘采油厂)(东营 胜利油田测井公司)
徐保庆,张付明.自然伽马测井曲线应用新方法.石油仪器,2002,16(6):36~38,42
摘 要 自然伽马测井测量的是地层总的自然伽马放射性,是套管井测井的一种最基本的方法。随着油田开发的不断深入,地层中的放射性物质也在不断被搬运、堆积,导致地层中的自然伽马放射性出现异常变化。根据这个变化,自然伽马曲线在开发测井中不但可以用于深度校正,而且还可以在诸如水淹层解释、吸水剖面测试、油水井验窜、找漏等方面进行应用。这几种自然伽马测井曲线的新用法在临盘采油厂得到了很好的验证。
关键词 自然伽马测井 找水 水淹层 吸水剖面 大孔道 放射性
作者介绍 徐保庆工程师,1969年生,1992年毕业于原西安地质学院,获学士学位。现在山东省临邑县临盘采油厂地质研究所从事生产测井管理与应用工作。邮编:251507
自然伽马测井原理
自然伽马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伽马射线强度,通过测量岩层的自然伽马射线强度来认识岩层的一种放射性测井方法。岩石中含有天然的放射性元素铀、钍、锕及其衰变物和放射性同位素钾等,这些元素的原子核在衰变过程中能释放出大量的α、β、γ射线,使岩石具有自然放射性,能够在井内被加以识别,采集到的是穿透能力很强的γ射线[1]。
不同岩石中放射性元素的含量和种类是不同的,岩石中放射性元素的含量、种类与岩石的岩性及其形成过程中的物理化学条件有关。一般来说火成岩在三大岩石中放射性最强,其次是变质岩,最弱的是沉积岩。
自然伽马能谱测井在储层识别中的应用
•百家述评
217
自然伽马能谱测井在储层识别中的应用
1 自然伽马能谱测井原理
自然伽马能谱测井与自然伽马测井都是测量地层的自然伽马。不同之处是将入射的伽马射线的能量以幅度大小输出到多道脉冲幅度分析器,所测是地层伽马能谱,地面仪器将接受的伽马能谱进行解谱,得到地层中铀、钍钾的含量,仪器最终输出伽马射线的总强度和地层中铀、钍、钾的含量。
2 自然伽马能谱测井的应用
自然伽马能谱测井可以研究地层特性,包括泥质含量准确计算、识别高放射性储层、识别钾盐、识别粘土类型、沉积环境分析以及变质岩岩性识别等。
2.1 计算泥质含量
在自然伽马能谱测井资料中,地层的泥质含量与钍或钾的含量有较好的线性关系,而与地层的铀含量关系较复杂。可以同时利用钍、钾及无铀伽马曲线或根据地质情况选其中一条曲线,计算地层泥质含量。
2.2 识别高放射性储集层
利用自然伽马能谱测井可以有效的识别和划分具有高自然伽马放射性的储集层。在纯砂岩和碳酸盐岩的放射性元素含量都较低,但对于某些渗透性砂岩和碳酸盐岩地层,由于水中含有易溶的铀元素,并随水运移,在某些适宜条件下沉淀,形成具有高放射性渗透层,即高伽马储层,此时可用自然伽马能谱测井进行储层划分。高自然伽马的地层一方面可以作为标志层与邻井进行对比,另一方面又可以帮助识别流体性质。另外,硬地层中高铀会指示具有渗流能力的储集层。如图1,2967~2969m,3816~3819m,电阻率、孔隙度资料显示为储层,但呈现高自然伽马特征,从自然伽马能谱资料可见,总自然伽马含量增高主要是由铀含量显著增高引起的,该层为
自然伽马能谱测井在储层评价中的应用
能区分这些核素的种类以及各单核素的相对含量。而自然伽马能谱测
井不仅记录地层放射性总的水平,还可以定量测定铀(U)、钍(T h)、钾
(K)的含量,从而得到更多的测井信息,解决更多的地质和油田开发中
的问题。
1.自然伽马能谱测井的地质应用
1.1 寻找放射性储集层,计算泥质含量
自然伽马能谱测井可以有效地寻找和划分具有高放射性的储集
层,这些储集层总自然放射性高和铀含量高,而钾和钍含量低,这类储
集层在常规自然伽马测井上就难以被识别,从而容易漏失有效储层。利
于无铀伽马可以准确进行泥质含量计算,其公式为:
伊利石也有较高的T h 含量,高岭石的计算会受伊利石的影响,该图版
的建立需由实际资料标定。
1.3 火山岩岩石结构划分应用测井资料可识别出的岩石结构包括
熔岩结构(斑状结构、霏细
结构和交织结构)、熔结结构和凝灰结构(凝灰结构,火山碎屑结构)3
种。其中GR—Th 交会图、Th—K 交会图对火山岩岩石结构反映较敏
感,因此可利用GR- T h 及Th- K 交会图进行火山岩岩石结构划分。图3
为火山岩岩石薄片所对应的GR- TH 交会图。从图中可以看出:
凝灰结构:自然伽马值为:0~135AP I;钍值为:5.0~15.0mg/L。
熔结结构:钍值为:20.0~50.0m g/L。
熔岩结构:除上述范围之外,均可以划分为熔岩结构。
SH=K TH-G M N1(1)
G MX1- G MN1
VSH= 2G CUR*SH- 1(2)
2G CUR- 1
式中:
VSH:泥质含量(%);K TH:无铀伽马(A P I);G MX1、
第7章 自然伽马测井
1975年国际计量大会对放射性强度的单位作了新的规定,按规定, 国际单位制的强度单位命名为“贝可勒尔”,符号为Bq。
1Bq=1/s
1Ci=3.7×l010 Bq
⑸放射性射线的性质
放射性物质能放出三种本质不同的射线,它们分别是α射线,β射线和 γ射线。它们各具如下性质:
α射线(2He4):是一种带正电荷的粒子流,带有两个单位的正电荷, 相当于一个氢原子核。
2)变质岩:取决于母岩放射性,若为岩浆岩,放射性较强, 沉积岩则次之。
3)沉积岩:一般比岩浆岩、变质岩差,沉积岩中的不同岩 类,放射性不同。
(1)粘土岩类:含放射性元素最多,放射性最强,主要为泥、页岩。
❖A.高岭石:不含放射性元素,且对离子吸附能力差,放射性强度低。 ❖B.蒙脱石:不含放射性元素,但对阳离子吸附能力强,可吸附很多 放射性强物质,如氧化铀。因此,其天然放射性强度最大,对粘土岩 放射性贡献最大。 ❖C.伊利石:含放射性同位素K40,且有较强阳离子吸附能力,也可 吸附较多U2O氧化铀,有较强放射性。 ❖D.绿泥石:同高岭石相似,天然放射性弱。
沉积岩的自然放射性,大体可分为高、中、低三种类型。
➢①高自然放射性的岩石:包括泥质砂岩、砂质泥岩、泥岩、 深海沉积的泥岩,以及钾盐层等,其自然伽马测井读数约 100API以上。特别是深海泥岩和钾盐层,自然伽马测井读数 在所述沉积岩中是最高的。
5章-自然伽马能谱
富含有机物的生油层,它在能谱曲线上的特征 是K和Th含量很高,尤其是U含量特别高。
应用自然伽马能谱测井,能在老井和新井中, 在深度和平面上,追踪和研来自百度文库生油层的生油能力。
自然伽马能谱测井的应用
寻找页岩储集层 富含有机物的高放射性黑色页岩, 在局部地段由于具有裂缝、粉砂、燧 石或碳酸盐岩夹层,可成为产油层。 这种地层在能谱曲线上的特点是钾和 钍含量低,而铀含量很高。
自然伽马能谱测井原理
天然的伽马辐射源主要是铀、钍及钾40,它们发 射多种能量的伽马射线,在K40的伽马仪器谱中, 1.46Mev的光电峰最明显;在U238的伽马仪器谱中, 1.76Mev的光电峰最明显;在Th232的伽马仪器谱中, 2.62Mev的光电峰最明显. 自然伽马能谱测井测量的伽马射线是钾40(K40) 放射的1.46百万电子伏特伽马射线、铀系列核素 铋-214(Bi214)放射的1.76百万电子伏特伽马射 线、钍系列核素铊-208(T1208)放射的2.62百万 电子伏特伽马射线以及上述射线的总和。
含钾、铀和钍的厚地层自然伽马混合谱
能谱测井测量的曲线:
总计数率
铀含量 钍含量 钾含量
自然伽马能谱测井的应用
研究生油层 寻找页岩储集层
寻找高放射性碎屑岩和碳酸盐岩储集层
用Th/U比值研究沉积环境 识别放射性积垢 求泥质含量
自然伽马能谱测井的应用
自然伽马测井的测量原理
电子仪器
2、伽马曲线的测量过程
①γ射线进入晶体,产生次级电子; ②次级电子使闪烁体激发,产生荧光; ③荧光通过光导物质到达光电倍增管的光阴极,产生光电子; ④光电子在光电倍增管中高压的作用下增加几个数量级,形 成的电子流在阳极负载上产生电脉冲信号; ⑤电脉冲信号被放大器放大、由电缆传送至地面仪器; ⑥地面仪器将单位时间形成的脉冲(计数率)转变成与其成 比例的电位差进行记录。 ⑦井下仪器在井内沿着单一方向移动测量,地面仪器就连续 记录出井剖面的自然伽马强度曲线,这就是自然伽马测井曲 线(GR表示),用标准化单位API表示。
④晶体与光电wenku.baidu.com增管耦合不好,
晶体和光电倍增管的接触面上有 空气,使光子在交界面上发生全
反射,不利于将大部分光子收集
到光电倍增管的光阴极上,从而 使伽马仪器的计数率偏低。
GR值的相关问题—GR值高
问题描述:GR值偏高。 原因分析 ①刻度不准
②伽马仪器长期与放射
性放在仪器导致晶体被
活化。
GR值的相关问题—GR值高
GR值的相关问题—GR值低
问题描述:GR值偏低
原因:
①GR刻度失准。 ②伽马测井仪长期测 套管有磁化现象的井, 或不慎将伽马测井仪 和磁定位仪器长期放 在一起,这都将导致 光电倍增管被化,光 电倍增管受磁场的影 响,计数率降低。
煤田测井中自然伽马曲线的应用效果分析
煤田测井中自然伽马曲线的应用效果分析
自然伽马测井是煤田勘探中常用的一种方法,通过测定地层中的自然放射性元素的辐
射强度,分析地层的物性参数,从而对煤层进行评价和划分。自然伽马曲线是根据自然伽
马测井数据绘制的曲线,应用效果分析对于煤田勘探具有重要意义。
一、煤层、煤柱的识别和划分:
自然伽马曲线可以明确地识别和划分出煤层和非煤层。煤层一般有较高的自然伽马辐
射强度,而非煤层则较低。通过自然伽马曲线的解析,可以确定煤层的位置、厚度和分布
情况,为煤田的勘探、开发和生产提供重要依据。
三、煤层的岩性特征分析:
自然伽马曲线还可以通过对不同地层中自然伽马辐射强度的分析,推测煤层的岩性特征。不同的岩性具有不同的自然伽马辐射强度。通过自然伽马曲线的解析,可以推测煤层
的岩性类型,进一步了解煤层的地质特征和成因。
自然伽马测井中自然伽马曲线的应用效果分析对于煤田测井具有重要意义。通过对自
然伽马曲线的解析和分析,可以识别和划分煤层、分析煤矸石、推测煤层的岩性特征和含
矿性,为煤层的勘探、开发和资源评估提供重要依据。自然伽马测井技术还具有非破坏性、快速且成本低廉的特点,有效地提高了煤田勘探的效率和准确性。
各条测井曲线的原理及应用
3、放射性测井:研究地层核物理性质的自 然伽马、自然伽马能谱、密度、岩性—密 度、补偿中子各种测井方法。
4、其它测井:井温测井、地层测试器等。
1、 测井系列 well logging series 针对不同的地层剖面和不同的测井目的而确定的一套测井方法。 2、 组合测井 combination logging 将几种下井仪器组合在一起,一次下井可以测量多种物理参数 的一种测井工艺。 3、 标准测井 standard logging 以地层对比为主要目的,在自然伽马、自然电位、井径、声波 时差和电阻率等项目中选定不少于三项的测井方法,全井段进 行测量。 4、 电法测井 electrical logging 以测量地层电阻率和介电常数等物理参数为主的测井方法。 5、 声波测井 acoustic logging;sonic logging 测量声波在地层或井周其它介质中传播特性的测井方法。
围岩
1.自然电位测井(SP)
•原理:测量井中自然电场
Nv
井中电极M与地面 电极N M 之间的电位差
在未向井中通电的情况下,放在井中的两个电极 之间存在着电位差。这个电位差是自然电场产生的, 称为自然电位。在井中的自然电场是由地层和泥浆间 发生的电化学作用和动电学作用产生的。测量自然电 位随井深的变化叫做自然电位测井。
自然伽马能谱测井
主要应用
自然伽马能谱测井除了具有GR测井所拥有的功能以外,还具有:1、寻找高放射性储集层
2、计算泥质含量
3、研究沉积环境和粘土矿物类型
将测量的U、Th、K,忽略各自的单位计算比值Th/U、Th/K和U/K,则这些比值在地质上有相当大的意义。例如:
Th/U:大于7为陆相沉积,氧化环境或风化壳,小于7为海相沉积,灰色或绿色泥岩,小于2为海相黑色泥岩,磷酸盐岩;估计泥质地层的生油能力,Th/U愈低,有机碳含量愈高;指示较大的不整合面或至古滨线的距离,Th/U愈大则愈近。
Th/K:指示沉积环境,离古滨线的距离;识别不同沉积相的岩石类型;粘土矿物分类,参看图2-3-17,图中每条直线标的数据是Th/K。
U/K:估计泥质沉积的生油能力,愈高愈好;指示天然裂缝系统,比值很高表示裂缝发育;地层对比,含铀矿物的标准层。
4、研究生油层
还原环境和有机物的富集,可以使泥质沉积物吸附大量铀离子,因而使生油层的铀含量明显升高,并使U或U/K与有机碳含量有密切关系.
自然伽马测井和自然伽马能谱测井
210 84
Po
(钋)
?
206 82
Pb
?
4 2
He(?
)
?
? (0.89mev)
我们把元素经核衰变释放出某种射线的性质
称为元素的放射性,而原子核不稳定的元素就 是放射性元素。
一、核物理基础
3、放射性射线的性质
α射线( He流):带两个单位的正电荷,且质 量大,在运动中容易引起物质的电离或激发而被
?
SGR? SGRmin SGRmax ? SGRmin
Vsh
?
2C?IGR ? 1 2C ? 1
四、自然伽马能谱测井
应用
② 准确计算地层中的泥质含量 :
用去铀自然伽马总计数率求 Vsh,方法与GR相 同。
I GR
?
CGR ? CGRmin CGRmax ? CGRmin
Vsh
?
2C?IGR ? 1 2C ? 1
更为准确。
②准确计算地层中的泥质含量 : 地层中的泥质含量与 Th和K的含量之间关 系密切,而与地层中铀的关系不大,所以用 NGS中的Th和K的含量确定 Vsh,其结果比 用GR(U、Th、K的共同效应)确定 Vsh可 靠。
四、自然伽马能谱测井
应用 用总计数率计算 Vsh,方法与GR相同 。
IGR
即自然伽马测井的探测范 围(深度)约为45cm。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
自然伽马能谱测井曲线在地质上的解释与
应用
/
汐钎
一
第16卷第1期地学工程进展V o1.16No.1
1999年6月ADV ANCEINEARTHSCIENCEENGINEERINGJun?,1999
擅■通过实倒舟绍了放射性元素铀,钍,钾的地球化学特性和自然佃马能谱曲线在地质上的解释与应用.提出6种有关解释应用的意见.1)商钾多为伊利石桔土岩和钾长
石砂岩,商蚀多由有机质造成.而商牡尉为^山岩有关堆层.2)平曩用钍,钾曲线可以计算
地层据质古量.3)铀异常曲线可以指示地层中流体运动.4)寻拽放射性矿层与异常带.
s)研究生油岩.6)进行堆层对比.
关■栩地球化学特性f自然伽马瞎谱曲线}铀,钍,钾异常f解释应用
数控测井中一个必不可少的测井项目自然伽马能谱测井已在世界各地的深井~超深井中
得到广泛采纳和使用,它可在裸眼井和套管井中进行测量,并提供自然伽马射线总计数钾
(),铀(x10)和钍(×10)测量的连续记录.70年代中期,自然伽马能谱铡井首先用于英国北海地区,当时主要为了确定云母和计算粘土含量,作为一种比较有效的测井方法已广泛用
于碳酸盐岩和砂泥岩地层,它不仅有助于评价地层泥质含量,岩性变化.而且可用于操测放射
性矿物,进行地层对比,研究沉积环境.同时还可做为研究生油层的重要资料.
1放射性元素铀,钍,钾的地球化学特性
在自然界中铀有三种同位素(u,U",U),且都具有放射性,铀在地壳中的浓度大约
为3×10~,也是来源于硅酸火戚岩,而且主要戚分为放射性矿物.在自然界中铀以+4和+6
两种离子价的状态而存在.四价铀盐通常不溶解但易变戚六价铀.六价铀盐不仅存在于溶液
中,而且易氧化形戚uO,其氧化物极易溶解且具有很大的流动性.常和有机物碳酸盐岩结合
在一起.
钍同位素Th"是自然界中一种稳定的元素,其他只作为铀系的一部分,很不稳定如Th
和Th,钍在地壳的平均浓度为12×10~.钍来源于硅酸火戚岩以+4价形式存在,形成化舍
物Th(OH),在自然界中由于物理风化作用容易水解.故具有一定的流动性.由于Th"有较
大的离子半径且易被牯土矿物所吸附.除蒙脱石钍含量较低外,绝大部分粘土矿物都有较恒定
收稿日期l1999-O4-l2
作者筒舟橱蕾忙,男-53岁t工程柙,现在中国新星石油公司华北石油局三瞢录井坫工作
用
应
癣
^^日¨上
质墼地
缀一
曲塑炳舢
I油澳盯
谱醋
营u"一R
一马
一Ⅱ一伽
一然
自
~,
l期扬惨伦.李侠t自髂伽马瞳谱井曲线在地质上的解释与应用49
的钍含量.泥质岩经常在8x1O~2Ox1O之间变化,钍元素的分布和泥质岩类有着密切的
关系.
钾的同位素有K,K和K",唯独K是放射性同位素,钾在地壳的平均浓度为2.59%, 来源于硅酸火成岩.主要为钾长石和云母,长石和云母风化时析出伊利石,蒙脱土,高岭土等牯
土矿物.钾少部分进入牯土矿物,太部分溶于水中,在沉积过程中由于被粘土矿物所吸附雨局
部富集.
2能谱测井曲线在地质上的解释应用
2.1分析秸土矿糟类型,研究沉积袖
自然界中钾,钍含量与地层中的牯土矿物类型和数量之间有规律性联系,钾钍曲线被经常
用于确定地层中的牯土矿物类型(表1).
囊1牯土矿■与K,,Th/k之闻关矗
粘土矿物K平均古tThTh7KU岩相
斑脱岩<O.56~50l~2O陆相
铝土矿lO~l3O3~30海陆过畦相,风化亮相
羹脱土O.16l4~243.7~8.72.S火山相,风化残租相
伊利石5.21.7~3.51.S陆相,海相
高峙土O.4-26~191l~3O1.5~3大陆相,风化残积相,tlM:,'dtR
海绿石4.50.66~1.3海相
伊利石牯土岩的形成条件极为广泛,陆相,海相沉积的地层
中常见到.其化学成分特点K.O含量较高,高钾多为伊利石牯土
岩和钾长石砂岩[1].次为海绿石矿物在海相粘土质碳酸盐岩中常
见,含钍极少.钍钾比极低.在火山岩中的蒙脱土和斑脱岩中,钾
含量最低,钍含量高,钍钾比值较高.在陆相环境中沉积的高岭土
钍含量较高,钍钾比为高值.而海陆过渡相,风化壳相环境下形成
钍含量特别高.因铀元素化学性能不稳定,有溶于水的特性,所以
在钻井中用能谱仪测试到的铀含量是残余量,无规律性可寻.
例如某并总计效率曲线是铀,钍,钾道三条曲线计数率之和,
它相当于普通自然伽马曲线.图中曲线上段总计数率离的岩层
铀,钍曲线均高,钾曲线低.其岩性为膨润土(又称蒙脱石粘土
岩).该岩性其物理特性吸水性极强,极易把水及溶于水的铀,钍
元素吸附,使铀,钍曲线出现高值.图中下段两层总计效率高的岩
层,钾,钍曲线值均不高,雨铀曲线为高值,所以,总计效率高是由
于有机质中铀的富集引起的,正好这两层所对应的岩性为高放射
性的砂岩油层r2J(图1).
,.
—帕
1Ic萼
一
圉l某井自妻!}伽马瞳谱曲线
地学工程进展16卷
2.2利用健谱曲绒求取储集层的泥质含量
地层中铀与粘土矿物含量之间没有规律性的联系.但由于粘土颗粒细有较大的比面,沉积
时间漫长,有较宽的结晶格子,因而铀元素有时容易被粘土颗粒所吸附,或与有机物和碳酸盐