第七章自然伽马测井
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b.每个地址对应存储 器的一个记录道， 每进一个脉冲就增 加一个计数
c.累积每道计数,得到 一个谱(计数率与道址)
137Cs137mBa e ,137mBa137Ba
0.662Mev
平台B：是康普顿效
应产生的
峰C：为反散射峰
（光电效应）
峰D：X射线峰 峰A：称为全能峰，它主要是由光电效应形成的
蒙脱石：分子中不含放射性核素，但表面积最 大（269m2/g)，对放射性物质吸附能力强
伊利石（水白云母）：它本身含有钾，对氧化 铀有一定的吸附能力（不是很强）
高岭石和绿泥石：本身不含放射性核素，比面 积又小，吸附能力差
✓沉积岩的自然放射性强度随泥质含量增加而
增加（含放射性矿物的岩石除外）
铀、钍、钾含量用的单位：
3、闪烁探测器 （1）组成单元：闪烁体、光电倍增管、电子仪器
（2）工作过程：
a.γ射线进入晶体，通过三种效应产生次级电子
b.次级电子使闪烁体激发，退激时产生荧光
c.将荧光光子收集到光电倍增管的光阴极上， 产生光电子 d. 光电子在光电倍增管中数量增加几个数量级， 形成的电子流在阳极负载上产生电信号 e.电信号经电子仪器处理、记录
c.计数管记录一个伽马光子就输出一个电压脉冲
d.通常把单位时间(分钟）的脉冲数称为计数 率，其大小与伽马射线强度成正比。
（3）特性参数
a.坪长：计数率随电压变化很小的一段直线称 为“坪”，它对应的电位差 VB-VA称为坪长
b.分辨时间：能区分顺序入射的两个粒子的最 小时间
c.探测效率：记录脉冲数占入射粒子数的比值
➢核素：原子核中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。
X 核素表示: Z A
3、稳定核素和放射性核素 ➢放射性核素： 原子核能自发的发生衰变，
由一种核素变为另一种核素
➢稳定核素：原子核不能自发的变为另一种核 放射性核素衰变时能发射， 和 射线
例：标准刻度井中，高放射性地层强度为400个光子/ 分钟， 低放射性地层强度为200个光子/分钟；甲探 测器的探测效率为10%，乙探测器为20%；
在刻度井中刻度：
40010%200 10%
甲一个API单位对应的计数率=
=0.1
200
乙一个API单位对应的计数率= 40020%200 20% =0.2
➢铀系中最重要的γ 辐射体是214Bi， 40K产生的伽马射线是单能的，为1.46Mev ➢自然伽马能谱测井中选择214Bi发射的1.76Mev 的 伽马射线来识别铀。
仪器谱：用伽马谱仪测的自然伽马射线脉冲幅 度谱，是被光子与闪射晶体相互作用所复杂化 了的连续谱，比初始谱复杂的多
三、岩石的自然伽马放射性与岩石性质的关系
1、与三大类岩石的关系 岩浆岩及变质岩：放射性高于沉积岩，它含有 较多的放射性矿物
（锆石，独居石，揭帘石，角闪石及辉石等）
沉积岩：一般放射性低于岩浆岩和变质岩。通 常不含放射性矿物，其自然放射性主要是岩石 吸附放射性物质引起的，吸附能力有限
2、沉积岩的放射性
✓粘土岩放射性最高，而石膏、硬石膏、
盐岩等放射性最低，其它岩类在它们之间
➢核衰变： 放射性核素的原子核自发地由一 种核素变成另一种核素的过程
K 40
19
ek 401m8 Ar
40m 18
Ar
1480Ar
1490k 2400Ca e
1.46Mev （89%)
4、核衰变定律
N N0et
式中 ： N0 ——t=0 时的原子核数 N ——时刻 t 的原子核数 ——衰变常数
高压电源
R 计数管探头
G-M计数管
前置放大器 C
定标器
（2）原理：
a.管内没有电离电流时, 电路不通,阳极A电位U0
b.入射r→次级电子→管内气体电离→电离电子 向阳极移动并不断增加→到达阳极附近爆发性 增加(雪崩) → A点电位瞬时降低→有瞬时电流 通过电阻R流向阳极→阳极电位恢复→在A点产 生一个负电压脉冲
铀、钍含量用—μg/g（g/t,g/l)，记作ppm 钾含量用—0.01g/g，记作%
砂岩
碳酸盐岩 粘土岩
钾
铀
钍
0.7~3.8% 0.2~0.6ppm 0.7~2.0ppm
0~2.0% 0.1~9.0ppm 0.1~7.0ppm
2%
6ppm
12ppm
§2 伽马射线与物质的作用与探测
伽马射线与物质相互作用的几率
Φr=N/st
2、记数率（cps）：仪器每分钟输出的电脉 冲个数(与通量密度成正比)
➢设地层无限大,均匀、各向同性 ➢只有一种发射单能伽马射线的放射性核素 ➢ρ——地层密度 ➢q——每克岩石中含的放射性核素的重量 ➢a——每克放射性核素每秒平均发射的光子数 ➢μ——地层吸收系数
E
m
ax e
2E2r m0c2 2Er
0.4779Mev
E m in r
Er
1
2Er m0c 2
0.184 Mev
(5)基本参数 （1）计数率：探测器每分钟输出的脉冲个数，
计数率的大小与入射的射线的强 度成正比 （2）探测效率：
输出的脉冲数占入射粒子数的百分比(20%左右) （3）能量的分辨率：
（2）API单位
美国石油学会（American Petroleum Institute）规 定： 200API=高放射性地层计数率低放射性地层计数率
对不同的仪器，一个API单位对应的计数 率是不同的，从而可使不同的仪器对相同的测 量对象得出相同的API读数
一级刻度井：全国统一的刻度井 二级刻度井：各油田建立的刻度井 三级刻度井：用伽马源现场刻度
线性光电吸收系数：伽马光子穿过1cm吸收物 质时发生光电效应的几率
0.089 Z 4.6 • n
A
——光子的波长 n——常数
二、康普顿散射
伽马光子与原子的 核外电子发生非弹 性碰撞，一部分能 量转移给电子，使 它脱离原子成为反 冲电子，而光子 （散射光子）的能 量和运动方向发生 变化。
1、散射光子和反冲电子的能量 散射光子的能量为：
用截面 σ 表示，它的物理意义是： 一个入射光子与单位面积上一个靶原子 （或电子）发生作用的几率，它具有面积 的量纲，所以称之为截面。一般用1024cm2 作为截面的单位,称为靶恩(b),截面 的大小与伽马射线及靶物质的性质有关
一、光电效应
伽马光子与原子 核外的束缚电子作 用，光子把全部能 量转移给某个束缚 电子，使之发射出 去（光电子），而 光子本身被吸收。
(3)闪烁探测器输出脉冲幅度和能谱响应
1）输出脉冲幅度：与入射伽马光子在闪烁体 中损失的能量成正比(次级电子能量)，而光子 是通过三种效应损失能量的，且各不相同。
2）输出脉冲的个数： 与入射光子的强度(单位时间伽马光子数)成正比
（用计数率——脉冲数/分钟）
(4)多道脉冲幅度分析器
a.模数变换器将输入 脉冲幅度按比例变 换成地址码
E m in r
Er
1
2Er m0c 2
反冲电子的能量达到其最大值：
E
m
ax e
2E
2 r
m0c2 2Er
2、康普顿线性减弱系数σ
伽马光子通过1cm的物质时，发生康普顿效应 的几率(单位体积的物质中所有电子的康普顿 散射截面）
e
N AZ
A
σe—每个电子的康普顿散射截面
三、电子对效应
当伽马光子从原子核 旁经过时，在原子核 的库仑场的作用下， 伽马光子转变为一个 正电子和一个负电子， 这种过程称为电子对 效应。
总的自然伽马射线强度
✓自然伽马能谱测井对伽马射线进行能谱分析,
分别测量岩石的铀、钍、钾含量
✓主要用途：划分岩性及渗透层，确定泥质含量
§1 岩石的自然伽马放射性
一、放射性核素和核衰变
1、原子和原子核
质子数:Z
中子数:N
质量数:A A=Z+N
2、核素和同位素
➢同位素：原子核中质子数相同而中子数不同 的原子，它们在元素周期表中占同一位置。
脉冲能谱分布的半高宽与入射γ光子的能量比 (约10%)
ΔE
E
通常用对137Cs产生的0.662Mev的伽马光子的全 能峰的分辨率η来表征(标定)
E 100%
E
ΔE:全能峰的半高宽，E:峰位对应的能量
4.放射性测量的统计(涨落)误差 （1）统计误差的产生原因
核物理现象及对这些对象的探测具有随机 性 可以证明计数的统计分布,当值较小时服从泊 松分布,较大时服从高斯分布
（表示单位时间内每个原子核发生衰变的几率）
半衰期T1/2：放射性核素因衰变而减少到原来 一半所需的时间
5、放射性活度（强弱的度量单位）
➢放射性活度：一定量的放射性核素在单位时
的核数。
间内发生衰变
旧的单位为居里（Ci)，1Ci=3.71010次核衰变
/s 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=3.71010
Bq
二、岩石中的放射性核素及能谱 ➢已发现的天然核素约有330多种，其中273种 为稳定核素，60余种为放射性核素
➢质量数小于209的大多数是稳定核素，只有 少数是放射性核素，如K40、Co60、Cs137
➢而质量数大于209的全部是放射性核素
1、放射系：连续衰变时放射性核素所构成的 系列
1) 钍系：钍系是从232Th开始的，到206Pb结束， 它的半衰期为1.41×1010年
电子对吸收系数：伽马光子通过1cm的物质 时，发生电子对的几率
k
NA
A
Z 2 (Er
1.022)
四、三种效应的优势区
五、伽马射线的吸收 在物质中，射线束通过x路程后其强度I为
I=I0e-μx
I0 —x=0 处的射线强度， μ—光子与物质发生三种作用的总线性衰减几率
六、伽马射线的探测 1、基本原理概述
n
n (2 )
( RC )
§3 自然伽马测井
✓ 用伽马射线探测
器测量地层总的自然 伽马放射性的强度
一.自然伽马仪器的刻度 1.测井仪标准化
由于仪器探测效率不同，电子线路和仪器 外壳的吸收条件等差别，会造成对于同一测量 对象得到不同的计数率的现象，需要统一记录 单位。 （1）标准刻度井
低放射性地层两个，高放射性地层一个（在中间， 模拟泥岩，总放射性是低放射性地层的2倍）
２)铀系：238U开始，到206Pb结束， 238U的半 衰期４.4７×10９年 2、放射系长期平衡：
子核与母核的核数比为常数
3、铀、钍、钾的伽马射线初始谱
初始谱：根据放射系中核素的原子核初始衰变 产生的伽马光子的能量和强度画出的能谱图
➢钍系中最重要的 γ辐射体是208Tl，
➢自然伽马能谱测 井中，选择208Tl发 射的2.62Mev 的伽 马射线来识别钍，
伽马光子与探测器发生三种效应，
产生次级电子
使气体电离， 计数管 产生电离电荷
产生的电子到达阳极， 输出一个负电压脉冲
ห้องสมุดไป่ตู้
闪烁计数器
使NaI 晶体激
发，产生荧光
在光阴极上打出电子， 使电子迅速增多形成电 子束，在阳极上产生一 个负电压脉冲
❖记录一个伽马光子，输出一个电脉冲
2.盖革-弥勒计数管(G-M计数器) （1） G-M计数器结构 阴极：用金属圆筒或在玻璃内壳上涂一层金属膜 阳极：管中央的一根细导线 管内：充以惰性气体(加少量的乙醇或乙醚等）
第七章
自然伽马测井 （ natural gamma_ray log ）
自然伽马能谱测井
(natural gamma_ray spectral log )
自然伽马和自然伽马能谱测井
✓岩石中含天然放射性核素，主要有铀系，钍
系和钾，自然衰变时产生不同能量的伽马射线
✓自然伽马测井用伽马射线探测器测量地层中
200
对一个放射性强度为300个光子/分钟的地层测量： 甲探测器得到的计数率为：30个脉冲/分钟，
而API单位为：30/0.1=300 API 乙探测器得到的计数率为：60个脉冲/分钟，
而API单位为：60/0.2=300 API
二.自然伽马仪器的探测范围 1、通量密度：设有一球体，球的面积是S，N 是时间t内进入球体的光子数，则通量密度定 义为：
Er
1
Er
Er m0 c 2
(1
cos )
反冲电子的动能为：
Ee
Er 2 (1 cos ) m0c2 Er (1 cos )
Er
1
Er
Er m0 c 2
(1
cos )
（1）当θ=0o时，散射光子的能量达到最大，这
时反冲电子的能量为0，光子能量没有损失。
（2）当θ=180o时，这时散射光子能量最小，为：
标准误差： N n N
相对标准误差： N 1
NN
(2) 计数率的标准（涨落）误差 设在时间t内记录了N个计数,则计数率为 n=N/t
n的标准误差σn: n
n t
相对误差νn:
n
1 nt
(3).计数率仪测量结果的误差
Vc = V[1-e-(t/CR)]
相对误差： 1 2n
标准误差：
c.累积每道计数,得到 一个谱(计数率与道址)
137Cs137mBa e ,137mBa137Ba
0.662Mev
平台B：是康普顿效
应产生的
峰C：为反散射峰
（光电效应）
峰D：X射线峰 峰A：称为全能峰，它主要是由光电效应形成的
蒙脱石：分子中不含放射性核素，但表面积最 大（269m2/g)，对放射性物质吸附能力强
伊利石（水白云母）：它本身含有钾，对氧化 铀有一定的吸附能力（不是很强）
高岭石和绿泥石：本身不含放射性核素，比面 积又小，吸附能力差
✓沉积岩的自然放射性强度随泥质含量增加而
增加（含放射性矿物的岩石除外）
铀、钍、钾含量用的单位：
3、闪烁探测器 （1）组成单元：闪烁体、光电倍增管、电子仪器
（2）工作过程：
a.γ射线进入晶体，通过三种效应产生次级电子
b.次级电子使闪烁体激发，退激时产生荧光
c.将荧光光子收集到光电倍增管的光阴极上， 产生光电子 d. 光电子在光电倍增管中数量增加几个数量级， 形成的电子流在阳极负载上产生电信号 e.电信号经电子仪器处理、记录
c.计数管记录一个伽马光子就输出一个电压脉冲
d.通常把单位时间(分钟）的脉冲数称为计数 率，其大小与伽马射线强度成正比。
（3）特性参数
a.坪长：计数率随电压变化很小的一段直线称 为“坪”，它对应的电位差 VB-VA称为坪长
b.分辨时间：能区分顺序入射的两个粒子的最 小时间
c.探测效率：记录脉冲数占入射粒子数的比值
➢核素：原子核中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。
X 核素表示: Z A
3、稳定核素和放射性核素 ➢放射性核素： 原子核能自发的发生衰变，
由一种核素变为另一种核素
➢稳定核素：原子核不能自发的变为另一种核 放射性核素衰变时能发射， 和 射线
例：标准刻度井中，高放射性地层强度为400个光子/ 分钟， 低放射性地层强度为200个光子/分钟；甲探 测器的探测效率为10%，乙探测器为20%；
在刻度井中刻度：
40010%200 10%
甲一个API单位对应的计数率=
=0.1
200
乙一个API单位对应的计数率= 40020%200 20% =0.2
➢铀系中最重要的γ 辐射体是214Bi， 40K产生的伽马射线是单能的，为1.46Mev ➢自然伽马能谱测井中选择214Bi发射的1.76Mev 的 伽马射线来识别铀。
仪器谱：用伽马谱仪测的自然伽马射线脉冲幅 度谱，是被光子与闪射晶体相互作用所复杂化 了的连续谱，比初始谱复杂的多
三、岩石的自然伽马放射性与岩石性质的关系
1、与三大类岩石的关系 岩浆岩及变质岩：放射性高于沉积岩，它含有 较多的放射性矿物
（锆石，独居石，揭帘石，角闪石及辉石等）
沉积岩：一般放射性低于岩浆岩和变质岩。通 常不含放射性矿物，其自然放射性主要是岩石 吸附放射性物质引起的，吸附能力有限
2、沉积岩的放射性
✓粘土岩放射性最高，而石膏、硬石膏、
盐岩等放射性最低，其它岩类在它们之间
➢核衰变： 放射性核素的原子核自发地由一 种核素变成另一种核素的过程
K 40
19
ek 401m8 Ar
40m 18
Ar
1480Ar
1490k 2400Ca e
1.46Mev （89%)
4、核衰变定律
N N0et
式中 ： N0 ——t=0 时的原子核数 N ——时刻 t 的原子核数 ——衰变常数
高压电源
R 计数管探头
G-M计数管
前置放大器 C
定标器
（2）原理：
a.管内没有电离电流时, 电路不通,阳极A电位U0
b.入射r→次级电子→管内气体电离→电离电子 向阳极移动并不断增加→到达阳极附近爆发性 增加(雪崩) → A点电位瞬时降低→有瞬时电流 通过电阻R流向阳极→阳极电位恢复→在A点产 生一个负电压脉冲
铀、钍含量用—μg/g（g/t,g/l)，记作ppm 钾含量用—0.01g/g，记作%
砂岩
碳酸盐岩 粘土岩
钾
铀
钍
0.7~3.8% 0.2~0.6ppm 0.7~2.0ppm
0~2.0% 0.1~9.0ppm 0.1~7.0ppm
2%
6ppm
12ppm
§2 伽马射线与物质的作用与探测
伽马射线与物质相互作用的几率
Φr=N/st
2、记数率（cps）：仪器每分钟输出的电脉 冲个数(与通量密度成正比)
➢设地层无限大,均匀、各向同性 ➢只有一种发射单能伽马射线的放射性核素 ➢ρ——地层密度 ➢q——每克岩石中含的放射性核素的重量 ➢a——每克放射性核素每秒平均发射的光子数 ➢μ——地层吸收系数
E
m
ax e
2E2r m0c2 2Er
0.4779Mev
E m in r
Er
1
2Er m0c 2
0.184 Mev
(5)基本参数 （1）计数率：探测器每分钟输出的脉冲个数，
计数率的大小与入射的射线的强 度成正比 （2）探测效率：
输出的脉冲数占入射粒子数的百分比(20%左右) （3）能量的分辨率：
（2）API单位
美国石油学会（American Petroleum Institute）规 定： 200API=高放射性地层计数率低放射性地层计数率
对不同的仪器，一个API单位对应的计数 率是不同的，从而可使不同的仪器对相同的测 量对象得出相同的API读数
一级刻度井：全国统一的刻度井 二级刻度井：各油田建立的刻度井 三级刻度井：用伽马源现场刻度
线性光电吸收系数：伽马光子穿过1cm吸收物 质时发生光电效应的几率
0.089 Z 4.6 • n
A
——光子的波长 n——常数
二、康普顿散射
伽马光子与原子的 核外电子发生非弹 性碰撞，一部分能 量转移给电子，使 它脱离原子成为反 冲电子，而光子 （散射光子）的能 量和运动方向发生 变化。
1、散射光子和反冲电子的能量 散射光子的能量为：
用截面 σ 表示，它的物理意义是： 一个入射光子与单位面积上一个靶原子 （或电子）发生作用的几率，它具有面积 的量纲，所以称之为截面。一般用1024cm2 作为截面的单位,称为靶恩(b),截面 的大小与伽马射线及靶物质的性质有关
一、光电效应
伽马光子与原子 核外的束缚电子作 用，光子把全部能 量转移给某个束缚 电子，使之发射出 去（光电子），而 光子本身被吸收。
(3)闪烁探测器输出脉冲幅度和能谱响应
1）输出脉冲幅度：与入射伽马光子在闪烁体 中损失的能量成正比(次级电子能量)，而光子 是通过三种效应损失能量的，且各不相同。
2）输出脉冲的个数： 与入射光子的强度(单位时间伽马光子数)成正比
（用计数率——脉冲数/分钟）
(4)多道脉冲幅度分析器
a.模数变换器将输入 脉冲幅度按比例变 换成地址码
E m in r
Er
1
2Er m0c 2
反冲电子的能量达到其最大值：
E
m
ax e
2E
2 r
m0c2 2Er
2、康普顿线性减弱系数σ
伽马光子通过1cm的物质时，发生康普顿效应 的几率(单位体积的物质中所有电子的康普顿 散射截面）
e
N AZ
A
σe—每个电子的康普顿散射截面
三、电子对效应
当伽马光子从原子核 旁经过时，在原子核 的库仑场的作用下， 伽马光子转变为一个 正电子和一个负电子， 这种过程称为电子对 效应。
总的自然伽马射线强度
✓自然伽马能谱测井对伽马射线进行能谱分析,
分别测量岩石的铀、钍、钾含量
✓主要用途：划分岩性及渗透层，确定泥质含量
§1 岩石的自然伽马放射性
一、放射性核素和核衰变
1、原子和原子核
质子数:Z
中子数:N
质量数:A A=Z+N
2、核素和同位素
➢同位素：原子核中质子数相同而中子数不同 的原子，它们在元素周期表中占同一位置。
脉冲能谱分布的半高宽与入射γ光子的能量比 (约10%)
ΔE
E
通常用对137Cs产生的0.662Mev的伽马光子的全 能峰的分辨率η来表征(标定)
E 100%
E
ΔE:全能峰的半高宽，E:峰位对应的能量
4.放射性测量的统计(涨落)误差 （1）统计误差的产生原因
核物理现象及对这些对象的探测具有随机 性 可以证明计数的统计分布,当值较小时服从泊 松分布,较大时服从高斯分布
（表示单位时间内每个原子核发生衰变的几率）
半衰期T1/2：放射性核素因衰变而减少到原来 一半所需的时间
5、放射性活度（强弱的度量单位）
➢放射性活度：一定量的放射性核素在单位时
的核数。
间内发生衰变
旧的单位为居里（Ci)，1Ci=3.71010次核衰变
/s 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=3.71010
Bq
二、岩石中的放射性核素及能谱 ➢已发现的天然核素约有330多种，其中273种 为稳定核素，60余种为放射性核素
➢质量数小于209的大多数是稳定核素，只有 少数是放射性核素，如K40、Co60、Cs137
➢而质量数大于209的全部是放射性核素
1、放射系：连续衰变时放射性核素所构成的 系列
1) 钍系：钍系是从232Th开始的，到206Pb结束， 它的半衰期为1.41×1010年
电子对吸收系数：伽马光子通过1cm的物质 时，发生电子对的几率
k
NA
A
Z 2 (Er
1.022)
四、三种效应的优势区
五、伽马射线的吸收 在物质中，射线束通过x路程后其强度I为
I=I0e-μx
I0 —x=0 处的射线强度， μ—光子与物质发生三种作用的总线性衰减几率
六、伽马射线的探测 1、基本原理概述
n
n (2 )
( RC )
§3 自然伽马测井
✓ 用伽马射线探测
器测量地层总的自然 伽马放射性的强度
一.自然伽马仪器的刻度 1.测井仪标准化
由于仪器探测效率不同，电子线路和仪器 外壳的吸收条件等差别，会造成对于同一测量 对象得到不同的计数率的现象，需要统一记录 单位。 （1）标准刻度井
低放射性地层两个，高放射性地层一个（在中间， 模拟泥岩，总放射性是低放射性地层的2倍）
２)铀系：238U开始，到206Pb结束， 238U的半 衰期４.4７×10９年 2、放射系长期平衡：
子核与母核的核数比为常数
3、铀、钍、钾的伽马射线初始谱
初始谱：根据放射系中核素的原子核初始衰变 产生的伽马光子的能量和强度画出的能谱图
➢钍系中最重要的 γ辐射体是208Tl，
➢自然伽马能谱测 井中，选择208Tl发 射的2.62Mev 的伽 马射线来识别钍，
伽马光子与探测器发生三种效应，
产生次级电子
使气体电离， 计数管 产生电离电荷
产生的电子到达阳极， 输出一个负电压脉冲
ห้องสมุดไป่ตู้
闪烁计数器
使NaI 晶体激
发，产生荧光
在光阴极上打出电子， 使电子迅速增多形成电 子束，在阳极上产生一 个负电压脉冲
❖记录一个伽马光子，输出一个电脉冲
2.盖革-弥勒计数管(G-M计数器) （1） G-M计数器结构 阴极：用金属圆筒或在玻璃内壳上涂一层金属膜 阳极：管中央的一根细导线 管内：充以惰性气体(加少量的乙醇或乙醚等）
第七章
自然伽马测井 （ natural gamma_ray log ）
自然伽马能谱测井
(natural gamma_ray spectral log )
自然伽马和自然伽马能谱测井
✓岩石中含天然放射性核素，主要有铀系，钍
系和钾，自然衰变时产生不同能量的伽马射线
✓自然伽马测井用伽马射线探测器测量地层中
200
对一个放射性强度为300个光子/分钟的地层测量： 甲探测器得到的计数率为：30个脉冲/分钟，
而API单位为：30/0.1=300 API 乙探测器得到的计数率为：60个脉冲/分钟，
而API单位为：60/0.2=300 API
二.自然伽马仪器的探测范围 1、通量密度：设有一球体，球的面积是S，N 是时间t内进入球体的光子数，则通量密度定 义为：
Er
1
Er
Er m0 c 2
(1
cos )
反冲电子的动能为：
Ee
Er 2 (1 cos ) m0c2 Er (1 cos )
Er
1
Er
Er m0 c 2
(1
cos )
（1）当θ=0o时，散射光子的能量达到最大，这
时反冲电子的能量为0，光子能量没有损失。
（2）当θ=180o时，这时散射光子能量最小，为：
标准误差： N n N
相对标准误差： N 1
NN
(2) 计数率的标准（涨落）误差 设在时间t内记录了N个计数,则计数率为 n=N/t
n的标准误差σn: n
n t
相对误差νn:
n
1 nt
(3).计数率仪测量结果的误差
Vc = V[1-e-(t/CR)]
相对误差： 1 2n
标准误差：