测井原理10_密度测井

0.9985 0.9991 0.9977 0.9990 0.9657 0.9581 1.0222 266.8
4.786 13.767 8.999 14.948 16.305 9.580 8.112 1070.13 5
方解石 白云岩 硬石膏 钾盐 岩盐 石膏 重晶石
CaSO4
KCl NaCl
CaSO4 ⋅ 2 H 2 O
1、泥饼对计数率的影响（实验） （1）地层没有泥饼时，用长、短源距计数率 都可得到地层密度，而且两者结果一致。 （2）当存在泥饼时，长、短源距计数率将偏 离正常位置。
图10-3中的直线， 10-3 称为“脊线 脊线”，其斜 脊线 率为AL/AS，该线与横 轴的夹角称为“脊 脊
图10-3 无泥饼时的实验曲线
概念：电子密度 电子密度指数
（10-5） （10-6）
将式（10-4）代入，可得电子密度指数为 （10-7）
表（10-1）列出了地层中常见矿物的真密度与电 子密度指数的关系。从表中可看出,地层中常见矿 物及流体的比值 均接近1,就有 .
化合物 石 英
分子式
ρma ρ(g / cm3 )
ρ 电子/cm3 e
BaSO
4
化合物 分子式 无烟煤 烟煤 淡水 盐水 原油
C:H:O= 93：3：4 ： ： C:H:O= 82：5：13 ： ：
ρma ρ(g / cm3 )
3 2∑ ni Z i ρe电子/cm M
1.700 1.400 1.000 1.086 0.850
1.749 1.468 1.110
一般而言，伽马光子会随着源距的增强而减小。 则有：
因一般储集层都有泥饼，密度测井都采用不同源 距的两个伽马射线探测器，称为双源距补偿密度测 井。常用短源距为15—25cm，长源距35—40cm。
长源距 探测器
短源距 探测器
伽马源
图10-2 双源距补偿密度测井仪器结构
第二节 泥饼影响及密度测井仪刻度方法
2.650 2.708 2.864 2.957 1.916 2.074 2.372 4.011
2∑ ni Z i M
U / cm3 巴 (体 ) 积
SiO 2
CaMg(CO3 ) 2
2.654 2.710 2.870 2.960 1.984 2.165 2.320 4.500
第十一章 密度测井
岩石体积密度是单位体积岩石的质量, 单位是g/cm3.岩石体积密度是表征岩石性 质的一个重要参数. 用伽马源发射的伽马射线照射地层,根 据康普顿效应测量地层体积密度的测井方 法成为地层密度测井(formation density logging).因为其发射的射线和探测的射线 都是伽马射线,因此也称为伽马-伽马测井. 密度测井与声速测井和中子孔隙度测 井一起,构成岩性-孔隙度测井系列.
第一节 密度测井基本原理
1、康普顿效应与介质密度的关系 伽马射线与物质的相互作用包括： 光电效应 康普顿效应 电子对效应 吸收系数： 吸收系数 表征单位厚度的介质对伽马射线的吸收能力。 （10-1） （10-2） （10-3）
由上三式可见，只有康普顿效应与介 质密度关系比较简单。（10-2）式表明康 普顿散射引起的伽马射线减弱程度与介质 密度 或电子密度 成正比。 （10-2）式是对单一元素物质表示的， 对于多种化合物也同样遵循这一关系，例 如对于多中原子构成的矿物，其关系为： （10-4）
角”。
图10-4中，泥饼影响 曲线称为“肋线”。此 图说明，不论泥饼密度 和泥饼厚度大小如何变 化，根据 和 在图
上得到一点，然后沿该 点附近肋线趋势移动到 脊线上便得地层密度。 图10-4 双源距补偿密度测井脊肋图
2、补偿密度测井计算地层密度的方法
3、密度测井仪器刻度方法
密度测井仪器刻度至少要有两种不同密度的标准地 层或刻度块作为刻度标准，其中一种地层还要分有泥 饼和无泥饼两种情况。 刻度标准有一、二、三级刻度器。一般刻度井是 已知密度和孔隙度的纯石灰岩，饱含淡水。
第三节 密度测井的地质应用
1、计算地层的孔隙度
可将岩石分成两部分密度的加权平均值。
根据不同模型，选用不同的响应方程来计算密度 孔隙度。
2、划分岩性
考虑到以上特点，常将密度孔隙度与补偿中子 孔隙度重叠显示以此来区分岩性。
LDT图10-5 某层系的LDT-CNL-GR曲线 10- 某层系的LDT CNL-GR曲37为伽马源，发射能量为 0.661MeV的伽马光子。发生的核衰变方程如下：
探测器接收到的伽马 射线强度包括两个过程： （1）伽马源发射的光子 经地层多次散射后能到达 探测器的光子数； （2）被探测器散射而改 变方向或被吸收的光子数。
图10-1 密度测井计数率与源距的关系 10-
3、划分裂缝带或气层
1.03 1.06
0.282 0.264
H 2O
120 K mg/Kg
1.1101 0.397
1.185 1.0797 0.956 0.970 1.1407 0.121
n(CH) 2
由此推论,任何岩石的体积密度与其电子密度 指数都有确定的关系.而电子密度指数完全取决于 电子密度,后者又决定于康普顿吸收系数,因而可 以根据康普顿效应来测量岩石密度. 为了能够使伽马射线与物质的作用以康普顿效 应为主,要保证伽马光子能量在0.1MeV—1.022MeV 之间。
当源距很小时，前一过程为主；当源距大时，后一过程为主。 这样，密度大的地层中计数率随源距变化要比密度小的快。（见 上图）两条直线的交点对应的源距称为零源距 零源距，表示仪器失去对 零源距 密度的灵敏度。小于零源距叫负源距 负源距，大于零源距叫正源距 正源距，密 负源距 正源距 度测井都采用正源距。实际距离与零源距之差称为视源距 视源距。 视源距