2 自然伽马及自然伽马能谱测井

⑵ ⑶（ 其标G油测准R测、井层井气值（值、及如一水 特海般长） 征相地情江关 明测泥球况大系 显井岩物下学不 并工）理与程大 且，学地系； 稳在院层定很中；大所区含域流内体稳类定型，
⑷它不仅能很好地应用于砂泥岩剖面，而且还能 很好地应用于其它剖面 。
2.3 自然伽马能谱测井 （NGS）
• 自然伽马(GR)测井的测量结果: 岩石中的几种主要放射性元
质问题相关联长，地江测是球大井我物学工们理程关学系注院的焦点 。

2.1 核物理基础
• 岩石中的放射性元素 一般的岩石中或多或少有些放射性元
（素性存。U23在8放），射、所性钾以元长（岩素地江测K石一球4大0井元）般物学工素是理。程具：学系有钍院一（定Th的232放）射、铀
2.1 核物理基础
• 岩石的放射性的强弱 研究结果表明：各种岩石中放射性元
境有利于U的还原沉淀）。
2.2 自然伽马测井（GR）
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
来然性的伽测伽马井马射方射线法线 的。长的 强地江测强 度球大井度 来物学工， 认理程通 识学系过 岩院测 层量 的岩 一层 种的 放自 射
2.2 自然伽马测井（GR）
• 自然伽马测井的原理 岩石中的放射性元素产生的射线
用的单位。两倍于北美泥岩平 均放射性的模拟地层的自然伽 马曲线值的1/200，就定义为 一个API 。
2.2 自然伽马测井（GR）
• 自然伽马测井曲线的特点 ①具有统计起伏（曲线的
长地江测球锯 范 应②大井物齿 围 于对学工理状 ） 层于程学） 其 界厚系院； 曲 面层线 。（的层单厚幅＞点探对测
2.2 自然伽马测井（GR）
• GR的影响因素 ⑴地层厚度的影响：
长地江测球大井物学工理程学系院
2.2 自然伽马测井（GR）
• GR的影响因素 ⑵井参数的影响： ①井眼或套管的尺寸在探
长地江测测 （ 是球②大井物范 对 有井学工理围 γ 放内程学内 的 射流系院所 吸 性体占 收 ）密的 能度比 力及例 及类是型否
第二章 自然伽马及自然伽马能谱测井
长地江测球大井物学工理程学系院
2 自然伽马及自然伽马能谱测井
• 泥质对各种地球物理参数有着重要的影 响。因此,弄清岩石中的泥质含量对正确利
• 用关虽下多地重然,情方球要S况P便物。下测地理,井确却参能定 不长数够地岩 能江测来在球石 用大井解砂物中 来学工决岩理的 计程相剖学泥 算系应面院质 岩的中含 石地的量 中质合,的问适 但泥题条 在质至件 很含
2.2 自然伽马测井（GR）
• 自然伽马测井的原理 仪器在井眼中移
长地江测球大井动反的自物学工理就映电然程学可岩脉伽系院测石冲马得放计曲各射数线深性率。度强，点弱即
2.2 自然伽马测井（GR）
• 自然伽马测井的原理 自然伽马测井反
长地江测球大井映为的的物学工理的球球放程学是心体射系院以，内性探半物。测径质即器为所自中4具5然点c有m伽 马测井的探测范围(深 度)约为45cm 。
2.1 核物理基础
• 物质的结构 物质由分子组成,分子又是由原子组成
的。原原子子包核括 又长原 是地江测子 由球大井核 质物学工和 子理程核 和学系外 中院电 子子 组两 成部。分。
2.1 核物理基础
• 放射性 (radioactivity) 如果构成物质的原子核不稳定,那么,
该为线元另。素一如Po就种：(钋会原)发 子→长生 核地P江测衰 ，b球+大井变 同物H学工， 时e理(程由 释α学系一 放)院+种 一γ原 定子 量核 的衰 射变
VGsRh m=ax2−2C⋅纯CIGR−泥−11岩的长自地江测然球大井伽物学工马理程测学系井院值
GRmin − 纯地层自然伽马测井值
GR −目的层的自然伽马测井值
2.2 自然伽马测井（GR）
• 自然伽马测井曲线的应用 ⑵估计地层中的泥质含量
绝对值法VB公s0h ==式ρρsρsd（hb⋅⋅⋅GGG斯RRR长ssd仑h−地−江B测贝B0球0大井谢物学公工理司程学系）院: ρsh、GRsh − 纯泥岩的密度值、自然伽马值 ρsd、GRsd − 纯地层的密度值、自然伽马值 ρb、GR −目的层的密度值、自然伽马值
量(例如:Cw≈Cmf、纯碳酸盐岩剖面、膏盐 剖面等),因此,发展了GR,NGS测井。
2 自然伽马及自然伽马能谱测井
• 自然伽马测井（GR, natural Gramma Ray logging）及自然伽马能谱测井（NGS,
N同根究a据井于tu岩剖SrPa石面测l 及的井Gr其 一,a它m长孔 类m地们a江测隙 测球属r大井流 井a物于y学工体 方理核S程的 法p学测e系核c院。井t物r的o理m范e性t畴r质y。来）即研,是不
放射性） GR≥a1(或a2)（地层中水有
放射性）。
2.2 自然伽马测井（GR）
• 自然伽马测井曲线的应用 ⑴划分岩性及识别渗透层：
长地由③粘石过江测球含于土灰渡大井物泥泥（岩性学工质质泥、岩理程碳的岩白石学系酸存、云：院盐在页岩G岩给岩：R=：渗）mi透n：G～R层G=Rm的=mimana划xx分
穿过地层、泥浆、仪器的外壳进入井
长下个计地江仪γ单测球器光位电地大井物的子时面缆学工理探，间仪将程学测就内器电系器产的一脉院。生电方冲探一脉面送测个冲负到器电数责地每脉。计面接冲显数仪收。然，器到放即。一射统
性越强，单位时间内收到的电脉冲数 越多（计数率越高）。另一方面，将 计数率转变为与其成比例的电位差进 行记录 。
也质地中层较的套高射管（程、0.较 仪5m长大 器e地v江测， 的～球大井一 外5物.学工般 壳3理m程能 等e学v系穿）院。透，几所十以厘其米在的物
2.1 核物理基础
• 放射性射线的性质 所以在井眼中，能被探测得到的射线
只有γ射线 。长地江测球大井物学工理程学系院
2.1 核物理基础
• 岩石的放射性 只要岩石中含有放射性元素，那么就
2.2 自然伽马测井（GR）
• 自然伽马测井曲线的应用 ⑵地层对比：
从曲线的形状、幅度进行分析对比。
的横地向层变对化比。的意长义地江测：球大井预物学测工理层程学位系院的深度；了解油藏
2.2 自然伽马测井（GR）
与自然电位测井及其它测井相比， 用GR 测井进行地层对比具有以下优点：
⑴GR测井值与地层水和泥浆的矿化度关系不大；
带来了一定的困难。水无放 射性时，渗透层的GR最低； 水有放射性时之后，与泥质 的响应相混淆 。
2.2 自然伽马测井（GR）
• 自然伽马测井曲线的应用 ⑴划分岩性及识别渗透层：
长地某江测球一大自 系井物地学然 需工理区伽 要程学的马 自系院岩测 己性井 去及值 总渗之 结透间 。层的与关
2.2 自然伽马测井（GR）
粘土中往往夹杂有大量的有机物质，有些有 机物质吸收的有放射性矿物：K、U 。
2.1 核物理基础
• 岩石的放射性的强弱 我们打交道的是沉积岩，对于沉积岩
来含射说量性，。元另其素外放的，射 种岩长性 类性地江测主 及及球大井要 含沉物学工取 量积理程决 也环学系于 不境院粘 同的土 （不的 如同类 还，型 原其及 环放
的充电时间常数τ的影
长地江测球大井物学层响工②①理的：程使使学中系GG院RR心mmaaxx而下 的是降 位上； 置移不；在地
③ha增大； ④半幅点位置上移。 地层越薄，影响越明显。
2.2 自然伽马测井（GR）
• 自然伽马测井曲线 自然伽马测井图的纵坐标
长地江测球为石的种大井物深放单。学工度射位A理P程坐性有I学是系标强脉院美，弱冲国横的数石坐计/分油标数和学为率A会反，PI所映读两采岩值
2.2 自然伽马测井（GR）
• 自然伽马测井曲线的应用
⑵估计地层中的泥质含量
相对值法公I G式R （=长德地G江测GR莱球大Rm井赛物ax学−工公理−G程司G学R系Rm）院inm:in
V sh
=
2 C ⋅IGR − 1 2C −1
2.2 自然伽马测井（GR）
I GR
=
GR − GRmin GRmax − GRmin
2.1 核物理基础
• 放射性 （radioactivity） 我们把元素经核衰变反应释放出
某而素种原。射子线核的不性稳长地江质定测球大称的井物学工为元理程元素学系院素就的是放放射射性性，元
2.1 核物理基础
• 放射性射线的性质 α射线（He流）：带两个单位的正电
荷电短，离，且或在质激空量发气大 而中长， 被约地江测在 物2球.大井运 质5物c学工动 吸m理左程中 收学右系容 。院。易 所引 以起 其物 射质 程的 很
③地层中部的平均值最能 反映地层的真实的放射 性。
2.2 自然伽马测井（GR）
• 自然伽马测井曲线的应用 ⑴划分岩性及识别渗透层：
长地纯纯泥砂江测①球砂泥质质大砂井岩岩砂泥物泥学工：：岩岩岩理GG：：程面RR学==GG：mmRR系ia==院nxm——imni——～n 渗非m～a透渗xm—层透a—x层—渗—透非层渗
其它地层的放射性为中等 。
2.1 核物理基础
• 泥岩具有较强放射性的原因 粘土颗粒细，沉积时间长，有充分的时间与
放性（射水元性 云素粘 某物 母。些土质 、如粘颗接 正:土粒K触长矿的长而石物表地江测一等中面球大同，井含带物学沉钾有有工理积含放负程学。量射电系院较性荷多元，）素容。，易如吸钾收矿放射
透层 对于厚层，层界面的位置用半
幅点确定，而非厚层，则应借助其
它测井方法确定层界面 。
2.2 自然伽马测井（GR）
• 自然伽马测井曲线的应用 ⑴划分岩性及识别渗透层：
长地致致②致渗江测球密密纯密透大井白的碳石层物学工云过酸灰：理岩渡盐岩G程R学：型岩：≤系G岩（Ga院RR1(=性不=或aa：含12a（（2G泥)某某R（=质一一a地）1低低～层：值值a中2 ））水无