定量伽玛测井与自然伽玛测井关系探讨.doc

定量伽玛测井与自然伽玛测井关系探讨吕 成 奎1，2）1）中国地质大学（武汉）资源学院，武汉，430074；2）核工业二八大队，内蒙古包头，014010【摘要】定量伽玛测井与自然伽玛测井是应用不同的两种测井方式。定量伽玛测井主要应用于核工业相关系统铀矿勘探，储量计算等；自然伽玛测井的应用有以下几种：在煤田测井中解释煤层及划分其厚度，计算煤层的灰分；划分岩性、地层对比、求泥质含量等。两者的工作原理及方法基本相同。通过对某工作区内的10个矿化孔,1个工业孔的伽玛测井解释结果对比,显示两者测井解释的深度、厚度、品位、平米铀量上误差均很小，由此提出可以应用煤田和石油上的自然伽玛测井数据寻找铀矿找矿靶区和目的层。 关键词定量伽玛； 自然伽玛；对比 随着国家对能源矿产资源勘探力度的加大，煤炭行业在近几年也投入了相当大的工作量，对于铀矿勘探，也是一个有利的条件，这主要可以应用煤田或石油测井中的自然伽玛测井，来寻找铀矿找矿靶区和目的层。1 定量伽玛测井与自然伽玛测井的应用 定量伽玛测井主要应用于核工业相关系统铀矿勘探，储量计算等；自然伽玛测井的应用有以下几种：在煤田测井中解释煤层及划分其厚度，计算煤层的灰分；划分岩性、地层对比、求泥质含量等。2 定量伽玛测井与自然伽玛测井的刻度核测井仪器的测量的计数率，除了取决于地层射线强度之外，还与仪器性能有关。因为使用不同的伽马测井仪器在同一放射性地层上会测得不同的计数率, 这样由不同仪器测得的数据就失去可比性，给解释带来了困难。为了保证测井数据的可比性，必须克服仪器性能的影响，实现仪器标准化，即以规定的测试环境作为标准条件，统一单位，对仪器统一刻度，以取得在同一标准下仪器的线性和灵敏度。定量伽玛测井在核工业放射性勘查计量站（石家庄）进行刻度。自然伽马测井的刻度方面，我国地矿、石油和煤炭系统均已广泛使用由美国引入的API单位。按照刻度的精确度要求，自然伽马测井刻度有刻度井和刻度器两类。2.1 刻度井 根据需要刻度井又可分为一级和二级。一级刻度井应是全国唯一的主刻度井; 二级刻度井是由一级刻度井移植的次一级刻度井，可由各地区主管部门掌握。刻度井就是作为仪器刻度用的标准实验井。井内模拟地层性含量、和井眼是按标准要求设计的。美国休斯顿大学的自然伽马刻度井是世界公认的一级刻度井。井内有三种不同的均匀放射性模拟地层：上、下两层为低放射性地层; 中间层为高放射性地层，由混凝土中加入12的铀、24 的钍和4 的钾制成， 相当于北美大陆中部地区典型泥岩平均放射性的3倍。美国石油学会定义，任何自然伽马测井仪在刻度井内的高、低放射性层上测得的计数率之差为200API单位；我国煤田测井已将休斯顿刻度井的刻度标准传递过来，用类似方法在渭南煤矿专用设备厂建立了一口刻度井。 2.2 刻度器 按测井规范要求，在井场必须对自然伽马测井前进行性能检查和简易刻度, 为此产生了轻便的刻度器。 刻度器应是由刻度井移植而来的简单刻度工具。目前采用的伽马刻度器有两种, 一是由镭标准源制成的点状刻度器；另一是用镭铀粉制成的环状刻度器。3 定量伽玛测井与自然伽玛测井的换算系数求取 应用煤田测井解释软件CLGIS,把入库的定量伽玛和自然伽玛曲线对齐,读出相应的数据,表1是选取有代表性的四个钻孔的伽玛测井数据对比表。图1 ZKA61-1 定量伽玛自然伽玛关系趋势图Fig. 1 ZKA61-1 quantitative and natural gamma relationship between gamma trends从表1中，取钻孔ZKA61-1数据，作折线图，图中所示二者关系呈线性，作趋势分析求出其换算系数，见图1。以此方法分别对其他三个孔求出其换算系数见表1。对上述四个钻孔的换算系数求取算术平均值，得0.0405。表1 选定钻孔定量伽玛、自然伽玛测井数据表Table 1 Selected drilling quantitative gamma, natural gamma logging data sheet钻孔号定量伽玛 (nc/kgh)天然伽玛(API)换算系数钻孔号定量伽玛(nc/kgh)天然伽玛(API)换算系数ZKH-55.471020.0411ZKH-66.331460.049.171427.93211.513.6220014.7238518.8432620.2462126.6147434.685228.560240.67100930.5570850.891123ZKH-128.972130.0402ZKA61-1102700.040611.72741445711.273653884216.7946165149121.757086222926.863911027044 定量伽玛测井与自然伽玛测井曲线误差计算 把定量伽玛和自然伽玛输入在煤田测井解释软件CLGIS中，用所求出的系数0.0405乘以自然伽玛曲线,定量伽玛乘以其标定系数,两条曲线深度对齐后, 由图2求自然伽玛测井面积：3195.78mnC/kg.h 检查点数： 1600（个）定量伽玛测井面积：3196.24 mnC/kg.h 误差（%）：0.01图2 ZKA61-1自然伽玛测井与定量伽玛测井面积误差曲线图Fig. 2 ZKA61-1 Gamma-ray logging and quantitative gamma logging area of error curve7定量伽玛测井解释结果自然伽玛测井解释结果误差序号钻孔号矿段编号矿段位置(m)解释结果矿段位置(m)解释结果自至厚度(m)品位(%)平米铀量kg/m2自至厚度(m)品位(%)平米铀量kg/m2深度(m)厚度(m)品位(%)平米铀量 kg/m21ZKH-61155.15155.650.50.01510.16 154.95155.450.50.01540.17 -0.2000.0003 0.01 2303.25303.450.20.02210.10 303.35303.650.30.01560.10 0.20-0.10-0.0065 0.00 2ZKA15-191241.65241.850.20.01220.05 241.25241.450.20.01340.06 -0.4000.0012 0.01 2243.25243.650.40.01810.16 242.75243.150.40.01920.17 -0.5000.0011 0.01 3274.35274.850.50.03830.42 274.95274.550.60.03440.45 -0.30-0.10-0.0039 0.03 4276.85277.150.30.01230.08 276.45276.850.40.01270.11 -0.30-0.100.0004 0.03 3ZKH-51257.55257.850.30.0130.08 257.55257.850.30.01210.08 00-0.0009 0.00 4ZKA61-11193.95216.2522.30.01055.06 193.75216.0522.30.01065.16 -0.2000.0001 0.10 5ZKH-81183.95184.350.40.01480.13 183.35183.850.50.01420.15 -0.50-0.10-0.0006 0.02 6ZKH-91279.55279.950.40.01050.09 279.55279.850.30.01320.09 -0.100.100.0027 0.00 2291.65291.850.20.01190.05 291.55291.750.20.01290.06 -0.1000.0010 0.01 7ZKD4-81123.65124.450.80.02690.47 123.45124.4510.02080.45 0-0.20-0.0061 -0.02 8ZKA53-21214.55214.750.20.01540.07 214.45214.750.30.01240.08 0-0.10-0.0030 0.01 9ZKA55-21238.25238.750.50.0190.21 238.15238.750.60.01970.26 0-0.100.0007 0.05 10ZKH-111303.85304.150.30.01550.10 303.95304.250.30.01510.10 0.100-0.0004 0.00 11ZKH-121375.65375.950.30.01150.07 375.55375.850.30.01110.07 -0.1000.0004 0.00 表2 定量伽玛自然伽玛测井铀含量解释结果对照表Table2: Quantitative gamma and natural gamma logging of uranium content of interpretation of the results comparison table出可见两者间的曲线面积误差仅为0.01%,曲线形态及数值变化非常小。图3 自然伽玛测井解释参数选取Fig. 3 Natural Gamma logging interpretation parameters selection5 定量伽玛与自然伽玛测井解释结果对比分析自然伽玛测井原始数据和煤田测井处理软件CLGIS库中数据成倍数关系,所以在用伽玛测井解释软件时,要把所求出的换算系数0.0405除以2,得0.02025。输入到标定系数一栏里;伽玛参数所在通道选择4，即可进行伽玛解释，见图3。表2是应用自然伽玛测井所得出的结果与定量伽玛测井解释结果对照表,从表中可以看出,两者在测井解释的深度、厚度、品位、平米铀量上误差均很小。6 结论及存在问题 综上所述，在铀矿勘探过程中，收集煤田钻孔、石油钻孔的自然伽玛测井原始数据，如发现有伽玛异常，可以利用其与定量伽玛测井的关系及其之间的换算系数，很便捷地求出该钻孔的铀矿化类型，为开辟铀矿新区提供准确信息。在已有的铀矿勘探区节约钻探工作量。 存在问题：自然伽玛测井的量程为010000API，按其最大量程10000API换算为定量伽玛约为202.5nC/kg.h,能够求出的岩层最大铀含量品位是万分之6.75左右。对于大于这一铀含量品位的钻孔，自然伽玛测井与定量伽玛测井铀含量测井解释的误差较大。参考文献：1. 李舟波，地球物理测井数据处理与综合解释，吉林大学出版社， 2003 年 4 月 第一版，2. 黄隆基，核测井原理，山东东营， 石油大学出版社 . Quantitative gamma logging and the natural gamma logging RelationshipLU Cheng-kui(Geologic party No. 208, Bureau of geology, CNNC, Baotou 014010,China)Abstract: Quantitative gamma logging and natural gamma logging is to apply two different kinds of logging methods. Quantitative gamma logging is mainly used in nuclear industry and related systems uranium exploration, reserve calculation, etc.; natural gamma logging applications are the following: In the coal seam and the division of logging in the interpretation of its thickness to calculate coal ash; division of Rock nature of stratigraphic correlation, and seek clay content and so on. Principle and method of work of the two basically the same. Through a working area of 10 mineralized holes, an industrial hole gamma log interpretation results of comparison between the well logging interpretation shows errors of the depth