自然伽马测井原理6

1、 放射性测井核测井（放射性测井）：核测井（放射性测井）：以物质的原子核物以物质的原子核物理性质为基础的一理性质为基础的一组测井方法。组测井方法。核测井的适用条件：核测井的适用条件：一般的泥浆井、油基泥一般的泥浆井、油基泥浆井、高矿化度泥浆井、空气钻井（裸眼井、浆井、高矿化度泥浆井、空气钻井（裸眼井、套管井）套管井）核测井的优点核测井的优点：它是唯一能够确定岩石及其：它是唯一能够确定岩石及其孔隙流体化学元素的含量的测井方法孔隙流体化学元素的含量的测井方法第一节第一节 自然伽马和伽马能谱测井自然伽马和伽马能谱测井一、伽马测井的核物理基础一、伽马测井的核物理基础核衰变核衰变：放射性元素的原子核自发地

2、释放出：放射性元素的原子核自发地释放出一种带电粒子（一种带电粒子（ 或或 ），蜕变成另外某种原子），蜕变成另外某种原子核，同时放射出伽马（核，同时放射出伽马（ ）射线的过程。射线的过程。1、核衰变、核衰变放射性放射性： 自发地释放出自发地释放出 、 ， 射线的性质射线的性质放射性核衰变的规律：放射性核数随时间按放射性核衰变的规律：放射性核数随时间按指数递减的规律变化指数递减的规律变化 即：即：teNN0N:放射性元素个数放射性元素个数t:时间时间 ：衰变系数衰变系数半衰期：从半衰期：从N0个原子开始有个原子开始有N0 /2发生了衰变，发生了衰变， 所经历的时间。用所经历的时间。用T表示：表示：

3、2lnT放射性元素不同，其半衰期也不同放射性元素不同，其半衰期也不同，见，见P1352、放射性射线的性质核衰变、放射性射线的性质核衰变核衰变放出三种射线：核衰变放出三种射线： 、 、 射线射线 射线射线带电带电能量衰减快、能量衰减快、穿透能力弱穿透能力弱射程短射程短 射线射线是频率很高是频率很高的电磁波、的电磁波、能量高能量高穿透穿透能力强能力强射程长射程长中性粒子射线中性粒子射线不是由核衰变产生的，不是由核衰变产生的，是由特殊的中子源产生的，特点是：是由特殊的中子源产生的，特点是：能量高、穿透力强能量高、穿透力强同一放射性元素在相同的时间间隔内，衰变次同一放射性元素在相同的时间间隔内，衰变次

4、数不完全相同，总是围绕一平均值上下起伏。数不完全相同，总是围绕一平均值上下起伏。统计涨落是由统计涨落是由核衰变本身的特性核衰变本身的特性所决定的，与所决定的，与环境和人环境和人的因素。的因素。二二 自然伽马测井（自然伽马测井（GR）gamma-ray logGR测量的是岩层的自然放射性强度（不测量的是岩层的自然放射性强度（不用任何放射性源）用任何放射性源）（一）：岩石的自然放射性（一）：岩石的自然放射性岩石中主要的放射性元素：岩石中主要的放射性元素：92U238 90Th232 19K40岩石的自然放射性强度主要主要取决与其岩石的自然放射性强度主要主要取决与其三者的比例，三者的比例，其含量与岩

5、性、形成过程中的其含量与岩性、形成过程中的物理化学条件有关物理化学条件有关，因此，岩性不同，因此，岩性不同，GR不同不同. 火成岩火成岩 变质岩变质岩 沉积岩沉积岩沉积岩骨架不含重矿物，除钾岩外，其他岩沉积岩骨架不含重矿物，除钾岩外，其他岩石本身基本上不含放射性，但在形成过程中石本身基本上不含放射性，但在形成过程中会多少地吸附些放射性元素。会多少地吸附些放射性元素。强度最低的：强度最低的：硬石膏、石膏、不含钾的盐岩硬石膏、石膏、不含钾的盐岩强度强度 低的：低的：砂岩、灰岩、白云岩砂岩、灰岩、白云岩强度较高的：浅海相和陆相沉积的强度较高的：浅海相和陆相沉积的泥岩泥岩、泥泥 灰岩、钙质岩、泥质砂岩

6、等灰岩、钙质岩、泥质砂岩等强度高的：强度高的：钾岩、深水泥岩、页岩钾岩、深水泥岩、页岩强度最高的：强度最高的：放射性软泥、彭土灰放射性软泥、彭土灰除了除了钾岩及骨架含放射性元素的岩石钾岩及骨架含放射性元素的岩石外，岩外，岩石的石的GR强度随强度随岩石颗粒变细岩石颗粒变细而而增加增加的。的。通常情况下：通常情况下：地层的地层的GR主要取决与泥质含量主要取决与泥质含量（二）：（二）：GR 曲线特征（均匀理想模型地层点测）曲线特征（均匀理想模型地层点测）GR（API）当当上下围岩相同上下围岩相同时，时，曲线曲线对称对称与地层中与地层中部，部，低低放射性地层对放射性地层对应应GR低低，高高放射性放射性

7、地层对应地层对应GR高高h3d 曲线幅度曲线幅度不受不受岩层厚度的影响岩层厚度的影响h3d 曲线的最大或曲线的最大或最小最小受岩层厚度受岩层厚度的影的影响（响（？）返回影返回影响因素响因素实际中并非单一岩层、实际中并非单一岩层、V测不等于零测不等于零测井时就会受到许多因素的影响测井时就会受到许多因素的影响（三）：影响因素（三）：影响因素1、岩层厚度的影响、岩层厚度的影响岩层厚度增加或减小，岩层厚度增加或减小，GR曲线减小或增大曲线减小或增大2、井参数影响、井参数影响d增加增加裸眼井裸眼井对对GR吸收增加，但泥浆中所吸收增加，但泥浆中所含一定的放射性补偿了一部分，含一定的放射性补偿了一部分，影响小影响小套管井套管井：水泥环厚度增加水泥环厚度增加-GR增加增加3、统计涨落误差、统计涨落误差由于涨落误差的存在，实测的由于涨落误差的存在，实测的GR 曲线出现许多曲线出现许多“小锯齿小锯齿”4、测井速度、测井速度当当h一定：一定：GR受受V测测和时间常数的影响和时间常数的影响t=h/