放射性测井之自然伽马测井PPT文件格式下载.ppt

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不稳定的同位素。

放射性：

不稳定核素原子核自发地释放、等射线,一、核衰变及放射性,3,3）核衰变核衰变：

原子核自发地释放出一种带电粒子，并蜕变成另外某种原子核，同时放出伽马射线。

核衰变常数：

决定于该放射性核素本身的性质，其值越大衰变越快。

一种元素经过放射变成另一种元素的过程称为衰变或蜕变。

例如88Ra22686Rn212+（粒子）衰变镭氡（注：

原子核的表示方法ZXAX元素符号，Z为质子数，A为质量数A=N+Z）4）放射性强（活）度一定量的放射性核素，在单位时间内发生衰变的核数。

放射性强（活）度的单位，1居里（Ci）=3.71010次衰变/秒5）放射性射线的性质2He4流，极易被吸收，电离本领强，在物质中穿透距离很小。

高速运动的电子流，在物质中穿透距离较短。

频率很高的电磁波或光子流，不带电，能量高，穿透力强。

4,6）衰变规律对含有一大堆原子的放射性物质来说，其中某一个原子何时放射衰变完全是偶然的，无法预计的，但是对许多原子的整体来说，某一时刻平均有多少原子发生衰变是符合统计规律的。

这一规律是：

某一时刻的衰变率dN/dt（单位时间衰变的原子核数）与当时存在的原子核数N，二者成正比,即dN/dt=N为衰变系数（比例系数），负号表示原子核数随时间的增长而减小。

积分得到：

N=Noe-tNo为最初参与衰变的原子核数（t=0时，N=No）N为衰变之中t时刻存在的原子核数,5,7）半衰期T以最先参与衰变的原子核数No为基数，衰变成No/2时，经历时间为T，即：

当N=No/2时所需的时间No/2=Noe-T得到Tln2/=0.693/,元素名称半衰期92U238铀4.47109年K40钾1.28109年Co60钴5.27年Cs137铯30年,各种物质的衰变系数不同，所以半衰期不同，地质上可利用半衰期很长的元素来确定地层的地质年代。

如：

6,二、天然放射性的衰变性质1、天然放射性的来历1）成系的（重元素:

原子序数81）铀系92U23882Pb206（铅）钍系90Th23282Pb208（铅）锕系89Ac22782Pb207（铅）,i）此三系通过、衰变，最后达到稳定的铅同位素82Pb206（铅）ii）在，衰变的过程中，放出、粒子，伴随放出射线。

2）不成系的（中等元素:

原子序数30Z81）主要是钾19K3919K4019K41其中，19K40是不稳定的元素,它随时都可能放出射线,7,2、天然放射性的衰变性质1）天然放射性衰变分为：

衰变、衰变和衰变衰变：

放出射线的衰变。

通式为：

ZXAZ-2YA-4+（两个正电荷）例如：

衰变92U23890Th234+衰变：

ZXAZ+1YA+（一个负电荷）例如：

衰变90Th23491Pa234+衰变：

射线通常是在、衰变的过程中伴随放出的。

8,2）、和射线比较,9,三、岩石的天然放射性,U,Th,K,射线,10,1、火成岩的放射性几点规律：

1）火成岩所含放射性零散而不均匀2）酸性中性基性超基性SiO2的含量大小颜色浅深放射性元素含量大小3）火成岩放射性元素主要是：

钍（Th）钾（K）铀（U）镭（Ra）,11,2、沉积岩的放射性几点规律：

1）沉积岩本身不含有放射性元素，其放射性元素来自火成岩。

我们知道机械和化学力的综合侵蚀作用以及搬运产生了沉积岩，由于搬运和沉积的环境不同，使各种沉积岩的放射性元素的含量产生了差异。

2）沉积岩的放射性强度取决于泥质含量（粘土含量）原因：

a.粘土颗粒细，具有较大的比面（吸附放射性元素的能力强）b.粘土颗粒细，沉积的时间长（有充分的时间与放射性元素接触）c.粘土沉积物中有含钾矿物（如：

水云母、正长石等）,3）沉积物的颜色由浅深，其放射性强度由小大。

4）随钾含量的增大，放射性强度增大。

5）孔隙度和渗透率减小，放射性强度增大。

12,3、变质岩的放射性,变质岩的放射性取决于变质岩的源岩正变质岩：

由火成岩变质而来副变质岩：

由沉积岩变质而来,例如某井：

正片麻岩副片麻岩角闪岩榴辉岩蛇纹岩大小,自然伽马,13,第一节自然伽马测井GammaRayLogging,GR测井是以研究岩层天然放射性为基础，进而研究岩层性质和有关地质问题的一种测井方法,14,一、自然伽马测井原理,GR测井仪工作原理,15,一、自然伽马测井原理,1）射线探测器探测到地层的射线，并将射线变换成电脉冲信号（每一道射线变换成一个电脉冲信号）。

2）此电脉冲信号送入井下的放大器进行放大。

3）放大的脉冲信号送入地面的放大器进行放大（其原因是脉冲信号经电缆传输后会衰减）。

4）由于脉冲信号中混合了一些干扰信号，需经过鉴别器进行鉴别，排除干扰。

5）将一些畸变的脉冲信号送入整形器进行整形。

6）归一后的波形送入计数电路记录单位时间内脉冲个数，最后得到自然伽马测井曲线。

（单位：

脉冲/分钟）,16,砂泥岩剖面GR曲线,GR（API）,S,S,S,N,N,SN,SN,17,探测半径：

煤、金属矿钻孔直径：

d20cm探测半径：

R=2545cm油气田钻孔直径:

d30cm探测半径：

R=3050cm,ab段：

探测器远离界面，直到探测器中点离界面的距离为R，探测器的探测范围内是低放射性物质。

bcd段：

探测器上移过界面，直到探测器中点离界面的距离为R。

1）随探测器上移，探测器探测范围内的高放射性物质逐渐增大，使曲线上升，直到探测器中点离底界面的距离为R时为止。

2）探测器中点位于界面时，探测范围内的高低放射性物质各占一半，所以此点为曲线的半幅值点。

de段：

探测器中点离底界面的距离为R时开始，直到探测器中点离顶界面的距离为R时为止。

探测器的探测范围内是高放射性物质,efg段：

分析方法同bcd段。

gh段:

分析方法同ab段。

注：

薄层用2/3幅值分层。

二、自然伽马测井曲线分析,18,1、刻度的意义和分级意义：

为了使不同仪器，或者同一仪器在不同的时间，对同一的地层的测定结果能够作定量比较，必须进行仪器刻度。

（就好比用不同的秤，或者同一秤在不同的时间对某一东西进行秤量，其结果应该一样，否则就应该对秤进行统一刻度）。

刻度分级：

一级刻度：

国家级的统一的标准称为一级刻度（标准刻度井）。

二级刻度：

各制造厂和大的油田建立区域级的标准称为二级刻度（刻度装置或刻度井）。

三级刻度：

一般现场使用的标准称为三级刻度（刻度器、刻度块）。

要求：

低级别的刻度装置必须用高一级刻度装置进行检查。

三、自然伽马测井仪的刻度Calibration,19,2、API标准刻度井,休斯顿大学的API标准井,N高为高放射性混凝土中的读数；

N低为低放射性混凝土中的读数,AmericaPetroleumInstitute-API,20,1、岩层厚度,

（1）h6roh增大，幅值不再增大用半幅值点分层

（2）h6roh减小，幅值减小用2/3幅值点分层ro井眼半径,井眼、邻层影响,四、自然伽马测井曲线的影响因素,21,2、统计起伏（也称统计涨落）,1）现象泥岩的放射性含量是均匀的，但在同一岩层的各点读数不一样其读数在平均计数率n上下波动。

经理论计算得到：

绝对误差,2）产生的原因：

衰变规律,3）统计涨落的定义：

在放射性源强不变，测量条件不变的情况下，在相等的时间间隔内，重复观测放射性强度，每次记录的数值不同，总是在某一数值（平均值）上下波动，这种现象称为放射性涨落。

为仪器时间常数,22,3、井参数的影响自然伽马射线强度的吸收方程u为系数吸收，L为物质的厚度；

Jo与J为伽马射线吸收前后的强度。

与井参数有关的几种吸收系数,23,五、自然伽马测井的应用,1、划分岩性2、确定泥质含量3、划分煤层（煤层厚度、深度）4、其他（地层对比、沉积微相等）,24,1、划分岩性1）砂泥岩剖面粗砂岩中砂岩细砂岩泥岩J小大SP幅度大小Ra大小Vsh小大,2）膏盐剖面钾岩泥岩砂岩及其它岩石岩盐、石膏GR特高高中等最低,3）碳酸盐岩剖面泥岩泥质灰岩、泥质白云岩纯石灰岩、白云岩GR最高中等最低,GR（API）,25,砂泥岩剖面,26,27,2、确定泥质含量泥质含量与自然伽马射线强度成正比，推导计算泥质含量的方法同自然电位，可推导得到的计算泥质含量公式如下：

式中GR、GRmax、GRmin分别为待研究地层、纯泥岩、纯砂岩的自然伽马测井强度。

C3.7新地层C2.0老地层,

（1）不同地层中粘土矿物放射性是相同的

（2）除了粘土矿物之外，不含有其他放射性矿物,应用条件：

进行非线性校正:

28,ShalelineVsh=100%,SandlineVsh=0,GRmax,GRmin,29,GR,Vsh,30,4、其它1）地层对比J与岩石孔隙中的流体（油或水）的性质无关；

J与地层水、泥浆的矿化度无关；

J曲线的标准层容易获得。

2）沉积环境分析J、SP、Ra与岩层的粒度、分选性、泥质含量密切相关，而这几个量与沉积环境密切相关，所以可以利用J、SP、Ra进行沉积环境分析。

3、划分煤层（煤层厚度、深度）1）煤中的有机质与无机质都不含放射性物质，所以GR低2）煤的GR与煤的灰分含量有关,31,地层对比,32,小层对比,33,沉积微相分析,34,古气候研究,GR曲线,古里雅冰心氧同位素,格陵兰冰心氧同位素,