自然伽马测井和自然伽马能谱测井.

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1、放射性测井放射性测井第一节自然伽马测井和自然伽马能谱测井第一节自然伽马测井和自然伽马能谱测井自然伽马能谱测井自然伽马能谱测井授课内容授课内容应用自然伽马测井识别岩性应用自然伽马测井识别岩性 应用自然伽马测井计算泥质含量应用自然伽马测井计算泥质含量教学重点教学重点核物理基础核物理基础自然伽马测井的应用自然伽马测井的应用自然伽马测井的原理自然伽马测井的原理第一节自然伽马测井和自然伽马能谱测井第一节自然伽马测井和自然伽马能谱测井p泥质对各种地球物理参数有着重要的影响。因此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弄清岩石中的泥质含量对正确利用地球物理参数对正确利用地球物理参数来

2、解决相应的地质问题至关重要。来解决相应的地质问题至关重要。p虽然虽然SP测井能够在砂岩剖面中的合适条件下测井能够在砂岩剖面中的合适条件下,方便方便地确定岩石中的泥质含量地确定岩石中的泥质含量,但在很多情况下但在很多情况下,却却不能不能用来计算岩石中的泥质含量用来计算岩石中的泥质含量(例如例如:CwCmf、纯碳酸纯碳酸盐岩剖面盐岩剖面、膏盐剖面等膏盐剖面等),因此因此,发展了发展了GR,NGS测井测井。第一节自然伽马测井和自然伽马能谱测井第一节自然伽马测井和自然伽马能谱测井 自然伽马测井（自然伽马测井（GRGR）及自然伽马）及自然伽马能谱测井（能谱测井（NGSNGS）, ,不同于不同于SPSP测

3、井测井, ,它们它们属于核测井的范畴。即是属于核测井的范畴。即是根据岩石及根据岩石及其孔隙流体的核物理性质其孔隙流体的核物理性质来研究井剖来研究井剖面的一类测井方法面的一类测井方法 。一、核物理基础一、核物理基础1 1、物质的结构、物质的结构 物质由分子组成物质由分子组成, ,分子又是由原子组成的分子又是由原子组成的。原子包括原子核和核外电子两部分。原子核。原子包括原子核和核外电子两部分。原子核又是由又是由质子和中子质子和中子组成组成 。一、核物理基础一、核物理基础 我们把元素经核衰变释放出某种射线的性我们把元素经核衰变释放出某种射线的性质称为质称为元素的放射性元素的放射性，而原子核不稳定的元

4、素，而原子核不稳定的元素就是就是放射性元素放射性元素 。2 2、放射性、放射性 如果构成物质的原子核不稳定如果构成物质的原子核不稳定, ,那么那么, ,该元该元素就会发生衰变，由一种原子核衰变为另一种素就会发生衰变，由一种原子核衰变为另一种原子核，同时释放一定量的射线。如：原子核，同时释放一定量的射线。如： )89. 0()()(422068221084mevHePbPo钋一、核物理基础一、核物理基础 3 3、放射性射线的性质、放射性射线的性质 射线（射线（HeHe流）：带两个单位的正电荷，且流）：带两个单位的正电荷，且质量大，在运动中容易引起物质的电离或激发而质量大，在运动中容易引起物质的电

5、离或激发而被物质吸收。所以其被物质吸收。所以其射程很短射程很短，在空气中约，在空气中约2.5cm2.5cm左右左右。 射线（电子流）：由于带电荷，所以在物质射线（电子流）：由于带电荷，所以在物质中的射程也很短，如能量为中的射程也很短，如能量为1mev1mev的的射线在铅中的射线在铅中的射程仅为射程仅为1.48cm 1.48cm 左右左右，而在空气中大于，而在空气中大于2.5cm2.5cm，但，但大不了多少。大不了多少。一、核物理基础一、核物理基础 3 3、放射性射线的性质、放射性射线的性质 射线（光子流）：不带电，而且能量也射线（光子流）：不带电，而且能量也较高（较高（0.5mev0.5mev

6、5.3mev5.3mev），所以其在物质中的），所以其在物质中的射程较大，一般射程较大，一般能穿透几十厘米的地层、套管能穿透几十厘米的地层、套管、仪器的外壳、仪器的外壳等等 。 所以在井眼中，能被所以在井眼中，能被探测得到的射线只探测得到的射线只有有射线射线 。一、核物理基础一、核物理基础 4 4、岩石的放射性、岩石的放射性 只要岩石中含有放射性元素，那么就会产只要岩石中含有放射性元素，那么就会产生各种射线（生各种射线（、），而且放射性物质），而且放射性物质越多（放射性越强），产生的射线越强，井眼越多（放射性越强），产生的射线越强，井眼中探测到的射线（中探测到的射线（）也就越强。）也就越强。

7、所以，根据探测到的射线的强弱就可研究所以，根据探测到的射线的强弱就可研究岩石的放射性岩石的放射性 。 岩石中有无放射性及放射性与什么地质问题岩石中有无放射性及放射性与什么地质问题相关联，是我们关注的焦点相关联，是我们关注的焦点 。一、核物理基础一、核物理基础4 4、岩石中的放射性、岩石中的放射性 一般的岩石中或多或少有些放射性元素存一般的岩石中或多或少有些放射性元素存在，所以岩石元素具有一定的放射性。在，所以岩石元素具有一定的放射性。 放射性元素一般是：钍（放射性元素一般是：钍（ ）、铀（）、铀（ ） 、钾（、钾（ ） 。23888U23290Th4019K 放射性放射性最强最强：火成岩：火成

8、岩 放射性放射性中等中等：变质岩：变质岩 放射性放射性最弱最弱：沉积岩：沉积岩 研究结果表明：各种岩石中放射性元素的研究结果表明：各种岩石中放射性元素的种类及含量不同，其放射性的强弱也有所不同种类及含量不同，其放射性的强弱也有所不同 。一、核物理基础一、核物理基础4 4、岩石的放射性、岩石的放射性 在沉积岩中在沉积岩中: : 纯地层（无泥、无放射性元素矿物）纯地层（无泥、无放射性元素矿物）放射性最弱。泥岩及含有放射性元素的放射性最弱。泥岩及含有放射性元素的岩石放射性最强。其它地层的放射性为岩石放射性最强。其它地层的放射性为中等中等 。一、核物理基础一、核物理基础4 4、岩石放射性、岩石放射性

9、泥岩具有较强放射性的原因泥岩具有较强放射性的原因：粘土颗粒细，沉粘土颗粒细，沉积时间长，有积时间长，有充分的时间与放射性物质接触充分的时间与放射性物质接触而一而一同沉同沉积。积。 粘土颗粒的表面带粘土颗粒的表面带有有负电荷，容易吸收放射负电荷，容易吸收放射性元素性元素。如。如:K:K 某些粘土矿物中某些粘土矿物中含有放射性元素含有放射性元素，如钾矿（，如钾矿（水云母、正长石等）水云母、正长石等），钾含量较多。钾含量较多。 粘土中往往粘土中往往夹杂有大量的有机物质夹杂有大量的有机物质，有些有，有些有机物质吸收的有放射性矿物：机物质吸收的有放射性矿物：K K、U U 。一、核物理基础一、核物理基础

10、4 4、岩石的放射性、岩石的放射性 我们打交道的是沉积岩，对于沉积岩我们打交道的是沉积岩，对于沉积岩来说，其放射性主要取决于粘土的类型及来说，其放射性主要取决于粘土的类型及含量。含量。 另外，岩性及沉积环境的不同，其放另外，岩性及沉积环境的不同，其放射性元素的种类及含量也不同（如还原环射性元素的种类及含量也不同（如还原环境有利于境有利于U U的还原沉淀）。的还原沉淀）。二、自然伽马测井的原理二、自然伽马测井的原理 自然伽马测井是在井内测量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岩层中自然存在的放射性元素核衰变过程中放射出来的伽马射线衰变过程中放射出来的伽马射线的强度来研究岩层的一种

11、方法的强度来研究岩层的一种方法 。 岩石中的放射性元素产生的岩石中的放射性元素产生的射线穿过地层、泥浆、仪器的外射线穿过地层、泥浆、仪器的外壳进入井下仪器的探测器。探测壳进入井下仪器的探测器。探测器每接收到一个器每接收到一个光子，就产生光子，就产生一个电脉冲。一个电脉冲。二、自然伽马测井的原理二、自然伽马测井的原理 电缆将电脉冲送到地面仪器电缆将电脉冲送到地面仪器。 地面仪器：地面仪器： 一方面负责计数一方面负责计数，即统计，即统计单位时间内的电脉冲数。显然单位时间内的电脉冲数。显然放射性越强，单位时间内收到放射性越强，单位时间内收到的电脉冲数越多（计数率越高的电脉冲数越多（计数率越高）。）。