自然伽馬測井

1、匯報人：匯報人： 測井原理與綜合解釋技術(shù)培訓(xùn)測井原理與綜合解釋技術(shù)培訓(xùn)內(nèi) 容一、測井評價概述一、測井評價概述二、自然電位測井二、自然電位測井三、普通電阻率測井三、普通電阻率測井四、聲波測井四、聲波測井五、側(cè)向測井五、側(cè)向測井六、感應(yīng)測井六、感應(yīng)測井七、自然伽馬測井七、自然伽馬測井八、密度測井、中子測井八、密度測井、中子測井九、純巖石地層測井評價九、純巖石地層測井評價十、測井資料的綜合分析與應(yīng)用十、測井資料的綜合分析與應(yīng)用十一、測井新技術(shù)介紹十一、測井新技術(shù)介紹十二、測井資料實例分析十二、測井資料實例分析自然伽馬測井 巖石中含有天然的放射性核素，主要是鈾系、釷系和鉀的放射性同位素。它們衰變時，發(fā)

2、射伽馬射線，使巖石有天然放射性。 自然伽馬測井是用伽馬射線探測器測量地層巖石總的自然伽馬射線強度，以研究井剖面地層性質(zhì)的測井方法。自然伽馬測井是用自然伽馬測井是用射線探測器射線探測器測量地測量地層總的層總的自然自然放射性放射性的強度的強度自然伽馬測井 光子的物理特性：光子的物理特性： 光子是原子核從較高的能級躍遣到較低的能級時釋放出來的，而與此相近的x射線卻是核外電子能級躍遣時釋放出來的，通常光子比x射線的光子能量高，即波長短。做胸部透視時，x射線能透過肌肉而不能穿透骨骼。而半米厚的巖石仍阻不斷光，射線能攜帶著豐富的信息從地層中穿出來，這為測井提供了有利條件。 自然伽馬測井射線探測器射線探測器

3、（ 射線能譜儀）射線能譜儀） 人的視覺對可見光是很靈敏的，例如每秒有5個波長為500nm的藍(lán)綠光子射到視網(wǎng)膜，就會有光的感覺。而對波長非常短的光子，即使光的強度已能對眼睛造成傷害，卻仍無光的感覺。為擴大我們的視覺范圍，需要有一種能看得見光子的“眼睛”。 這個“眼睛”就是 射線能譜儀射線能譜儀。 射線探測器射線探測器（ 射線能譜儀）射線能譜儀） 我們要對光子做類似的觀測，研制了一種儀器，它既能測量每個光子的能量又能對光子按能量分組計數(shù)，這就是射線能譜儀。測井常用的是在井眼環(huán)境中能正常工作的閃爍探測器。閃爍探測器如下圖主要由閃爍體、光電倍增管、電子信號處理系統(tǒng)及顯示儀器等幾部分組成，閃爍體和光電倍

4、增管裝在暗合中，核測井中使用的閃爍體主要是碘化鈉（鉈）、碘化銫（鉈）和BGO等晶體。閃爍體光電倍增管電子信號處理系統(tǒng)顯示儀器暗盒高壓電源自然伽馬測井射線探測器射線探測器（ 射線能譜儀）射線能譜儀） 作用過程可分為下述幾個相互聯(lián)系的步驟： （1）射線進(jìn)入閃爍體，通過光電效應(yīng)、康普頓效應(yīng)和電子對效應(yīng) 產(chǎn)生次級電子；（2）閃爍體吸收電子的能量，使原子、分子電離和激發(fā)；（3）被電離和激發(fā)的原子、分子退激時產(chǎn)生光子，即發(fā)生閃爍；閃爍體光電倍增管電子信號處理系統(tǒng)顯示儀器暗盒高壓電源自然伽馬測井射線探測器射線探測器（ 射線能譜儀）射線能譜儀） 作用過程可分為下述幾個相互聯(lián)系的步驟： （4）利用反射物質(zhì)和光耦

5、合劑使光子盡可能多地收集到光電倍增管的光陰極上，并經(jīng)光電效應(yīng)產(chǎn)生光電子；（5）光電子在光電倍增管中倍增，電子數(shù)量增加幾個數(shù)量級，并收集到陽極上，經(jīng)過倍增的電子流在陽極負(fù)載上產(chǎn)生電脈沖，其幅度與入射光子被閃爍體吸收的能量成正比；（6）電脈沖經(jīng)電子儀器處理，輸出。閃爍體光電倍增管電子信號處理系統(tǒng)顯示儀器暗盒高壓電源自然伽馬測井射線探測器射線探測器（ 射線能譜儀）射線能譜儀） 作用過程可分為下述幾個相互聯(lián)系的步驟： 若在儀器中配有脈沖幅若在儀器中配有脈沖幅度分析器，就構(gòu)成了一度分析器，就構(gòu)成了一套套 能譜儀。它能逐一能譜儀。它能逐一測定入射光子的能量，測定入射光子的能量，并按能量分組累積計數(shù)，并按能

6、量分組累積計數(shù)，這樣就可得到一幅人眼這樣就可得到一幅人眼能看得見的能看得見的 能譜圖能譜圖，進(jìn)而可知道與這些光子進(jìn)而可知道與這些光子相聯(lián)系的被測對象的組相聯(lián)系的被測對象的組分。分。自然伽馬測井計數(shù)率計數(shù)率能量能量能譜圖能譜圖 為什么巖石具有自然為什么巖石具有自然 放射性？放射性？石油測井主要研究對象是沉積巖，其次是巖漿巖。巖石的自然伽馬放射性是由巖石中放射性核素的種類及其含量決定的。對巖石自然伽馬放射性起決定作用的是鈾系、釷系和放射性核素K40。習(xí)慣稱U238、Th232、K40 。自然伽馬測井自然伽馬測井的測量原理通過探測器（晶體和光電倍增管）把地層中放射的伽馬射線轉(zhuǎn)變?yōu)殡娒}沖，經(jīng)過放大輸送

7、到地面儀器記錄下來。記錄曲線包括原始計數(shù)率曲線CGR和自然伽馬API工程值GR。 自然伽馬測井巖石的自然伽馬放射性與巖石性質(zhì)的關(guān)系巖石的自然伽馬放射性與巖石性質(zhì)的關(guān)系 巖石大類：一般沉積巖放射性低于巖漿巖和巖石大類：一般沉積巖放射性低于巖漿巖和變質(zhì)巖。因為沉積巖一般不含放射性礦物，變質(zhì)巖。因為沉積巖一般不含放射性礦物，其放射性主要是巖石吸附放射性物質(zhì)引起其放射性主要是巖石吸附放射性物質(zhì)引起的。巖漿巖及變質(zhì)巖則含有較多放射性礦的。巖漿巖及變質(zhì)巖則含有較多放射性礦物物 。自然伽馬測井巖石的自然伽馬放射性與巖石性質(zhì)的關(guān)系巖石的自然伽馬放射性與巖石性質(zhì)的關(guān)系 沉積巖石的放射性：沉積巖石的放射性： 沉積

8、巖中，放射性礦物的含量一般都不高，并且是分散分布沉積巖中，放射性礦物的含量一般都不高，并且是分散分布在巖石中的在巖石中的 ； 除鉀鹽層以外，沉積巖自然放射性的強弱與巖石中含泥質(zhì)的除鉀鹽層以外，沉積巖自然放射性的強弱與巖石中含泥質(zhì)的多少有密切的關(guān)系。巖石泥質(zhì)含量越大，自然放射性就越強。多少有密切的關(guān)系。巖石泥質(zhì)含量越大，自然放射性就越強。自然伽馬測井巖石的自然伽馬放射性與巖石性質(zhì)的關(guān)系巖石的自然伽馬放射性與巖石性質(zhì)的關(guān)系 沉積巖的自然放射性，可分為高、中、低三種類型。沉積巖的自然放射性，可分為高、中、低三種類型。高放巖石：泥質(zhì)砂巖、砂質(zhì)泥巖、泥巖、深海泥巖，以高放巖石：泥質(zhì)砂巖、砂質(zhì)泥巖、泥巖、

9、深海泥巖，以及鉀鹽層等，其自然伽馬測井讀數(shù)約及鉀鹽層等，其自然伽馬測井讀數(shù)約100API以上。特別以上。特別是深海泥巖和鉀鹽層，自然伽馬測井讀數(shù)在所有沉積巖是深海泥巖和鉀鹽層，自然伽馬測井讀數(shù)在所有沉積巖中是最高。中是最高。中放巖石：砂巖、石灰?guī)r和白云巖。自然伽馬測井讀數(shù)中放巖石：砂巖、石灰?guī)r和白云巖。自然伽馬測井讀數(shù)介于介于50100API之間。之間。低放巖石：巖鹽、煤層和硬石膏。自然伽馬讀數(shù)約為低放巖石：巖鹽、煤層和硬石膏。自然伽馬讀數(shù)約為50API以下。其中硬石膏最低以下。其中硬石膏最低10API以下。以下。自然伽馬測井曲線特征：上下圍巖相同時，曲線對稱，中部極值代表地層讀數(shù)；高放射性地

10、層（如泥巖）對應(yīng)極大值；當(dāng)?shù)貙雍穸刃∮?倍的鉆頭直徑（h3d0）時，極大值隨地層厚度增大而增大（極小值隨地層厚度增大而減?。?。當(dāng)h3d0時，極值為一常數(shù)，與層厚無關(guān)；當(dāng)h3d0時，可用“半幅點”確定地層界面。粘土巖鈾、釷、鉀多砂 巖鈾、釷、鉀少粘土巖鈾、釷、鉀多放射性強度高放射性強度低放射性強度高自然伽馬測井GR測井主要應(yīng)用測井主要應(yīng)用1.劃分巖性和地層對比劃分巖性和地層對比 SP不能用時，是代替不能用時，是代替SP測井的最好方法，其應(yīng)用還優(yōu)于測井的最好方法，其應(yīng)用還優(yōu)于SP測井。測井。 自然伽馬測井GR測井主要應(yīng)用測井主要應(yīng)用 2.劃分儲集層劃分儲集層 在砂泥巖剖面，低自然伽馬異常一般就是砂

11、巖儲集層，在砂泥巖剖面，低自然伽馬異常一般就是砂巖儲集層，“半幅點半幅點”確定確定儲集層界面。儲集層界面。自然伽馬測井GR測井主要應(yīng)用測井主要應(yīng)用3.計算地層泥質(zhì)含量計算地層泥質(zhì)含量 當(dāng)?shù)貙硬缓噘|(zhì)以外的放射性物質(zhì)時，自然伽馬曲線是當(dāng)?shù)貙硬缓噘|(zhì)以外的放射性物質(zhì)時，自然伽馬曲線是指示地層指示地層泥質(zhì)含量的最好方法。泥質(zhì)含量的最好方法。 相對值法計算相對值法計算Vsh。自然伽馬測井板板3 3GR測井主要應(yīng)用測井主要應(yīng)用3.計算地層泥質(zhì)含量計算地層泥質(zhì)含量 當(dāng)?shù)貙硬缓噘|(zhì)以外的放射性物質(zhì)時，自然伽馬曲線是當(dāng)?shù)貙硬缓噘|(zhì)以外的放射性物質(zhì)時，自然伽馬曲線是指示地層指示地層泥質(zhì)含量的最好方法。泥質(zhì)含量的

12、最好方法。自然伽馬測井自然伽馬能譜測井自然伽馬能譜測井原理自然伽馬能譜測井自然伽馬能譜測井曲線自然伽馬能譜測井自然伽馬能譜測井的應(yīng)用1、尋找高放射性儲集層自然伽馬能譜測井自然伽馬能譜測井的應(yīng)用 2、利用無鈾自然伽馬曲線計算儲層的泥質(zhì)含量 一般，釷完全與粘土含量有關(guān)，鉀也與粘土含量有一定關(guān)系。而鈾與粘土（泥質(zhì)）含量無關(guān)，鈾的存在，對泥質(zhì)含量計算是一種干擾。 因此，在某些情況下，必須用無鈾自然伽馬（Th、K）曲線計算儲層的泥質(zhì)含量 自然伽馬能譜測井自然伽馬能譜測井的應(yīng)用 3、研究沉積環(huán)境和粘土礦物類型 利用Th、U比值，研究沉積環(huán)境。自然伽馬能譜測井自然伽馬能譜測井的應(yīng)用 3、研究沉積環(huán)境和粘土礦物類型 利用Th、K交會，確定粘土礦物類型利用利用TH-KTH-K交會圖識別粘土礦物類型交會圖識別粘土礦物類型TH/K=28TH