第八节自然伽马能谱测井仪器
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钻井自然伽马测井仪器用途
钻井自然伽马测井仪器是一种常用的地质测井仪器,用于获取钻井井眼周围地层的放射性测井参数,以便进行地层分析、岩性识别、层位对比、沉积环境分析、孔隙度和储层含油气性评价等。
它通过测量地层的自然伽马辐射反映地层中不同放射性元素的存在和分布情况以及地层的物性变化。
钻井自然伽马测井仪器主要测量目标是地层介质中的钍、铀、钾等放射性元素。
在地质勘探中,这些自然伽马辐射元素是普遍存在的,它们辐射出的γ射线可以通过测量仪器准确地定量和记录。
该仪器的使用有以下几个主要用途:
1. 地层分析和岩性识别:钻井自然伽马测井仪器能够记录地层中不同岩性的放射性元素含量,在测井曲线上显示出不同的伽马射线强度变化,从而可以通过分析伽马射线测井曲线识别和划分不同的地层岩性。
2. 沉积环境分析:钻井自然伽马测井仪器可以提供地层的放射性地层反演和层位分析,可以帮助揭示沉积相及其储集性。
3. 孔隙度和储层含油气性评价:钻井自然伽马测井仪器通过针对地层的放射性特征,可以预测地层的孔隙度和含油气性,对油气勘探和评价具有重要意义。
4. 地层层位对比:钻井自然伽马测井仪器具有较高的分辨率,可以提供地层的准确层位信息,帮助勘探人员进行区域和局部地层对比。
除了以上主要应用之外,钻井自然伽马测井仪器还可以用于测量井眼的辐射强度,以确定井眼附近地层的放射性矿石产状,为矿床勘探提供有力的线索。
总而言之,钻井自然伽马测井仪器是一种非常重要的地质测井工具,可用于获取地层放射性参数,进行地层分析、岩性识别、沉积环境分析、孔隙度和储层含油气性评价等工作,对于油气勘探和矿产资源评价具有重要意义。
自然伽玛能谱测井是一种用于地质勘探和岩石识别的方法,通过测量地下岩石中放射性元素的能谱来获取相关信息。
其原理如下:
1. 放射性元素存在:地球上的许多岩石含有放射性元素,如钍、铀和钾等。
这些元素在衰变过程中会释放出伽马射线。
2. 伽马射线的测量与分析:自然伽马能谱测井利用探测仪器(伽马探头)记录并测量地下岩石中的伽马射线强度。
该探头通常由一个或多个伽马探测器组成。
3. 能谱数据采集:伽马探头将记录到的伽马射线强度转换为能谱数据,即不同能量范围内的伽马射线计数值。
4. 分析和解释:通过对能谱数据进行分析和解释,可以得到与地下岩石特征相关的信息。
例如,不同放射性元素的能峰位置和强度可以用于鉴定岩石类型和成分。
5. 岩石识别和解释:基于能谱数据和相关模型,可以进行岩石识别和解释。
通过比较实测的能谱数据与已知的岩石库进行匹配,可以判断地下岩石的类型、组成和含量等。
自然伽马能谱测井具有广泛的应用领域,包括油气勘探、矿产资
源调查和环境监测等。
它能够提供有关地下岩石的物性参数、岩性特征和地层分布等重要信息,为地质研究和开发提供了重要参考依据。
一、自然伽马能谱测井原理自然伽马能谱测井是根据铀、钍、钾放射性核素在衰变时放出的Υ射线的能谱特征不同从而确定铀、钍、钾在地层中的含量。
自然伽马能谱测井与自然伽马测井都是测量地层的自然伽马。
不同之处是将入射的伽马射线的能量以幅度大小输出到多道脉冲幅度分析器,所测是地层伽马能谱,地面仪器将接受的伽马能谱进行解谱,得到地层中铀、钍钾的含量,仪器最终输出伽马射线的总强度和地层中铀、钍、钾的含量。
二、自然伽马能谱测井的应用1.计算泥质含量在自然伽马能谱测井资料中,地层的泥质含量与钍或钾的含量有较好的线性关系,而与地层的铀含量关系较复杂。
因此,可以同时利用钍、钾及无铀伽马曲线或根据地质情况选其中一条曲线,计算地层泥质含量。
2.识别高放射性储集层利用自然伽马能谱测井可以有效的识别和划分具有高自然伽马放射性的储集层。
在人们传统的概念,储集层是低放射性、泥质含量较少、比较纯的岩石,因而忽视了高放射性储集层的生产价值。
在纯砂岩和碳酸盐岩的放射性元素含量都较低,但对于某些渗透性砂岩和碳酸盐岩地层,由于水中含有易溶的铀元素,并随水运移,在某些适宜条件下沉淀,形成具有高放射性渗透层,即高伽马储层,此时可用自然伽马能谱测井进行储层划分。
高自然伽马的地层一方面可以作为标志层与邻井进行对比,另一方面又可以帮助识别流体性质。
另外,硬地层中高铀会指示具有渗流能力的储集层。
如图1,2967~2969m,3816~3819m,电阻率、孔隙度资料显示为储层,但呈现高自然伽马特征,从自然伽马能谱资料可见,总自然伽马含量增高主要是由铀含量显著增高引起的,该层为高放射性储集层。
图1 自然伽马能谱识别高放射性储集层3.粘土矿物类型识别一般来讲,在绝大多数粘土矿物中,钾和钍的含量高,而铀的含量相对较低,因此,根据Th/K,可大致确定粘土类型。
Th/K比值在28以上为重钍矿,在12~28之间为高岭石,在3.5~12之间为蒙脱石,在2~3.5之间为伊利石,在1.5~2之间为云母,在0.8~1.5之间为海绿石,在0.5~0.8之间为长石,小于0.5为钾蒸发岩。
主要应用
自然伽马能谱测井除了具有GR测井所拥有的功能以外,还具有:1、寻找高放射性储集层
2、计算泥质含量
3、研究沉积环境和粘土矿物类型
将测量的U、Th、K,忽略各自的单位计算比值Th/U、Th/K和U/K,则这些比值在地质上有相当大的意义。
例如:
Th/U:大于7为陆相沉积,氧化环境或风化壳,小于7为海相沉积,灰色或绿色泥岩,小于2为海相黑色泥岩,磷酸盐岩;估计泥质地层的生油能力,Th/U愈低,有机碳含量愈高;指示较大的不整合面或至古滨线的距离,Th/U愈大则愈近。
Th/K:指示沉积环境,离古滨线的距离;识别不同沉积相的岩石类型;粘土矿物分类,参看图2-3-17,图中每条直线标的数据是Th/K。
U/K:估计泥质沉积的生油能力,愈高愈好;指示天然裂缝系统,比值很高表示裂缝发育;地层对比,含铀矿物的标准层。
4、研究生油层
还原环境和有机物的富集,可以使泥质沉积物吸附大量铀离子,因而使生油层的铀含量明显升高,并使U或U/K与有机碳含量有密切关系.。
班级资工11101班学号 201107964 姓名陈强目录自然伽马能谱测井原理 (3)自然伽马能谱测井分析与应用 (5)关于自然伽玛能谱的几点认识与总结 (9)自然伽马能谱测井原理及其应用The Principle and Application of Natural Gamma RaySpectrometry Logging1 自然伽马能谱测井原理1.1 自然伽马能谱测井的理论基础地层中存在的放射性核素,主要是天然放射性核素,这些核素又分放射系和非放射系的天然放射性核素。
放射系为钍系、铀系和锕铀系,但锕铀系的头一个核素235U在自然界中的丰度很低,其放射性贡献甚微,不予考虑。
非放射系的天然放射性核素如表1所列。
从表中可见,主要是87Rb和40K,但是87Rb无伽马辐射。
所以,在研究地层中的自然伽马能谱主要是238U、232Th放射系和40K放射的伽马射线能谱。
因为地层岩石的自然伽马射线主要是由铀系和钍系中的放射性核素及40K产生的。
而铀系和钍系所发射的伽马射线是由许多种核素共同发射的伽马射线的总和,但每种核素所发射的伽马射线的能量和强度不同,因而伽马射线的能量分布是复杂的。
而40K只能发射一种伽马射线,其能量1.46Mev的单能。
如果我们把横座标表示为伽马射线的能量,纵座标表示为相应的该能量的伽马射线的强度。
把这些粒子发射的伽马射线的能量画在座标系中,那么就得到了伽马射线的能量和强度的关系图,这个图称为自然伽马的能谱图。
铀系和钍系在放射性平衡状态下系内核素的原子核数的比例关系是确定的,因此不同能量伽马的相对强度也是确定的,因此我们可以分别在这两个系中选出某种核素的特征核素伽马射线的能量来分别识别铀和钍。
这种被选定的某种核素称为特征核素,它发射的伽射线的能量称为特征能量,在自然伽马能谱测井中,通常选用铀系中的214Bi发射的1.76MeV 的伽马射线来识别铀,选用钍系中的208Tl发射的2. 62MeV的伽马射线来识别钍,用1.46MeV的伽马射线来识别钾。
自然伽玛能谱测井仪(SGS)及其应用张明;王俊;陶吉元;卢超【摘要】SGS obtains contents of three elements-thorium(Th),uranium(U) and potassium(K),total gamma and uranium-removal gamma through processing TCC code which is transferred to ground-based computer.The instrument consists of two parts-probe and circuit,inside which there are two interrelated control systems stabilizing temperature.The result of field logging and application of practical interpretation make a conclusion that SGS can distinguish effectively lithology,clay type,reservoir with high radioactivity and sylvine,which helps a lot in drilling engineering and reservoir development.%自然伽玛能谱测井仪(SGS)是通过TCC编码传输到地面计算机处理得到钍(Th)、铀(U)、钾(K)三种元素的含量,以及总伽玛和去铀伽玛。
仪器结构由探头和电路两部分组成,其内部设置了两个相关的温度稳定控制系统。
根据现场测井及实际解释应用得出:利用自然伽马能谱测井能有效地识别岩性、区分粘土类型、识别高放射性储层和识别钾盐,对钻井工程和油藏开发具有重要的指导意义。
【期刊名称】《江汉石油职工大学学报》【年(卷),期】2012(025)002【总页数】3页(P51-53)【关键词】自然伽玛能谱测井仪;TCC编码;稳谱【作者】张明;王俊;陶吉元;卢超【作者单位】中国石化集团江汉石油管理局测录井工程公司,湖北潜江433123;中国石化集团江汉石油管理局测录井工程公司,湖北潜江433123;中国石化集团江汉石油管理局测录井工程公司,湖北潜江433123;中国石化集团江汉石油管理局测录井工程公司,湖北潜江433123【正文语种】中文【中图分类】TP274.2在自然界中,钍(Th)、铀(U)、钾(K)三种元素的含量占地层中放射性元素总量的99%以上,其它天然放射性元素只占不到1%,完全可以忽略不计,因此自然伽马能谱测井能测量地层中钍、铀、钾三种天然放射性元素含量,以及伽玛总计数率。