第七章 自然伽马测井

自然伽马测井原理
自然伽马测井（Natural Gamma Ray Logging）是一种用于地质勘探和地层解释的测井方法。

其原理是通过测量地层中存在的天然伽马射线强度来获取地层的放射性元素含量，进而推断地层的成分和性质。

伽马射线是一种能够穿透物质的高能电磁辐射，常常与放射性同位素的衰变过程相关。

地层中的放射性元素如钾、铀和钍会以不同的比例存在，它们的核衰变会释放出伽马射线。

这些伽马射线的能量和强度与地层中的放射性元素含量有关。

在自然伽马测井中，测井仪器将伽马射线传感器降入井中，通过探测上下井段的伽马射线强度差异来识别地层。

伽马射线强度通常以计数率 (counts per second，cps) 的形式进行测量。

通
过观察伽马射线计数率的变化，可以确定地层中放射性元素的含量及其分布。

自然伽马测井可以提供许多地层信息。

例如，钾元素主要存在于黏土矿物中，可用于判断地层的砂岩和页岩含量。

铀和钍元素主要存在于砂岩中，可以用于识别砂岩体。

此外，自然伽马测井还可用于确定地层的厚度和边界、识别化石层、建立地质模型等。

需要注意的是，自然伽马测井的应用需要考虑伽马射线的穿透能力和侵入深度等因素。

不同元素对伽马射线的敏感度也不同，因此对于复杂地层，可能需要结合其他测井方法进行综合解释。

总之，自然伽马测井是一种重要的地质勘探工具，通过测量地层中的伽马射线强度，可以获取地层的放射性元素含量和地质信息，为勘探工作提供有价值的数据支持。

自然伽马测井原理自然伽马测井是一种常用的地球物理勘探技术，它通过测量地层中的自然伽马辐射来获取地层的物性参数，对地质构造和油气藏进行识别和评价。

自然伽马测井原理是基于地层中放射性元素的存在，这些元素会发出自然伽马辐射，通过测量这种辐射的强度和能量分布，可以了解地层的岩性、厚度、孔隙度等信息，为油气勘探和开发提供重要的地质信息。

自然伽马辐射是地球物理测井中常用的一种测井方法，它利用地层中含有的放射性元素（如钾、钍、铀等）所产生的自然伽马辐射进行测量。

这些放射性元素在地层中的含量和分布会影响自然伽马辐射的强度和能谱特征，因此可以通过测量自然伽马辐射来推断地层的性质。

自然伽马测井常用的测量工具是自然伽马测井仪，它能够实时测量地层中的自然伽马辐射，并将数据传输到地面进行分析和解释。

自然伽马测井原理的核心是利用地层中放射性元素的存在来获取地层的物性参数，通过测量自然伽马辐射的强度和能谱特征，可以获取地层的厚度、密度、孔隙度等信息。

在实际应用中，自然伽马测井可以用于识别地层的岩性，划分地层的界面，评价地层的孔隙度和渗透率，识别油气层和水层等。

因此，自然伽马测井在油气勘探和开发中具有重要的应用价值。

自然伽马测井原理的实现依赖于自然伽马辐射的测量和解释。

自然伽马辐射的测量需要使用自然伽马测井仪，它能够实时测量地层中的自然伽马辐射，并将数据传输到地面进行分析。

自然伽马辐射的解释则需要借助地质、物理和数学等知识，通过对自然伽马辐射数据的处理和解释，可以获取地层的物性参数，并进行地质分析和油气勘探评价。

总的来说，自然伽马测井原理是基于地层中放射性元素的存在，利用自然伽马辐射来获取地层的物性参数，为油气勘探和开发提供重要的地质信息。

通过自然伽马测井，可以实现对地层岩性、厚度、孔隙度等参数的快速获取，为油气勘探和开发提供重要的技术支持。

自然伽马测井原理的应用将进一步推动油气勘探和开发技术的进步，为油气田的发现和开发提供重要的技术手段和支持。

自然伽马测井原理自然伽马测井是一种测量地层中放射性元素含量的方法，通过测量地层中的自然伽马辐射强度，可以推断出地层的物性参数，如密度、孔隙度、渗透率等。

本文将介绍自然伽马测井的原理、仪器、应用及优缺点。

一、原理自然伽马辐射是指地球表面及地下物质中，由于天然放射性元素（如钾、铀、钍）的存在而产生的辐射。

这种辐射可以穿透物质，被探测器捕获后转化为电信号，再通过信号处理系统转化为伽马射线强度。

地层中的自然伽马辐射强度与地层中放射性元素的含量有关，因此可以通过测量自然伽马辐射强度来推断地层中放射性元素的含量，从而推断出地层的物性参数。

二、仪器自然伽马测井仪器主要由辐射源、探测器、信号处理系统和数据采集系统等部分组成。

辐射源通常是钚-铍源或铯-137源，探测器通常是锂离子探测器或硅探测器，信号处理系统通常是多道分析器或微机处理器，数据采集系统通常是电缆或无线传输系统。

三、应用自然伽马测井广泛应用于石油、天然气、地热、水文等领域，主要用于以下几个方面：1.测量地层中放射性元素的含量，推断地层的物性参数，如密度、孔隙度、渗透率等。

2.判断地层中矿物成分的类型和含量，如石英、长石、云母、方解石等。

3.判断地层中的岩性类型，如砂岩、泥岩、灰岩、页岩等。

4.判断地层中的构造类型，如断层、褶皱、岩浆侵入等。

5.判断地下水的分布和含量，预测水文地质条件。

四、优缺点自然伽马测井具有以下优点：1.测量范围广，可以测量地层中放射性元素的含量，推断地层的物性参数，如密度、孔隙度、渗透率等。

2.测量速度快，可以在钻井过程中进行实时测量，提高钻井效率。

3.测量精度高，可以达到0.1%的测量精度。

4.测量成本低，仪器价格相对较低，使用成本也较低。

但自然伽马测井也存在以下缺点：1.受地层中其他元素的影响，如矿物质、水等，容易受到干扰。

2.无法直接测量地层中的水含量和流速，需要通过其他方法进行补充。

3.无法测量地层中的化学元素含量，如碳、氢、氧等。

自然伽马测井－以研究岩层或矿体天然放射性为基础，进而研究岩层性质和有关地质问题的一种测井方法。

§ 7－ 1 原子核的基本知识和天然放射性1 ．原子核的基本知识原子核组成—中子，质子核系—具有相同质子数 Z 和中子数 N 的一类原子核表示方法（或）同位素—质子数相同，中子数不同的核素。

2 ．天然放射性核素分为稳定与不稳定的两种，不稳定核素的原子核能自发地放射某种射线，这种现象称为放射性，不稳定核素也称为放射性核素。

原子核衰变—原子核由于放出射线而发生的转变。

放射性核素放出的射线有三种：α、β、γ。

放射性核素的衰变遵从统计规律，在某一时间的衰变率和当时存在的可以衰变的原子核数 N 成正比。

即：式中λ为衰变系数放射性活度—放射性核素的衰变率（单位时间的衰变数），通常通过测定放射性衰变过程中单位时间放出的射线数，即射线强度来了解放射性活度。

半衰期 T —原了核数衰减一半所需的时间，平均寿命τ—放射性原子核平均生存的时间3 ．放射性单位1 ）活度单位－具可勒尔（ Bq ），一具可等于每秒一次核衰变1Bg = 1S -1活度旧单位为居里（ C i ）1 C i = 3.7 × 10 10 Bq2 ）剂量单位：吸收剂量：戈端（ Gray ），一戈端表示一千克物质吸收一热耳的辐射能量时的吸收剂量。

1Gy = 1J/ kg照射剂量：库仑每千克， C/kg ，它是指单位质量的物体（空气），在 x 或 r 辐射后产生电离的电量。

旧单位为仑琴（ R ）1R = 2.578 × 10 -4 C/kg3 ）克镭当量：用于衡量γ放射性强弱，凡放出γ射线的物质和 1 克镭在同样条件下所引起的电离作用相等时，这一物质的放射量为 1 克镭当量。

4 ） API 单位：休斯敦美国石油研究所的γ射线刻度井中低放射性层和高放射性层放射性差值的 1/200 ，定义为 1API 。

4 ．岩石的天然放射性1 ）岩浆岩—放射性物质含量高，全土全油比大。

自然伽马测井原理
自然伽马测井是一种常用的测井方法，它利用地层中天然放射性元素的辐射来获取地层信息。

自然伽马测井原理是基于地层中放射性元素的特性，通过测量地层中放射性元素的辐射强度来推断地层的性质。

本文将介绍自然伽马测井的原理及其在油田勘探中的应用。

地层中的放射性元素主要包括钍、钾和铀等，它们的放射性衰变会产生伽马射线。

当伽马射线穿过地层时，会与地层中的原子核发生相互作用，导致伽马射线的能量发生变化。

通过测量伽马射线的能量变化，可以推断地层中的放射性元素含量，从而得知地层的性质。

自然伽马测井的原理是基于伽马射线在地层中的衰减规律。

地层中的不同岩石对伽马射线的吸收能力不同，因此伽马射线在地层中的传播会受到地层岩石成分的影响。

通过测量伽马射线的衰减情况，可以推断地层的厚度、密度和岩性。

自然伽马测井在油田勘探中有着重要的应用价值。

首先，通过自然伽马测井可以获取地层的放射性元素含量，从而判断地层的含
油气性。

含油气层通常具有较高的放射性元素含量，因此可以通过自然伽马测井来识别潜在的油气层。

其次，自然伽马测井可以提供地层的密度和岩性信息，有助于评价地层的储集性能和渗透性。

最后，自然伽马测井还可以用于识别地层中的放射性矿物，对于矿产勘探具有重要意义。

总之，自然伽马测井原理是基于地层中的放射性元素的辐射特性，通过测量伽马射线的能量变化和衰减规律来推断地层的性质。

在油田勘探中，自然伽马测井具有重要的应用价值，可以帮助地质工作者更好地理解地下地层的情况，为油气勘探和开发提供重要的地质信息。