8自然伽马测井资料.ppt

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1、8自然伽马测井资料自然伽马测井自然伽马测井 放射性测井是以物质原子核物理性质为基础的一组测井方法，统称为放射性测井是以物质原子核物理性质为基础的一组测井方法，统称为核测井，包括自然伽马，自然伽马能谱、中子、密度测井等。核测井，包括自然伽马，自然伽马能谱、中子、密度测井等。自然伽马测井是放射性测井中的一种方法。自然伽马测井是放射性测井中的一种方法。它既可以在裸眼井中测井，又可以在套管井中测井（它测量的伽马它既可以在裸眼井中测井，又可以在套管井中测井（它测量的伽马射线有较强的穿透能力）。射线有较强的穿透能力）。它能在任意岩层剖面，以及在井内充满高矿化度泥浆、油基泥浆甚它能在任意岩层剖面，以及在井内

2、充满高矿化度泥浆、油基泥浆甚至空气的条件下使用（由于岩石的自然放射性与剖面上岩石的导电性无关，至空气的条件下使用（由于岩石的自然放射性与剖面上岩石的导电性无关，与井内所充填的介质特性无关）。与井内所充填的介质特性无关）。自然伽马测井已成为碎屑岩剖面、碳酸盐岩剖面和用盐水泥浆钻井地自然伽马测井已成为碎屑岩剖面、碳酸盐岩剖面和用盐水泥浆钻井地区进行测井的重要内容。区进行测井的重要内容。（3 3）核衰变）核衰变 放射性同位素通过放射出射线而从不稳定到稳定的过渡称为核衰变。放射性同位素通过放射出射线而从不稳定到稳定的过渡称为核衰变。这种衰变有两种形式这种衰变有两种形式:一种是从原子核中放出一种是从原子

3、核中放出粒子粒子(2 2HeHe4 4)，叫做，叫做衰变；衰变；一种是从原子核中放出一种是从原子核中放出粒子粒子(-1-1e e0 0)，称为，称为衰变。衰变。8.1 8.1 自然伽马测井的核物理基础自然伽马测井的核物理基础 1 1、核衰变及其放射性、核衰变及其放射性 不稳定同位素在向稳定转化不稳定同位素在向稳定转化(衰变衰变)的过程中，原子核中多余的能量将以的过程中，原子核中多余的能量将以高能电磁波的形式辐射出去，它就是高能电磁波的形式辐射出去，它就是射线，所以射线，所以射线是放射性同位素发射线是放射性同位素发生衰变使原子核内部能量发生改变时的伴随产物。生衰变使原子核内部能量发生改变时的伴随

4、产物。（4 4）核衰变规律）核衰变规律 任任何何放放射射性性元元素素从从不不稳稳定定到到稳稳定定的的衰衰变变过过程程，遵遵循循着着一一个个总总的的趋趋势势，即即随随时时间间呈呈指指数数规规律律递递减减。而而且且这这种种变变化化与与任任何何外外界界作作用用无无关关，如如温温度度、压压力力和和电电场场、磁磁场场等等都都不不能能影影响响放放射射性性衰衰变变的的速速度度，这这一一速速度度唯唯一一地地取取决决于于放放射射性元素本身的性质。性元素本身的性质。8.1 8.1 自然伽马测井的核物理基础自然伽马测井的核物理基础 1 1、核衰变及其放射性、核衰变及其放射性 若以No和N分别表示任一放射性元素在时间

5、t=0和t时的原子数，则放射性元素的衰变规律为 NN0e-t 为衰变常数，不同的元素，值可以相差很大。越大，衰变越快。这个规律说明，随时间增长，放射性元素的原子个数减少。这个规律说明，随时间增长，放射性元素的原子个数减少。（4 4）核衰变规律）核衰变规律 在在习习惯惯上上，常常用用另另一一常常数数来来表表示示衰衰变变快快慢慢。这这一一常常数数是是某某种种放放射射性性元元素素从从t t0 0时时的的N N0 0个个原原子子开开始始，到到N N0 0/2/2个个原原子子发发生生了了衰衰变变所所经经历历的的时时间间，称称为为半半衰期，用衰期，用T T表示表示:T T和和一一样样，也也是是不不受受任任

6、何何外外界界作作用用的的影影响响，而而且且和和时时间间无无关关的的常常量量。不不同同放放射射性性元元素素的的T T值值也也是是不不同同的的。自自然然界界中中，各各种种放放射射性性元元素素的的半半衰衰期期相相差差很很大大，有有的的长长达达几几十十亿亿年年，有有的的短短到到若若干干分分之之一一秒秒。如如，铀铀的的半半衰衰期期为为4.51104.51109 9年，镭年，镭15901590年，氡为年，氡为3.8253.825天等等。天等等。8.1 8.1 自然伽马测井的核物理基础自然伽马测井的核物理基础 1 1、核衰变及其放射性、核衰变及其放射性 一一种种放放射射性性元元素素的的半半衰衰期期可可以以精

7、精确确估估计计，但但无无法法估估计计在在一一个个短短时时间间内内到到底底有有多多少少个个原原子子可可能能发发生生衰衰变变。但但对对元元素素整整体体而而言言，其其衰衰变变具具有有统统计计性性，即即围绕某一平均值在一定范围内变化。围绕某一平均值在一定范围内变化。（4 4）核衰变规律）核衰变规律 一一种种放放射射性性物物质质的的放放射射性性强强弱弱，是是以以单单位位时时间间内内发发生生衰衰变变的的原原子子核核的的数数目目来量度，称为放射性强度，用符号来量度，称为放射性强度，用符号J J表示表示。显然显然 ，式中，式中J J0 0物质的初始放射性强度。物质的初始放射性强度。可可见见，放放射射性性物物质

8、质的的放放射射性性强强度度也也以以同同样样的的指指数数规规律律衰衰减减。同同时时，它它也也符符合统计的规律。合统计的规律。1 1、核衰变及其放射性、核衰变及其放射性 放放射射性性强强度度的的单单位位是是居居里里（CiCi），其其定定义义是是：1Ci=3.7l01Ci=3.7l01010/s/s，即即每每秒秒 钟钟 有有 3.7l03.7l01010次次 核核 衰衰 变变。其其 导导 出出 单单 位位 是是 毫毫 居居 里里 和和 微微 居居 里里：1mCi=3.7l01mCi=3.7l07 7/s,1Ci=3.7l0/s,1Ci=3.7l04 4/s/s。19751975年年国国际际计计量量大

9、大会会规规定定放放射射性性强强度度的单位的单位为为“贝可勒尔贝可勒尔”，符号为，符号为BqBq。（5 5）放射性射线的性质）放射性射线的性质 放射性物质能放出放射性物质能放出射线，射线，射线和射线和射线。它们各具如下性质：射线。它们各具如下性质：射射线线(2 2HeHe4 4)：是是一一种种带带正正电电荷荷的的粒粒子子流流，带带有有两两个个单单位位的的正正电电荷荷，相相当当于一个氦原子核。于一个氦原子核。射射线线(-1-1e e0 0)：是是一一种种带带负负电电荷荷的的高高速速运运动动的的粒粒子子流流，相相当当于于一一个个电电子子，带一个单位的负电荷。带一个单位的负电荷。射射线线：射射线线是是

10、频频率率很很高高的的电电磁磁场场或或光光子子流流，不不带带电电荷荷,能能量量很很高高，一一般多在几十万电子伏特以上，并有很强的穿透能力。般多在几十万电子伏特以上，并有很强的穿透能力。1 1、核衰变及其放射性、核衰变及其放射性 这这三三种种射射线线中中，电电离离能能力力：射射线线的的电电离离本本领领最最强强，射射线线最最弱弱；穿穿透透能能力力：射射线线最最强强，它它在在空空气气中中的的射射程程可可达达几几百百米米，在在沉沉积积岩岩石石中中的的平平均均穿穿透透深深度度约约为为30cm30cm；而而射射线线在在岩岩石石中中的的穿穿透透距距离离仅仅约约1010-3-3厘厘米米；射射线线在金属中仅能穿透

11、在金属中仅能穿透0.90.9厘米。厘米。来自井下岩石的放射性射线中，来自井下岩石的放射性射线中，射线才是唯一可探测到的。射线才是唯一可探测到的。自然界的岩石和矿石均不同程度的具有一定的放射性自然界的岩石和矿石均不同程度的具有一定的放射性，它们几乎全部是，它们几乎全部是由放射性元素铀、钍、锕以及放射性同位素钾由放射性元素铀、钍、锕以及放射性同位素钾1919K K4040在其中存在并进行衰变的在其中存在并进行衰变的结果。铀、钍、锕这三个放射性系列，分别由半衰期较长的铀的一种同位素结果。铀、钍、锕这三个放射性系列，分别由半衰期较长的铀的一种同位素9292U U238238、钍元素、钍元素9090Th

12、Th232232和铀的另一种同位素和铀的另一种同位素9292U U235235开始进行衰变，产生一系列新开始进行衰变，产生一系列新的放射性同位素，并继续衰变、向着稳定元素过渡。的放射性同位素，并继续衰变、向着稳定元素过渡。2 2、沉积岩的自然放射性、沉积岩的自然放射性 这些放射性元素在衰变过程中都能同时放出伽马射线，且不同元素放出这些放射性元素在衰变过程中都能同时放出伽马射线，且不同元素放出的的射线的数量和能量两方面均有区别射线的数量和能量两方面均有区别。如：如：K K：1.46Mev1.46Mev；U U、ThTh：能谱能谱较为复杂，因此，通过探测较为复杂，因此，通过探测射线的数量（强度）和

13、能量（能谱），就有可射线的数量（强度）和能量（能谱），就有可能确定岩石中放射性元素的数量（含量）及种类，并进一步用来寻找放射性能确定岩石中放射性元素的数量（含量）及种类，并进一步用来寻找放射性矿床和研究岩层性质等。矿床和研究岩层性质等。通通过过探探测测射射线线的的数数量量（强强度度）和和能能量量（能能谱谱），可可以以确确定定岩岩石石中中放放射射性性元元素素的的数数量量（含含量量）及及种种类类。因因此此放放射射性性测测井井主要分为自然伽马测井和自然伽马能谱测井。主要分为自然伽马测井和自然伽马能谱测井。以以研研究究岩岩石石中中放放射射性性元元素素的的相相对对含含量量，即即探探测测自自然然伽伽马马射

14、射线总强度的测井方法叫做线总强度的测井方法叫做自然伽马测井自然伽马测井；测测定定在在一一定定能能量量范范围围内内自自然然伽伽马马射射线线的的强强度度以以区区分分岩岩石石中中放放射射性性元元素素的的类类型型及及其其实实际际含含量量的的测测井井方方法法，则则叫叫自自然然伽伽马马能能谱测井谱测井。2 2、沉积岩的自然放射性、沉积岩的自然放射性 对于三大类岩石而言，一般说来，火成岩在三大岩类中放射性对于三大类岩石而言，一般说来，火成岩在三大岩类中放射性最强，变质岩次之，沉积岩最弱。最强，变质岩次之，沉积岩最弱。A A 岩浆岩：岩浆岩：其中有许多放射性矿物，如长石、云母集中了地层中其中有许多放射性矿物，

15、如长石、云母集中了地层中绝大多数钾绝大多数钾K K。角闪石、独居石、辉石也有较高放射性，其中以碱性。角闪石、独居石、辉石也有较高放射性，其中以碱性岩、锆石、独居石等放射性最强。岩、锆石、独居石等放射性最强。B B 变质岩：变质岩：取决于母岩放射性，若为岩浆岩，放射性较强，沉积取决于母岩放射性，若为岩浆岩，放射性较强，沉积岩则次之。岩则次之。C C 沉积岩：沉积岩：一般比岩浆岩、变质岩差，沉积岩中的岩类不同，放一般比岩浆岩、变质岩差，沉积岩中的岩类不同，放射性不同射性不同。2 2、沉积岩的自然放射性、沉积岩的自然放射性（1 1）粘土岩类：含放射性元素最多，放射性最强，主要为泥、页岩）粘土岩类：含

16、放射性元素最多，放射性最强，主要为泥、页岩 A A高岭石：不含放射性元素，且对离子吸附能力差，放射性强度低。高岭石：不含放射性元素，且对离子吸附能力差，放射性强度低。B B蒙脱石：不含放射性元素，但对阳离子吸附能力强，可吸附很多放射蒙脱石：不含放射性元素，但对阳离子吸附能力强，可吸附很多放射性强物质，如氧化铀。故其天然放射性强度最大，对粘土岩放射性贡献最大。性强物质，如氧化铀。故其天然放射性强度最大，对粘土岩放射性贡献最大。C C伊利石：含放射性同位素伊利石：含放射性同位素K K4040，且有较强阳离子吸附能力，也可吸附较，且有较强阳离子吸附能力，也可吸附较多多U U2 2O O氧化铀，有较强

17、放射性。氧化铀，有较强放射性。D D绿泥石：同高岭石相似，天然放射性弱。绿泥石：同高岭石相似，天然放射性弱。（2 2）碎屑岩类：放射性强度由正长石、白云母、重矿物以及）碎屑岩类：放射性强度由正长石、白云母、重矿物以及V VSHSH决定，决定，对储对储层的主要成份石英砂岩而言，前三种矿物很少，因此主要取决于层的主要成份石英砂岩而言，前三种矿物很少，因此主要取决于VSH及组成。及组成。（3 3）化学岩类：石灰岩、白云岩、膏、盐岩、）化学岩类：石灰岩、白云岩、膏、盐岩、K K盐等。盐等。除除K K具放射性外，其具放射性外，其他岩类主要由岩石中所含泥质及微量无素决定。他岩类主要由岩石中所含泥质及微量无

18、素决定。2 2、沉积岩的自然放射性、沉积岩的自然放射性 APIAPI是是美美国国石石油油学学会会的的缩缩写写，APIAPI单单位位是是该该学学会会规规定定的的自自然然伽伽马马测测井井标标准准单单位位，并并已已在在许许多多国国家家广广泛泛应应用用。这这一一单单位位是是将将自自然然伽伽马马测测井井仪仪器器放放在在标标准准的的刻刻度度井井中中进进行行标标定定得得出出的的。标标定定时时，规规定定刻刻度度井井中中最最高高和和最最低低放放射射性性地地层层自自然然伽伽马马读读数数之之差差为为200200个个APIAPI单单位位。于于是是，其其它它地地层层即即可可按按它它的的实实际际读读数数得得出出相相应应的

19、的APIAPI数数。表表中中对对于于每每一一种种岩岩石石都都有有一一定定自自然然伽伽马马射射线线强强度度的的变变化化范范围围，并用横线的纵向宽度来表示出现这一放射性强度的频率。并用横线的纵向宽度来表示出现这一放射性强度的频率。2 2、沉积岩的自然放射性、沉积岩的自然放射性 沉积岩的自然放射性，大体可分为高、中、低三种类型。沉积岩的自然放射性，大体可分为高、中、低三种类型。高高自自然然放放射射性性的的岩岩石石：包包括括泥泥质质砂砂岩岩、砂砂质质泥泥岩岩、泥泥岩岩、深深海海沉沉积积的的泥泥岩岩，以以及及钾钾盐盐层层等等，其其自自然然伽伽马马测测井井读读数数约约100API100API以以上上。特特

20、别别是是深深海海泥泥岩岩和和钾钾盐盐层层，自自然然伽伽马马测测井井读读数数在在所所述述沉沉积积岩岩中中是是最最高的。高的。中中等等自自然然放放射射性性的的岩岩石石，包包括括砂砂岩岩、石石灰灰岩岩和和白白云云岩岩。其其自自然伽马测井读数介于然伽马测井读数介于50100API50100API之间。之间。低低自自然然放放射射性性的的岩岩石石：包包括括岩岩盐盐、煤煤层层和和硬硬石石膏膏。自自然然伽伽马马读数约读数约50API50API以下。其中硬石膏最低，以下。其中硬石膏最低，10API10API以下。以下。2 2、沉积岩的自然放射性、沉积岩的自然放射性 石石油油测测井井的的主主要要研研究究对对象象是

21、是沉沉积积岩岩，通通常常认认为为，铀铀、钍钍、钾钾等等放放射射性性元元素素最最初初存存在在于于火火成成岩岩当当中中，当当火火成成岩岩风风化化以以及及地地表表水水的的作作用用，一一部部分分易易溶溶的的放放射射性性物物质质(如如铀铀的的化化合合物物)便便以以溶溶液液的的形形式式搬搬运运，不不易易溶溶解解的的则则在在水水中中与与胶胶体体和和岩岩石石及及矿矿物物的的碎碎屑屑一一起起搬搬运运，最最后后随随同同沉沉积积岩岩一一起起沉沉积积下下来来。因因而而沉沉积积岩岩中中放放射射性元素的含量取决于岩石的矿物成分、岩性及形成过程中的物理化学条件等。性元素的含量取决于岩石的矿物成分、岩性及形成过程中的物理化学

22、条件等。2 2、沉积岩的自然放射性、沉积岩的自然放射性鄂尔多鄂尔多斯盆地斯盆地铀异常铀异常形成机形成机理理 根根据据实实验验和和统统计计，沉沉积积岩岩的的自自然然放放射射性性强强度度一一般般有有以以下下变变化化规规律：律：随泥质含量的增加而增加；随泥质含量的增加而增加；随随有有机机物物含含量量的的增增加加而而增增加加，如如沥沥青青质质泥泥岩岩的的放放射射性性很很高高。在在还还原原条条件件下下，六六价价铀铀能能被被还还原原成成四四价价铀铀，从从溶溶液液中中分分离离出出来来而而沉沉淀在地层中，且有机物容易吸附含铀和钍的放射性物质；淀在地层中，且有机物容易吸附含铀和钍的放射性物质；随着钾盐和某些放射

23、性矿物的增加而增加。随着钾盐和某些放射性矿物的增加而增加。可可见见，除除特特殊殊的的放放射射性性矿矿物物如如钾钾盐盐层层以以外外，油油气气田田中中常常遇遇到到的的沉积岩的自然放射性强弱与岩石中含泥质的多少有密切的关系。沉积岩的自然放射性强弱与岩石中含泥质的多少有密切的关系。2 2、沉积岩的自然放射性、沉积岩的自然放射性 岩石含泥质越多，自然放射性就越强。岩石含泥质越多，自然放射性就越强。这是因为：这是因为：2 2、沉积岩的自然放射性、沉积岩的自然放射性 构构成成泥泥质质的的粘粘土土颗颗粒粒较较细细，有有较较大大的的比比表表面面积积，在在沉沉积积过过程中能够吸附较多的溶液中放射性元素的离子。程中

24、能够吸附较多的溶液中放射性元素的离子。泥泥质质颗颗粒粒沉沉积积时时间间长长(特特别别是是深深海海沉沉积积)，有有充充分分的的时时间间同同放放射射性性元元素素接接触触和和进进行行离离子子交交换换，所所以以，泥泥质质岩岩石石就就具具有有较较强强的自然放射性。的自然放射性。这这也也成成为为我我们们利利用用自自然然伽伽马马测测井井曲曲线线区区分分岩岩石石性性质质、进进行行地层对比，以及定量估计岩石中泥质含量的依据。地层对比，以及定量估计岩石中泥质含量的依据。目目前前使使用用较较为为普普遍遍的的伽伽马马射射线线探探测测器器主主要要是是闪闪烁烁计计数数器器。它主要由它主要由NaINaI萤光晶体和光电倍增管

25、组成。萤光晶体和光电倍增管组成。8.1 8.1 自然伽马测井的核物理基础自然伽马测井的核物理基础 3 3、伽马射线的探测、伽马射线的探测 其工作原理是，伽马射线射到萤光体其工作原理是，伽马射线射到萤光体(如碘化钠晶体如碘化钠晶体)上，上，从其原子中打出电子，并在该电子的激发下发出闪光。光电倍从其原子中打出电子，并在该电子的激发下发出闪光。光电倍增管将闪光转变为电脉冲，电脉冲的数量与进入萤光体的伽马增管将闪光转变为电脉冲，电脉冲的数量与进入萤光体的伽马射线成正比，这就是闪烁计数器的基本工作原理。射线成正比，这就是闪烁计数器的基本工作原理。8.2 8.2 自然伽马测井自然伽马测井1 1、方法特点、

26、方法特点优点：（优点：（1 1）裸眼井和套管井中均可以进行）裸眼井和套管井中均可以进行 （2 2）油基泥浆、高矿化度以及干井中均可以进行）油基泥浆、高矿化度以及干井中均可以进行 （3 3）碳酸盐岩剖面和水化学沉积剖面不可缺少。）碳酸盐岩剖面和水化学沉积剖面不可缺少。缺点：（缺点：（1 1）测速慢，成本高。）测速慢，成本高。（2 2）如果岩石本身组成中含放射性物质，如含火山碎屑）如果岩石本身组成中含放射性物质，如含火山碎屑 等，则无法正确判断泥质含量。如哈密地区，那么等，则无法正确判断泥质含量。如哈密地区，那么 V VSHSH判定需从其它资料中求取。判定需从其它资料中求取。自然伽马测井可以解决以

27、下问题：自然伽马测井可以解决以下问题：(1)(1)根据天然放射性强弱，判别岩性和划分井地层剖面。根据天然放射性强弱，判别岩性和划分井地层剖面。(2)(2)在一个含油气区或单独构造上，各井剖面进行对比。在一个含油气区或单独构造上，各井剖面进行对比。(3)(3)估计岩石中泥质含量，从而判断岩层的储集性能。估计岩石中泥质含量，从而判断岩层的储集性能。8.2 8.2 自然伽马测井自然伽马测井2 2、测量原理、测量原理 进行自然伽马测井的简单原理如图所示。进行自然伽马测井的简单原理如图所示。井井下仪器主要包括下仪器主要包括：伽马射线探测器：伽马射线探测器(将接收到的将接收到的伽马射线转换成电脉冲的装置伽

28、马射线转换成电脉冲的装置)、供给该探测器、供给该探测器所需的高压电源，以及将探测器输出的电脉冲进所需的高压电源，以及将探测器输出的电脉冲进行放大的放大器等。行放大的放大器等。地面仪器主要包括：地面仪器主要包括：将来自井下的一连串电将来自井下的一连串电脉冲转换成连续电流的一整套电路，以及记录仪脉冲转换成连续电流的一整套电路，以及记录仪和电源等。和电源等。自然伽马测井原理简图射线NaI晶体光电倍增管计数器高压电路调制发送至地面 利利用用这这套套装装置置进进行行自自然然伽伽马马测测量量的简单过程是：的简单过程是：当井下仪器在井内由下向上提升当井下仪器在井内由下向上提升时，来自岩层的自然伽马射线穿过井

29、时，来自岩层的自然伽马射线穿过井内泥浆和仪器外壳进入探测器。探测内泥浆和仪器外壳进入探测器。探测器将接收到的一连串伽马射线转换成器将接收到的一连串伽马射线转换成一个个的电脉冲，然后经井下放大器一个个的电脉冲，然后经井下放大器加以放大，由电缆送到地面仪器，地加以放大，由电缆送到地面仪器，地面仪器把每分钟接收到的电脉冲数面仪器把每分钟接收到的电脉冲数（计数率）转变为与其成比例的电位（计数率）转变为与其成比例的电位差进行记录。差进行记录。8.2 8.2 自然伽马测井自然伽马测井2 2、测量原理、测量原理GR 井井下下仪仪器器在在井井内内自自下下而而上上移移动动测测量量，就就连连续续记记录录出出井井剖

30、剖面面的的自自然然伽伽马马强强度度曲曲线线，通通常常记记为为GRGR，以以记记数数率率（脉脉冲冲/分分钟钟）或或APIAPI刻度。刻度。右图就是某井（砂泥右图就是某井（砂泥岩剖面）一段自然伽马测岩剖面）一段自然伽马测井实测曲线。井实测曲线。8.2 8.2 自然伽马测井自然伽马测井2 2、测量原理、测量原理某井段GRGR、SPSP和ACAC曲线8.2 8.2 自然伽马测井自然伽马测井3 3、曲线特征及影响因素、曲线特征及影响因素 地层岩石放射出的自然地层岩石放射出的自然射线，射线，在穿过地层时会逐渐被岩石所吸收，在穿过地层时会逐渐被岩石所吸收，因此，由距离探测器较远的岩石放射因此，由距离探测器较

31、远的岩石放射出的出的射线，在到达探测器之前已被射线，在到达探测器之前已被岩石所吸收，所以岩石所吸收，所以自然自然测井曲线记测井曲线记录下来的主要是仪器附近，以探测器录下来的主要是仪器附近，以探测器中心为球心，半径为中心为球心，半径为30-45cm30-45cm范围内岩范围内岩石放射出来的石放射出来的射线。这个范围就是射线。这个范围就是自然自然测井的探测范围。测井的探测范围。用这个用这个“探测范围探测范围”的概念，容的概念，容易理解自然易理解自然测井曲线形状及其特点。测井曲线形状及其特点。（1 1）探测范围）探测范围GRGR的探测范围的探测范围3 3、曲线特征及影响因素、曲线特征及影响因素 中心

32、对称（上下围岩放射中心对称（上下围岩放射性相同），中心出现极大值。性相同），中心出现极大值。h h3d3d0 0，曲线极大值随，曲线极大值随h h增增加而增加，加而增加，h3dh3d0 0，极大值，极大值=const,=const,与强度大小成正比，与与强度大小成正比，与厚度无关。厚度无关。h3d h3d0 0半幅点定界面，半幅点定界面，h h3d3d0 0，厚度真实厚度。，厚度真实厚度。（2 2）曲线特征）曲线特征 放射性涨落影响放射性涨落影响-实测曲线呈锯齿状实测曲线呈锯齿状 由由于于地地层层中中放放射射性性元元素素的的衰衰变变是是随随机机的的，因因此此，在在一一定定时时间间间间隔隔内内衰

33、衰变变的的原原子子核核数数，亦亦即即放放射射出出的的伽伽马马射射线线数数不不可可能能完完全全相相同同。但但从从统统计计的的角角度度来来看看，它它基基本本上上围围绕绕着着一一个个平平均均值值在在一一定定的的范范围围内内波波动动。这这就就是是通通常常所所说说的的统统计计起起伏伏，或或放放射射性性涨涨落。落。放射性涨落现象的存在，使得采用同放射性涨落现象的存在，使得采用同样的测井速度，在同一地层不同时间测得样的测井速度，在同一地层不同时间测得的自然伽马读数并不一致。表现在测井曲的自然伽马读数并不一致。表现在测井曲线上，即呈锯齿状的变化，如图。线上，即呈锯齿状的变化，如图。3 3、曲线特征及影响因素、

34、曲线特征及影响因素（3 3）影响因素）影响因素三个影响因素 曲线有深度位移曲线有深度位移 自自然然伽伽马马测测井井记记录录的的是是单单位位时时间间内内探探测测到到的的射射线线强强度度，而而实实际际测测井井时时仪仪器器在在不不断断地地连连续续移移动动，这这样样实实测测曲曲线线与与理理论论曲曲线线就就有有一一些些差差别别。只只有有当当测测井井速速度度很很小小时时，测测的的曲曲线线形形状状才才与与理理论论曲曲线线相相似似，当当测测井井速速度度增增加加时时，曲线形状发生沿仪器移动方向移动的畸变。曲线形状发生沿仪器移动方向移动的畸变。造造成成畸畸变变的的原原因因是是：井井下下仪仪器器具具有有一一定定的的

35、提提升升速速度度，地地面面仪仪器器有有一一定定的时间常数这两种因素决定的（的时间常数这两种因素决定的（VV）。）。可以想象，对一定时间内电脉冲数进行累计的计数率电路的时间常数，可以想象，对一定时间内电脉冲数进行累计的计数率电路的时间常数，造成了测井记录具有一定的造成了测井记录具有一定的“惰性惰性”，它使得当仪器在井下以一定速度提，它使得当仪器在井下以一定速度提升时，不同放射性强度的地层进入探测范围之后，记录仪器还来不及马上升时，不同放射性强度的地层进入探测范围之后，记录仪器还来不及马上反映这一实际放射性强度的变化。于是，曲线上所反映的不同放射性地层反映这一实际放射性强度的变化。于是，曲线上所反

36、映的不同放射性地层的界面便滞后了一段时间，即深度向上挪动了一定的距离。即，曲线的形的界面便滞后了一段时间，即深度向上挪动了一定的距离。即，曲线的形状就受到了一定的歪曲，曲线的对称性破坏、极大值变小、极小值增大。状就受到了一定的歪曲，曲线的对称性破坏、极大值变小、极小值增大。特别是薄地层，这种畸变更明显。特别是薄地层，这种畸变更明显。3 3、曲线特征及影响因素、曲线特征及影响因素（3 3）影响因素）影响因素3 3、曲线特征及影响因素、曲线特征及影响因素（3 3）影响因素）影响因素曲线有深度位移曲线有深度位移 VV的影响使的影响使GRGR曲线发生畸变，主要曲线发生畸变，主要表现在幅度值表现在幅度值

37、GRGRmaxmax下降，且下降，且GRGRmaxmax位置不在位置不在地层中心而向上偏移，视厚度增大，半幅地层中心而向上偏移，视厚度增大，半幅点上移。同时造成半幅点划分地层界面与点上移。同时造成半幅点划分地层界面与实际地层界面有一偏差，而且前者比后者实际地层界面有一偏差，而且前者比后者浅。偏差的大小与浅。偏差的大小与VV成正比。成正比。为了尽可能减小这种影响，在实际测为了尽可能减小这种影响，在实际测井工作中应通过试验选择合适的提升速度井工作中应通过试验选择合适的提升速度和时间常数。同时，在整理资料时，需通和时间常数。同时，在整理资料时，需通过同其它曲线的对比，将整个曲线下移一过同其它曲线的对

38、比，将整个曲线下移一定深度。定深度。自然伽马测井曲线的幅度不仅与地层的放射性有关，而且还受井自然伽马测井曲线的幅度不仅与地层的放射性有关，而且还受井眼条件眼条件(井径、泥浆比重、套管、水泥环等参数井径、泥浆比重、套管、水泥环等参数)的影响。的影响。泥浆、套管、水泥环吸收伽马射线，所以这些物质会使自然伽马泥浆、套管、水泥环吸收伽马射线，所以这些物质会使自然伽马测井值降低。测井值降低。一层套管时的自然伽马测井值大约是没有套管的自然伽一层套管时的自然伽马测井值大约是没有套管的自然伽马测井曲线值的马测井曲线值的7575。如有多层套管则自然伽马值将明显下降。如有多层套管则自然伽马值将明显下降。在在做做定

39、定性性解解释释时时，如如果果井井内内泥泥浆浆稳稳定定，则则整整个个曲曲线线的的相相对对趋趋势势反反映地层性质，可不做校正。映地层性质，可不做校正。在在大大井井眼眼和和套套管管井井中中，定定量量解解释释自自然然伽伽马马资资料料时时，要要做做出出校校正正图图版，进行必要的校正。版，进行必要的校正。3 3、曲线特征及影响因素、曲线特征及影响因素（3 3）影响因素）影响因素井的参数对自然伽马测井曲线的影响井的参数对自然伽马测井曲线的影响(1)(1)划分岩性，确定渗透层划分岩性，确定渗透层 利利用用自自然然伽伽马马测测井井曲曲线线划划分分岩岩性性，主主要要是是根根据据岩岩层层中中泥泥质质含含量量不不同同

40、进进行行的的，由由于于各各地地区区岩岩石石成成分分不不一一样样，因因此此在在利利用用自自然然伽伽马马测测井井曲曲线线划划分分岩岩层层时时，要要了了解解该该地地区区的的地地质质剖剖面面岩岩性性的的特点。特点。下面是用自然伽马测井曲线划分岩性的一般规律。下面是用自然伽马测井曲线划分岩性的一般规律。4 4、自然伽马测井曲线的地质应用、自然伽马测井曲线的地质应用 自然伽马测井在油气田勘探和开发中，主要用来划分岩性，自然伽马测井在油气田勘探和开发中，主要用来划分岩性，确定储集层的泥质含量，进行地层对比及射孔工作中的跟踪定确定储集层的泥质含量，进行地层对比及射孔工作中的跟踪定位等。位等。应用有4点4 4、

41、自然伽马测井曲线的地质应用、自然伽马测井曲线的地质应用在砂泥岩剖面中在砂泥岩剖面中 A、纯砂岩在自然、纯砂岩在自然伽马曲线上显示出最低伽马曲线上显示出最低值；值；B、泥岩显示最高、泥岩显示最高值；值；C、粉砂岩、泥质、粉砂岩、泥质砂岩介于二者之间，并砂岩介于二者之间，并随着岩层中泥质含量增随着岩层中泥质含量增加曲线幅度增大。加曲线幅度增大。4 4、自然伽马测井曲线的地质应用、自然伽马测井曲线的地质应用在碳酸盐岩剖面中在碳酸盐岩剖面中 A A、粘土岩、粘土岩(泥岩、页岩泥岩、页岩)的的自然伽马显示最高值；自然伽马显示最高值；B B、纯的石灰岩、白云岩的、纯的石灰岩、白云岩的自然伽马值最低；自然伽

42、马值最低；C C、泥灰岩、泥质石灰岩、泥灰岩、泥质石灰岩、泥质白云岩的自然伽马测井曲泥质白云岩的自然伽马测井曲线值介于两者之间，且幅值随线值介于两者之间，且幅值随泥质含量的增加而增大。泥质含量的增加而增大。用自然伽马测井曲线在膏盐剖用自然伽马测井曲线在膏盐剖面中可以划分岩性并划分出砂岩储面中可以划分岩性并划分出砂岩储集层。这种剖面中：集层。这种剖面中：A、岩盐、石膏层的曲线值最、岩盐、石膏层的曲线值最低，泥岩最高；低，泥岩最高；B、砂岩介于上述二者之间。、砂岩介于上述二者之间。曲线读数较高的砂岩层的泥质含量曲线读数较高的砂岩层的泥质含量较多，是储集性较差的砂岩，而曲较多，是储集性较差的砂岩，而

43、曲线读数较低的砂岩层则是较好的储线读数较低的砂岩层则是较好的储集层。集层。4 4、自然伽马测井曲线的地质应用、自然伽马测井曲线的地质应用在膏盐剖面中在膏盐剖面中4 4、自然伽马测井曲线的地质应用、自然伽马测井曲线的地质应用（2 2）进行地层对比）进行地层对比 运用自然伽马测井曲线进行地层对比的优点：运用自然伽马测井曲线进行地层对比的优点：与岩石流体性质无关（油、水、地层矿化度等）；与岩石流体性质无关（油、水、地层矿化度等）；与泥浆性质无关（盐、水泥浆）；与泥浆性质无关（盐、水泥浆）；在自然伽马测井曲线上容易找到标淮层，如海相沉积的泥岩，在自然伽马测井曲线上容易找到标淮层，如海相沉积的泥岩，在很

44、大区域内显示明显的高幅度值。在很大区域内显示明显的高幅度值。在油水过渡带内进行地层对比时，就显示出自然伽马测井曲线在油水过渡带内进行地层对比时，就显示出自然伽马测井曲线的优点了。因为在这样的地区同一地层不同井内，孔隙中所含流体的优点了。因为在这样的地区同一地层不同井内，孔隙中所含流体性质性质(油、气、水油、气、水)是不同的，这就使视电阻率、自然电位和中子伽是不同的，这就使视电阻率、自然电位和中子伽马测井曲线变化而造成对比上的困难。而自然伽马测井曲线不受流马测井曲线变化而造成对比上的困难。而自然伽马测井曲线不受流体性质变化的影响，所以在油水过渡带进行地层对比时，使用自然体性质变化的影响，所以在油

45、水过渡带进行地层对比时，使用自然伽马测井曲线效果较好。伽马测井曲线效果较好。在膏盐剖面地区，由于视电阻率和自然电位测井曲线显示不好，在膏盐剖面地区，由于视电阻率和自然电位测井曲线显示不好，进行地层对比用自然伽马测井曲线更为必要。进行地层对比用自然伽马测井曲线更为必要。4 4、自然伽马测井曲线的地质应用、自然伽马测井曲线的地质应用（2 2）进行地层对比）进行地层对比 由于泥质颗粒细小，具有较大的比面，使它对放射性物质有较大由于泥质颗粒细小，具有较大的比面，使它对放射性物质有较大的吸附能力，并且沉积时间长，有充分时间与溶液中的放射性物质一的吸附能力，并且沉积时间长，有充分时间与溶液中的放射性物质一

46、起沉积下来，所以泥质起沉积下来，所以泥质(粘土粘土)具有很高的放射性。在不含放射性矿物具有很高的放射性。在不含放射性矿物的情况下，泥质含量的多少就决定了沉积岩石的放射性强弱。所以有的情况下，泥质含量的多少就决定了沉积岩石的放射性强弱。所以有4 4、自然伽马测井曲线的地质应用、自然伽马测井曲线的地质应用（3 3）确定岩石的泥质含量）确定岩石的泥质含量可能利用自然伽马测井资料来估算泥质含量，可能利用自然伽马测井资料来估算泥质含量，通常采用相对值法确定地层泥质含量。通常采用相对值法确定地层泥质含量。地层中的泥质含量与自然伽马读数地层中的泥质含量与自然伽马读数GRGR的的关系往往是通过实验确定的。关系

47、往往是通过实验确定的。GR=(GR-GR GR=(GR-GRminmin)/(GR)/(GRmaxmax-GR-GRminmin)V Vshsh=(2=(2cGRcGR-1)/(2-1)/(2c c-1)-1)其中老地层其中老地层 C=2 C=2；新地层新地层 C=3.74 C=3.744 4、自然伽马测井曲线的地质应用、自然伽马测井曲线的地质应用（4 4）确定岩石的粒度中值，作沉积环境分析）确定岩石的粒度中值，作沉积环境分析C C0 0、C C1 1为经验常数。为经验常数。C C0 0为所选取的为所选取的GRGRminmin的相应层段的平均粒度中值（的相应层段的平均粒度中值（MdMd0 0）的对数值。）的对数值。自然伽马测井自然伽马测井本小节作业本小节作业1.名词解释：统计起伏名词解释：统计起伏2.砂泥岩剖面上典型岩性的自然伽马测井曲线特征有那砂泥岩剖面上典型岩性的自然伽马测井曲线特征有那些？些？3.简述自然伽马测井的地质应用。简述自然伽马测井的地质应用。THE END此此课件下件下载可自行可自行编辑修改，修改，仅供参考！供参考！感感谢您的支持，我您的支持，我们努力做得更好！努力做得更好！谢谢!