放射性測井

放射性測井又稱核測井，是以地層和井內介質的核物理性質為基礎的地球物理方法。測井時，用探測器在井 中連續測量由天然放射性核素發射的或由人工激發產生的核射線，以計數率或標準化單位記錄射線強度隨深度的變化，也可直接轉換成測井分析所需要的地球物理參數，以更直觀的形式進行記錄。這類測井方法可在裸眼井和套管井中測定岩性、進行地層評價、觀察油田開發動態和研究油井的工程質量。放射性測井主要包括自然伽馬、自然伽馬能譜、密度、岩性-密度、中子伽馬、中子中子、中子壽命、中子非彈性散射伽馬能譜、中子活化等測井方法。

自然伽瑪測井是測量地層內部天然放射性的一種測井方法。當地層含有放射性礦物時，地層會放射出伽瑪射線，伽瑪射線是一種類似於光的高頻電磁波，當射線被測量儀器的探頭接收時，伽瑪射線便損失了大部分能量而轉換為可見光，然後由光電倍增管轉換為電脈衝，脈衝的數量就反映了地層伽瑪射線的強度。地層中的主要發射性元素為鈾系、釷系和鉀40系。用自然伽瑪測井曲線可以進行地層對比、劃分砂泥岩、計算泥質含量、識別岩性、評價生儲蓋組合等。

（1）曲線特點：

a、對於放射性物質含量均勻各向同性的岩層，當上、下圍岩的放射強度相等時，曲線對稱於地層中點；

b、對著地層中點，曲線呈極大值，並且隨著岩層厚度增加而增大，當厚度是井徑3倍時，極大值為常數，曲線的極大值與地層放射性強度成正比。

c、當地層厚度是井徑3倍時，由曲線的半幅點確定的岩層厚度為真厚度。

（2）影響自然伽瑪曲線的主要因素

a、地層的厚度；b、測井速度和儀器時間常數；c、儀器標準化的影響；d、井參數的影響；

e、放射性測井曲線統計起伏誤差的影響。

地層密度測井是利用伽瑪射線與物質之間的康普頓效應。當伽瑪射線穿過地層時，由於產生康普頓散，伽瑪射線就會被吸收，地層對伽瑪射線吸收的強弱決定於岩石中單位體積內所含的電子數，即電子密度，而電子密度又與地層密度有關，因此通過測定伽瑪射線的強度就可以測定岩石的密度。用密度曲線可以計算地層的密度、地層的孔隙度、確定粘土類型（同中子交會）、識別特殊岩性等。

1、地層岩性成份的影響；2、井眼的影響，擴徑使密度數值失真；3、儀器刻度;4、時間常數及測井速度;

5、地層孔隙流體的影響；6、泥質的影響，一般粘土礦物的密度（克/立方厘米）：伊利石2.76~3.0高嶺石2.6~2.63蒙脫石2.2~2.7。

由中子源向地層發射連續的快中子流，快中子和井內地層中元素的原子核相碰撞時被減速，地層中的氫原子對快中子的減速能力最強。因此，快中子在地層中被減速為熱中子的過程主要取決於地層的含氫量。用中子計數器直接測量下井儀器周圍地層中的熱中子密度。通常把淡水的含氫量規定一個單位。

補償中子測井探測的是地層中的熱中子，採用雙源距，且適當增加了源距，從而增加了探測深度，減小了井參數及岩石熱中子吸收性質對測量結果的影響，同時這種儀器還採用了強放射源，減少了統計起伏誤差影響。

快中子到地層中，與地層中質量相同的氫原子碰撞，能量損失后減速為超熱中子、熱中子，用長短源矩兩個探測器探測量並記錄下來，根據兩探測器的計數率與地層孔隙度的關係曲線，在地面儀器中設計了計算線路，所以所記錄的曲線就是地層的孔隙度指示曲線。在測井過程中，其計數率與地層的含氫量有關。當純地層岩石孔隙中不含流體或孔隙流體主要為地層水時，中子測井值反映了地層的孔隙度近似值。當地層不是純岩石骨架或含氫，尤其是地層含氣，對於孔隙度指示曲線則就應該做一些必要的影響校正，而獲得地層的真實孔隙度。利用補償中子測井確定岩石的孔隙度、劃分岩性、識彆氣層，綜合其它資料判斷油水界面等。

1、井參數影響

補償中子測井裸眼井標準刻度條件：井徑77/8英寸，井眼和地層孔隙中為淡水；無泥餅或間隙；井溫為24攝氏度；1個大氣壓儀器在井中偏心。

1）當井徑增大時，測出的孔隙度會偏大；

2）泥餅，間隙等因素對於補償中子影響較小。

3）天然氣影響。天然氣含氫指數越小，挖掘效應越明顯。天然氣影響。天然氣含氫指數越小，挖掘效應越明顯。

2、岩性影響，泥岩數值大於砂岩。

3、孔隙度影響，孔隙度大，數值大。

自然伽瑪能譜測井儀器採用NaI(T1)閃爍伽瑪探測器，通過能窗（K401.45Mev；U1.76Mev、2.2Mev；Th2282.62Mev）,採用輸出脈衝幅度分析器，測得某一時間內各自個幅度的脈衝數，從而得出不同能量的伽瑪射線能譜，用於分析不同的放射性元素。自然伽瑪能譜的K40主要分佈於長石、雲母、以粘土礦物中；U往往與重礦物伴生，是碎屑沉積的指示，不溶於水；Th容易在還原環境中隨有機質的一起沉積，溶於水且於磷酸鹽類礦物有關。自然伽瑪能譜測井主要用於綜合評價生儲蓋、識別裂縫型儲層、區別有效裂縫與無效裂縫等。