石油測井中放射性測井中的常用單位與換算淺析

魏宏偉

中國石油集團測井有限公司長慶事業(yè)部

1、引言

1896年貝克勒爾發(fā)現(xiàn)了放射性現(xiàn)象，之后人們將放射性方法應(yīng)用到解決地學方面的問題。放射性測井是“根據(jù)巖石及其空隙流體的核物理性質(zhì)，研究井地質(zhì)剖面，探勘石油、天然氣、煤記憶鈾等有用礦藏，研究石油地質(zhì)、油井工程和油井開發(fā)的地球物理方法，是地球物理測井的一個極為重要的分支。”在石油勘探和開發(fā)中，人們可以通過采用放射性測井方法來研究和劃分地質(zhì)剖面，用來檢查油井工程的質(zhì)量與測定底層的吸水面等。本文以放射性測井為研究對象，重點分析放射性測井中的使用單位并對其換算關(guān)系進行淺析。

2、放射性測井的方法和單位

放射性測井的方法比較多，無論使用哪種方法均以研究巖石與其空隙流體的某種核物理為基礎(chǔ)，總體來說可以分為三大類：一是伽瑪測井，“研究伽瑪輻射為基礎(chǔ)，包括自然伽馬、自然伽馬能譜、地層密度（伽馬-伽馬）測井、巖性密度測井等?！倍侵凶訙y井，“研究中子與巖石及其孔隙流體相互作用為基礎(chǔ)，包括超熱中子、熱中子、中子伽瑪、中子壽命等?！比呛舜艤y井，“利用核磁現(xiàn)象研究底層自用流體含量。”從總體上來看，放射性測井具有十分獨特的有點，使用放射性測井能夠在井下快速的分析和確定巖石及其孔隙流體中的各種化學元素含量的有效方法，并且使用該方法能夠不受井內(nèi)介質(zhì)的限制，因此，是套管井中唯一能夠進行底層評測評的測井方法。

放射性測井發(fā)展于20世紀30年代的末期，隨著核物理學、和電子學以及地質(zhì)學的發(fā)展與應(yīng)用，人們針對策略目的的不同，在放射性測井中使用了不同的放射性單位。同時一些輻射力和單位的概念也在不斷的發(fā)生變化，即使是統(tǒng)一名稱在不同的時期也被賦予了不同的含義，從而使得在一段想當長得時間里（20世紀50~60年代），輻射量與單位的使用呈現(xiàn)比較混亂的局面如，有貝可、伽馬、納庫/Kg·小時、PA/KG、API、居里等等。20世紀70年代之后，隨著科學技術(shù)的發(fā)展與實際應(yīng)用的需要，國際輻射單位和策略委員會（ICRU）制定出了一套完整的描述電離輻射的量和單位的法規(guī)，并在19號、25號和33號報告中對這些量和單位的定義做了十分詳細的論述。例如，在測井規(guī)范中要求使用的規(guī)范單位是PA/Kg。因此，對不同測井單位的含義以及單位、換算關(guān)系的清晰了解和認識對于測井技術(shù)人員來講是十分重要的。

2.1放射性測井

我們都知道在元素周期表中，原子序數(shù)增大的同時，原子核中的中子數(shù)同質(zhì)子數(shù)之間的比從1:1（氚）增至1:1.59（鈾），在這個過程中，原子核在逐漸的增大，并且當原子核過大或者中子數(shù)過多時原子核會不穩(wěn)定，這就會放出一些射線，會衰變成一些較輕的、穩(wěn)定的、新的原子核，這種性質(zhì)被稱為放射性。“但元素的原子核收到人為的放射性射線轟擊時，也可能發(fā)生放射性衰變，這種放射性成為人工放射性。利用人工放射性中的Y設(shè)想說進行的測井，即成為放射性測井?！?/p>

2.2放射性測井的兩個基本單位

放射性測井單位同安培（A）和庫侖（C）這兩個物理單位有著直接緊密的聯(lián)系。安培（A）是電流強度單位“指的是單位時間內(nèi)通過導(dǎo)線某一截面的電荷量?！睅靵觯–）是電路單位，“當流過某曲面的電流1安培時，每秒鐘說通過的電量定義為1庫侖?！?/p>

2.3放射性測井的基本單位與相互換算關(guān)系

（1）放射性強度的單位。又稱放射性活度，“即通常使用的放射源的強度”。放射性強度的國際單位制（SI）是用貝克勒爾（bec?querel）來表示，簡稱貝可，是指在1秒鐘內(nèi)發(fā)生一次和衰變，用符號Bq來表示，居里（Ci）是常用單位。一居里（curie）指的是在一秒鐘內(nèi)發(fā)生3.7x1010次和衰變，Ci是簡稱符號。居里（curie）同貝可（becquerel）之間的換算關(guān)系可以表述為1Ci=3.7x1010Bq（貝可）。1986年起我國開始正式執(zhí)行國際單位制（SI）。

（2）伽馬射線的強度單位。指“在一定條件下，可用照射量率表示伽馬射線輕度，即借用微倫琴/小時做輻射強度單位。即1微倫琴/小時+1伽馬（Y）”，需要指明的是照射量率和輻射強度不是同一個概念，它們之間只是借用的關(guān)系。

（3）照射劑量。指的是“描述X射線或Y射線使空氣產(chǎn)生電力能力的物理量，是指單位質(zhì)量的物體，在X射線或Y射線輻射后產(chǎn)生電力的電路。照射量的國際單位是庫侖/千克（C/Kg），專用單位是倫琴（R），即在溫度0攝氏度時，壓力760mmHg的1cm3空氣中，生產(chǎn)正負電荷各一個靜電單位的例子的伽馬射線的劑量為一倫琴（1R）?！睅靵龊蛡惽僦g的換算關(guān)系式可以表述為：1庫侖（C）/千克（Kg）≈3.877x103倫琴。1倫琴=2.58x10-4庫侖/千克。1微倫琴=0,258x10-9庫侖（C）/千克（Kg）。

3、結(jié)語

放射性測井使用的物理量的單位比較多，上文指出的物理單位以及它們之間的換算關(guān)系僅僅是眾多單位與換算關(guān)系中的很少一部分。由于它們之間的換算關(guān)系比較復(fù)雜，因此，在實際的工作中容易出錯，從而對測井數(shù)據(jù)的質(zhì)量和精確度造成影響。因此，測井工作者應(yīng)當對它們之間的使用單位、符號標記以及單位之間的換算關(guān)系做到清楚和明白，只有這樣才能夠保障工作的質(zhì)量。

[1]蒙奎文，霍敬原，布日格德.放射性測井中的常用單位及其換算關(guān)系[J].西部資源，2012，（2）.

[2]董大勇.放射性測井法定計量單位的換算[J].煤田地質(zhì)與勘探，1995，（1）.

[3]薛中權(quán).放射性測井及防護中的SI單位和專門名稱[J].1987，（6）.