密度測井儀檢定結(jié)果的不確定度評(píng)定

摘 要 ：根據(jù)《JJG（軍工）42—2014密度測井儀檢定規(guī)程》的規(guī)定，在檢定密度儀所用儀器設(shè)備和技術(shù)條件下，對(duì)密度測井儀檢定結(jié)果的不確定度進(jìn)行評(píng)定。分析并列出了檢定過程中對(duì)測量結(jié)果有明顯影響的不確定度來源，如計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)、137Cs源放射性統(tǒng)計(jì)漲落、儀器穩(wěn)定性、環(huán)境輻射變化、儀器刻度等方面。并對(duì)各不確定度分量進(jìn)行了量化，同時(shí)給出了相應(yīng)的分析評(píng)定方法，評(píng)定了SYSTEM VI-9139a型密度測井儀檢定結(jié)果的擴(kuò)展不確定度為5%，其最大項(xiàng)為由環(huán)境輻射變化引入的不確定度，該項(xiàng)不確定度為1.5%。

關(guān)鍵詞 ： 密度測井儀 計(jì)量 不確定度 評(píng)定

中圖分類號(hào)： P63 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2015）04（A）-00

1 引言

密度測井儀主要是用來測量地層圍巖密度，從而準(zhǔn)確的確定地層巖性、計(jì)算地層有效孔隙度、礦物儲(chǔ)量和地層含氫指數(shù)（影響核子測井結(jié)果的巖層間隙水），在各種礦床勘探中有著非常重要的作用。

測量是科研、生產(chǎn)過程中不可缺少的一項(xiàng)工作，測量不確定度是對(duì)測量結(jié)果質(zhì)量的定量表征。而評(píng)定密度測井儀測量結(jié)果的不確定度，首先需要評(píng)定檢定密度測井儀時(shí)，檢定結(jié)果的不確定度。GB/T27025—2008《檢測和校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室能力的通用要求》和GJB2725A—2001《測試實(shí)驗(yàn)室和校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室通用要求》也要求在校準(zhǔn)證書給出對(duì)校準(zhǔn)結(jié)果不確定度的說明。

2 測量用設(shè)備、測量方法和數(shù)學(xué)模型

2.1 依據(jù)文件

JJG（軍工）42-2014密度測井儀檢定規(guī)程

JJF1059.1-2012 測量不確定度評(píng)定及表示

2.2 計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)

主要計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)裝置為密度-孔隙度測井模型標(biāo)準(zhǔn)裝置，它位于石家莊市核工業(yè)航測遙感中心，其實(shí)物見圖1，技術(shù)指標(biāo)見表1。

2.3 被測對(duì)象

型號(hào)為SYSTEM VI-9139a，編號(hào)為1249的密度測井儀（以下簡稱儀器）。

2.4 環(huán)境條件

溫度：23℃；

相對(duì)濕度：小于45%；

周圍無強(qiáng)震動(dòng)、強(qiáng)電磁干擾；

無其它影響測量結(jié)果的放射源。

2.5 測量方法

將密度測井儀置于標(biāo)準(zhǔn)模塊中，推靠器推靠好后作定點(diǎn)測量，采集時(shí)間應(yīng)保證長、短源距的原始累計(jì)計(jì)數(shù)均不低于90000，記錄長、短源距計(jì)數(shù)率，根據(jù)刻度系數(shù)和密度計(jì)算方法，計(jì)算模塊的密度值。

2.6 數(shù)學(xué)模型

3. 不確定度評(píng)定

3.1 不確定度來源分析

由上述數(shù)學(xué)模型和密度測量原理可以看出影響測量結(jié)果的因素有密度-孔隙度測井模型標(biāo)準(zhǔn)、放射性統(tǒng)計(jì)漲落、儀器穩(wěn)定性變化、環(huán)境輻射貢獻(xiàn)的變化等，在評(píng)定不確定度時(shí)要考慮這些因素。

3.2 標(biāo)準(zhǔn)不確定度評(píng)定

3.2.1 密度-孔隙度測井模型標(biāo)準(zhǔn)量值的不確定度（ ）

新建模型的物性參數(shù)（密度、孔隙度、滲透率）定值結(jié)果是由石油行業(yè)的3家經(jīng)過國家計(jì)量認(rèn)證的實(shí)驗(yàn)室，通過對(duì)模型模擬樣柱或巖心樣柱分析確定的，各實(shí)驗(yàn)室和各分析方法間彼此相互獨(dú)立，其復(fù)現(xiàn)量值的不確定度主要來源于以下幾個(gè)方面：

a） 國家一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)復(fù)現(xiàn)量值的不確定度（ ）

實(shí)驗(yàn)室采用國家一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)樣進(jìn)行比對(duì)分析測量時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)樣的不確定度u1。對(duì)于滲透率則沒有此項(xiàng)不確定度，卻有壓差、流體粘度等測試條件控制不準(zhǔn)確引入的不確定度，此項(xiàng)不確定度設(shè)為 。

b） 分析測試方法技術(shù)手段不完善引入的不確定度 。

c） 巖心體積度量不準(zhǔn)確引入的不確定度 。

d） 模型樣品分析測量結(jié)果統(tǒng)計(jì)漲落引入的不確定度 。

模型密度定值由3家實(shí)驗(yàn)室完成，每家實(shí)驗(yàn)室做12個(gè)單樣分析測試，其相應(yīng)的不確定度分量分別為：0.31%、0.16%、0.52%、0.69%，則取該項(xiàng)不確定度 。

上述各不確定度分量互相獨(dú)立，密度-孔隙度測井模型標(biāo)準(zhǔn)復(fù)現(xiàn)量值的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度 是上述各項(xiàng)不確定度分量的方和根：

3.2.2 儀器校準(zhǔn)/檢定過程的不確定度（ ）

被校檢儀器在檢定過程中的測量不確定度主要來源于Cs源放射性統(tǒng)計(jì)漲落，儀器穩(wěn)定性變化、環(huán)境輻射貢獻(xiàn)的變化等方面，說明該隨機(jī)過程誤差不僅是儀器或測量標(biāo)準(zhǔn)的特性，而且是整個(gè)測量過程的特征。

（1）儀器校準(zhǔn)/檢定過程的B類不確定度（ ）

a） 儀器的穩(wěn)定性引入的不確定度

對(duì)于SYSTEM VI-9139a密度測井儀，根據(jù)儀器的技術(shù)性能指標(biāo)，在儀器性能正常時(shí)，估算此項(xiàng)因素所引起的不確定度不超過1.0%。

b） 環(huán)境輻射變化引入的不確定度

該系列模型體源設(shè)置的場地在室外，雖然天氣溫度等環(huán)境因素變化大，但由于模型常年浸泡在水中，且自身輻射接近環(huán)境本底，儀器接受的放射性輻射主要來自本身的Cs源，綜合考慮，環(huán)境因素帶來的不確定度定為 。

c） 儀器刻度引入的不確定度

對(duì)于SYSTEM VI-9139a密度測井儀，根據(jù)儀器的技術(shù)性能指標(biāo)，儀器刻度所引起的不確定度不超過1.0%。

綜上所述，用該系列模型體源檢定的儀器，其檢定測量過程的不確度來源有儀器穩(wěn)定性、環(huán)境影響和儀器刻度。上述各分量彼此獨(dú)立，因而被校儀器的檢定測量過程B類不確定度（ ）可由下式計(jì)算，即：

（2）儀器校準(zhǔn)/檢定過程的A類不確定度（ ）

對(duì)于被校檢儀器的檢定測量數(shù)據(jù)，放射性統(tǒng)計(jì)漲落引起的不確定度大小與測得的計(jì)數(shù)相關(guān)，因而可通過控制測量計(jì)數(shù)來控制此項(xiàng)不確定度。

從表2中的統(tǒng)計(jì)結(jié)果可以看出，各模型體源測量結(jié)果的不確定度最大為0.5%。因此，放射性統(tǒng)計(jì)漲落引起的不確定度 為0.5%。

3.3 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度

3.3.1主要標(biāo)準(zhǔn)不確定度匯總表

根據(jù)以上分析，主要標(biāo)準(zhǔn)不確定度匯總表見表3。

3.3.2 合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度

4. 結(jié)論

根據(jù)《JJG（軍工）42—2014輻射編錄儀檢定規(guī)程》的規(guī)定和本站檢定密度測井儀所用標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備的技術(shù)條件，以SYSTEM VI-9139a型密度測井儀為例使用A類和B類不確定定度評(píng)定方法對(duì)各種不確定度分量進(jìn)行了評(píng)定，得出其擴(kuò)展不確定度最大為5%（k=2）。

參考文獻(xiàn)

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