自然伽馬能譜測井應(yīng)用研究

楊再超

摘要：自然伽馬能譜測井是測井學(xué)中一種重要的測井方法，本文通過研究自然伽馬能譜測井原理，對自然伽馬能譜測井曲線進(jìn)行分析，分析自然伽馬能譜測井在實(shí)際測井中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：自然伽馬能譜；測井曲線；頁巖

中圖分類號：TP391 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2016）14-0234-02

自然伽馬能譜測井是按不同能量范圍記錄自然伽馬射線的一種測井方法。因?yàn)榈貙臃懦龅馁ゑR射線大多數(shù)是由三種放射性同位素——鉀、釷、鈾衰變產(chǎn)生的，所以自然伽馬能譜測井可以給出地層中鉀、釷、鈾的含量。這些數(shù)據(jù)對于準(zhǔn)確地確定儲(chǔ)集層泥質(zhì)含量、分析沉積環(huán)境和生油條件，以及劃分巖性都是很有用的。本文通過研究自然伽馬能譜測井原理，分析實(shí)際能譜測井曲線，對自然伽馬能譜測井在實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行研究。

1 自然伽馬能譜測井原理

自然伽馬能譜測井是在井內(nèi)測量巖層中自然存在的放射性元素核衰變過程中放射出來的伽馬射線的強(qiáng)度來研究巖層的一種方法。自然伽馬能譜測井原理是根據(jù)鈾、釷、鉀的自然伽馬能譜的特征，用能譜分析方法，將測量的鈾、釷、鉀的伽馬放射性的混合譜，進(jìn)行譜的解析，從而來確定鈾、釷、鉀在地層中的含量。

在自然伽馬射線的能譜，K40只有能量為1.46MeV的伽馬射線。鈾系和釷系的各種元素發(fā)射不同能量的伽馬射線，有些元素還發(fā)射多種能量的伽馬射線。鈾系和釷系元素在放射性平衡狀態(tài)下，不同能量的伽馬射線的相對強(qiáng)度也是確定的。因此，U、Th、K自然伽馬射線的識別：鈾系中選Bi214發(fā)射的1.76MeV的伽馬射線來識別U；釷系中選Tl208發(fā)射的2.62MeV的伽馬射線來識別Th；K40用能量為1.46MeV的伽馬射線識別，如圖1所示。

在自然伽馬能譜測井的測量過程首先，確定對伽馬光子進(jìn)行分類計(jì)數(shù)。γ光子被接收產(chǎn)生一個(gè)電脈沖，電脈沖的幅度正比于光子的能量，地面儀器可將電脈沖按脈沖幅度進(jìn)行分類計(jì)數(shù)。然后，記伽馬光子能量為1.32～1.575mev的光子計(jì)數(shù)率為WⅠ，記伽馬光子能量為1.65～2.39Mev的光子計(jì)數(shù)率為WⅡ，記伽馬光子能量為2.475～2.764Mev的光子計(jì)數(shù)率為WⅢ。最后，確定U、Th、K的含量。

[WI=A1Th+B1U+C1KWII=A2Th+B2U+C2KWIII=A3Th+B3U+C3K] （1）

其中：WⅠ、WⅡ、WⅢ為三個(gè)能量窗的伽馬光子的計(jì)數(shù)率（測量結(jié)果），而對某一儀器來講：A1、B1、C1、A2、B2、C2、A3、B3、C3都是已知的（通過刻度獲得）。所以解聯(lián)立方程可得U、Th、K的含量。

2 自然伽馬能譜測量曲線分析

在圖2（a）中，上部分的頁巖是富含有機(jī)物的生油層，它在能譜曲線上的特征是鉀和鈾含量很高，尤其是鈾含量特別高，該井段下部是典型的頁巖，釷和鉀含量特別

（a）含有機(jī)物頁巖能譜曲線上的特征

（b）頁巖儲(chǔ)集層在能譜曲線上的特點(diǎn)

圖2 頁巖在自然伽馬能譜上的曲線

圖2（b）是利用自然伽馬能譜測井曲線尋找頁巖儲(chǔ)集層，在圖1（b）中，5450ft到5500ft井段為富含有機(jī)物的頁巖生油層。其中局部地段，有工業(yè)性油流產(chǎn)出成為生油層，它在NGS曲線上有高鈾、低鉀、低釷的特征顯示。

3結(jié)論

通過分析實(shí)際自然伽馬能譜測井曲線，結(jié)果表明：自然伽馬能譜可以明顯的測量出鈾、釷、鉀的含量，探測出頁巖中的生油層，劃分巖性、識別滲透層。本文的研究結(jié)論對自然伽馬能譜測井的響應(yīng)特征具有重要的理論和實(shí)際意義。

參考文獻(xiàn)：

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