第4章-自然伽马测井..

n
曲线上任何一点的计数率和真值间的偏差为：
绝对误差： 1 n 1
2 2
（2）某段地层内测量的平均记数率的涨落误差σ2 即以某一深度上一次测量的测井读数代替应由多 次重复测量计算的平均值时所带来的误差
1 v h n N－厚度为h的地层脉冲总数 N vn 绝对误差 2 n 2 h （3）放射性的涨落误差： ( 1 2 ) 相对误差 2
锯齿状
泥 岩
实测自然伽马测井曲线特征
Hale Waihona Puke 7（1）测井测量的每一点计数率的涨落误差σ1
如能根据多次测量确定平均值，则每次的测量读数 与平均值的误差就是σ1。采用积分线路的自然伽马 测井仪，其输出结果是在输出时刻前2τ时间内的平 均值，则曲线上任何一点的相对标准误差为：
相对误差： 1 1 2n
统计 涨落 2)、放射性涨落误差的影响 放射性涨落：在放射性源强度和测量条件不 变的情况下，在相同的时间间隔内，对放射 性射线的强度进行反复测量，每次记录的数 值不相同，但总在平均值 n ）附近变化
n －地层的平均计数率
砂 岩
GR
SP
它和测量条件无关，是微观世界的一种客观 现象，并且有一定的规律。这是由于放射性 元素的各个原子核的衰变彼此独立，衰变的 次序是偶然原因造成的。这种现象的存在， 使得自然伽马曲线不光滑，有许多起伏的变 化。这些起伏是放射性涨落引起的，不是由 于地层放射性元素含量变化引起的。放射性 测井曲线上读数的变化，一种是地层性质引 起的变化，用它可以划分地质剖面。另一种 变化是放射性涨落引起的。区分这两种变化 是正确解释应用的前提。放射性涨落符合统 计规律，其误差可以计算。
RC 时间常数：
计数电路
输入电压
输出 电压
整形 器
计数 率计
输入 电压
自然伽马测井原理
积分线路输入输出特性
3
4.2.2 自然伽马测井曲线的特点
1、理论曲线特征
1)、探测范围
岩石放射的伽马射线能到达探测器的 一个以探测器中点为球心的球体，其 半径约为30～45cm。
2)、总体特征
对着高放射性地层，曲线显示高读数， 并在岩层中心处出现极大值。对于厚 岩层，该极大值能很好地反映岩层的 放射性，随着岩层厚度的变薄，极大 值随之降低。 3)、曲线的对称性 自然伽马测井的探测半径和岩 层厚度与GR曲线的解释关系 上下围岩放射性含量相同时，曲线对称 于地层中点，反之，曲线不对称。
2、自然伽马测井曲线的影响因素
1)、测井速度v和记录仪中电路的积分时间常数τ的影响
vτ越大，曲线幅度越小，对称性越差，极值向提升方向偏移越远，即曲线的深度 位移和形态畸变随之加剧。 仪
器 移 动 方 向
时间常数RC对放射性测井曲线的影响
不同测井速度对自然伽马测井曲线的影响
深度位移：指根据实测自然伽马测井曲线的分层原则（如用半幅值点）定出的岩 层界面深度与实际深度之间有一偏差，而且前者比后者偏浅。 实际测井要选择合适的提升速度和仪器时间常数，同时，在整理资料时，需通过 6 与其它曲线的对比，将整个曲线下移一定深度（深度校正）。
自然伽马测井
1
4.2 自然伽马测井
岩石中所含的放射性元素的种类和数量不同，放射性强度也不同。岩石的自然 伽马放射性水平主要决定于铀U、钍Th、钾K的含量。 自然伽马测井GR：通过测量岩层的自然伽马射线的强度来认识岩层的一种放射 性测井方法。是在井内测量岩层中自然存在的放射性元素核衰变过程中放射出 来的伽马射线的强度。
放射性测井曲线涨落误差
即是每一点的涨落误差范围（2σ1）加上每次测量的平均计数率的涨落误差范围 8 （2σ2）
物理意义：同一地层各点的读数n落在n 的 几率为 68.3%。如果分层正确，那么该层内就 应有70%左右的读数不超出 n ，如果曲线幅 度变化超过上述范围，且超过(2.5～3)σ时，则 分层不正确，应重新分层。 3)、地层厚度的影响
4.2.1 自然伽马测井的测量原理
井下仪器包括：伽马射线探测器（将接收到的伽马射线转换成电脉冲的装置）、 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行放大的放大器等。 地面仪器主要包括：将来自地下的一连串电脉冲转换成连续电流的一整套电路， 以及记录仪和电源等。 测量原理：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 钻井液和仪器外壳进入探测器，经过闪烁计数器，将伽马射线转化为电脉冲信 号，放大器把电脉冲放大后由电缆送到地面仪器，地面仪器把每分钟电脉冲数 转变成与其成正比例的电位差进行记录，井下仪器沿井身移动，就连续记录出 井剖面上自然伽马强度曲线，称为GR曲线，单位是脉冲/分，在仪器标准化后， 2 曲线单位是μR/h。现在使用API单位。
4
4)、当岩层厚度较厚时 当h大于3倍d0井径或者大于 2倍探测半 径时，地层中心处的平均值为地层的 伽马射线强度值，可用曲线上最大幅 度一半的地方（半幅值点）划分岩层 的上下界面。 5)、当岩层变薄时 当 h ＜ 3d0 时，受低放射性围岩的影响， 自然伽马幅度值对厚度h减小而减小， 岩层界面的位置移向曲线的顶端。
d0－井径
理论曲线与实际情况的差异分析
自然伽马理论曲线
理想情况：探测器在井内是进行的点测，而且每一个点上的读数是较长时间内 （＞3τ）所测脉冲数的平均值。
实际测井情况（有v和τ参数）：
◆仪器有一定的上提速度v，使得探测器在井内每一深度的停留时间有限
◆地面仪器中将脉冲数平均转化为连续电流的计数率电路的时间常数 τ有一定 5 的数值，且不可能太长－－记录电路的“延迟性”。
高斯分布
◆当地层足够厚时，对应曲线的幅度平均值代 表地层的真实情况。当地层很薄时，曲线的平 均值达不到代表地层的真实性质。
◆在砂泥岩剖面，由于地层变薄会使得泥岩的 自然伽马测井曲线值下降，砂岩层的自然伽马 曲线值上升，并且地层越薄，这种上升和下降 的幅度越大。对于地层层厚小于 3d0时，应考虑 层厚的影响。
测值围绕平均值的变化情况及其统 计分布规律示意图
薄泥岩层 厚砂层
4)、井的影响
井内钻井液的放射性强弱对数值有影响。井径 大，井内钻井液降低了岩层的数值。套管和管 外的水泥环有很强的吸收能力，也降低了曲线 的数值。在大井眼和套管井中，要做曲线校正。