自然伽玛测井
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测井教程第7章 自然伽马测井
第七章
自然伽马测井
自然伽马测井是放射性测井中的一种方法。放射性测井是以 物质原子核物理性质为基础的一组测井方法，统称为核测井，包 括自然伽马，自然伽马能谱、中子、密度测井等。 自然伽马测井测量的伽马射线，有较强的穿透能力，能在已经 下了套管的井中测量，因此，这种方法既可以在裸眼井中测量， 又可以在套管井中测井。 由于岩石的自然放射性与剖面上岩石的导电性无关，与井内所 充填的介质特性无关，因此，它能在任意岩层剖面，以及在井内 充满高矿化度泥浆、油基泥浆甚至空气的条件下使用。也正是由 于这些原因，这种方法已成为碳酸盐岩剖面和用盐水泥浆钻井的 地区进行测井的重要内容。 从应用的角度考虑，自然伽马测井同自然电位测井类似。定性 方面，可用以划分泥质和非泥质地层，确定渗透层。定量方面， 可以用它来计算地层的泥质含量，判断渗透层的物性好坏。
一、测量原理
进行自然伽马测井的简单原理如图所示，整个测量 装臵由井下仪器和地面仪器两大部分组成。
沉积岩的自然放射性，大体可分为高、中、低三种类型。
①高自然放射性的岩石：包括泥质砂岩、砂质泥岩、泥岩、 深海沉积的泥岩，以及钾盐层等，其自然伽马测井读数约 100API以上。特别是深海泥岩和钾盐层，自然伽马测井读数 在所述沉积岩中是最高的。 ②中等自然放射性的岩石，包括砂岩、石灰岩和白云岩。 其自然伽马测井读数介于50—100API之间。 ③低自然放射性的岩石：包括岩盐、煤层和硬石膏。自然
N0 2 N 0e
t
T
T和λ一样，也是不受任何外界作用的影响，而且和时间无关的常 量。不同放射性元素的T值也是不同的。 自然界中，各种放射性元素的半衰期相差很大，有的长达几十亿年 ，有的短到若干分之一秒。例如，铀的半衰期为4.51×109 年，镭 1590年，氡为3.825天等等。 一种放射性元素的半衰期可以精确估计，但是无法估计在一个短 时间内到底有多少个原子可能发生衰变。然而，对元素整体来讲，其 衰变具有统计性，即围绕某一平均值在一定范围内变化。
自然伽马测井
自然伽马测井是放射性测井中的一种方法。放射性测井是以 物质原子核物理性质为基础的一组测井方法，统称为核测井，包 括自然伽马，自然伽马能谱、中子、密度测井等。 自然伽马测井测量的伽马射线，有较强的穿透能力，能在已经 下了套管的井中测量，因此，这种方法既可以在裸眼井中测量， 又可以在套管井中测井。 由于岩石的自然放射性与剖面上岩石的导电性无关，与井内所 充填的介质特性无关，因此，它能在任意岩层剖面，以及在井内 充满高矿化度泥浆、油基泥浆甚至空气的条件下使用。也正是由 于这些原因，这种方法已成为碳酸盐岩剖面和用盐水泥浆钻井的 地区进行测井的重要内容。 从应用的角度考虑，自然伽马测井同自然电位测井类似。定性 方面，可用以划分泥质和非泥质地层，确定渗透层。定量方面， 可以用它来计算地层的泥质含量，判断渗透层的物性好坏。
一、测量原理
进行自然伽马测井的简单原理如图所示，整个测量 装臵由井下仪器和地面仪器两大部分组成。
沉积岩的自然放射性，大体可分为高、中、低三种类型。
①高自然放射性的岩石：包括泥质砂岩、砂质泥岩、泥岩、 深海沉积的泥岩，以及钾盐层等，其自然伽马测井读数约 100API以上。特别是深海泥岩和钾盐层，自然伽马测井读数 在所述沉积岩中是最高的。 ②中等自然放射性的岩石，包括砂岩、石灰岩和白云岩。 其自然伽马测井读数介于50—100API之间。 ③低自然放射性的岩石：包括岩盐、煤层和硬石膏。自然
N0 2 N 0e
t
T
T和λ一样，也是不受任何外界作用的影响，而且和时间无关的常 量。不同放射性元素的T值也是不同的。 自然界中，各种放射性元素的半衰期相差很大，有的长达几十亿年 ，有的短到若干分之一秒。例如，铀的半衰期为4.51×109 年，镭 1590年，氡为3.825天等等。 一种放射性元素的半衰期可以精确估计，但是无法估计在一个短 时间内到底有多少个原子可能发生衰变。然而，对元素整体来讲，其 衰变具有统计性，即围绕某一平均值在一定范围内变化。
自然伽马测井
进而可知道与这些光子
相联系的被测对象的组
分。
能谱图
能量
自然伽马测井
为什么岩石具有自然放射性？ 石油测井主要研究对象是沉积岩，其次是岩浆岩。岩石 的自然伽马放射性是由岩石中放射性核素的种类及其含 量决定的。对岩石自然伽马放射性起决定作用的是铀系、 钍系和放射性核素K40。习惯称U238、Th232、K40 。
★曲线特征：
➢上下围岩相同时，曲线对称，中部极值代表地层 读数；高放射性地层（如泥岩）对应极大值；
➢当地层厚度小于3倍的钻头直径（h<3d0）时，极 大值随地层厚度增大而增大（极小值随地层厚度增 大而减小）。当h≥3d0时，极值为一常数，与层厚 无关；
➢当h≥3d0时，可用“半幅点”确定地层界面。
粘土岩—铀、钍、钾多
测井原理与综合解释技术培训
汇报人：
内容
一、测井评价概述 二、自然电位测井 三、普通电阻率测井 四、声波测井 五、侧向测井 六、感应测井 七、自然伽马测井 八、密度测井、中子测井 九、纯岩石地层测井评价 十、测井资料的综合分析与应用 十一、测井新技术介绍 十二、测井资料实例分析
自然伽马测井
岩石中含有天然的放射性核素，主要是铀系、 钍系和钾的放射性同位素。它们衰变时，发射伽 马射线，使岩石有天然放射性。
自然伽马测井
★自然伽马测井的测量原理 通过探测器（晶体和光电倍增管）把地层中 放射的伽马射线转变为电脉冲，经过放大输 送到地面仪器记录下来。
★记录曲线
包括原始计数率曲线CGR和自然伽马API工程值GR。
自然伽马测井
岩石的自然伽马放射性与岩石性质的关系
岩石大类：一般沉积岩放射性低于岩浆岩和 变质岩。因为沉积岩一般不含放射性矿物， 其放射性主要是岩石吸附放射性物质引起的。 岩浆岩及变质岩则含有较多放射性矿物 。
放射性测井之自然伽马测井
自然伽马测井是利用地层中自然存在的放射性元 素，如铀、钍等，测量地层岩石的自然伽马射线 辐射强度。通过测量自然伽马射线辐射强度，可 以推断地层岩石的孔隙度、含水量等性质。
自然伽马测井的 设备
自然伽马测井仪主要 由伽马射线探测器、 数据处理装置和探管 组成。伽马射线探测 器用于探测地层岩石 发射的自然伽马射线， 数据处理装置用于处 理探测到的数据，探 管用于将探测器与地 层岩石接触。
THANKS
果不稳定。
● 05
第5章 自然伽马测井的发展 趋势
技术发展
自然伽马测井技术的发展趋势表明，随着科技的 不断进步，这一技术在设备改进和数据处理方法 优化方面取得了显著成就。这些改进使得自然伽 马测井技术更加精确和高效，为油气勘探和开发 提供了优质服务。
技术改进
设备革新
更精密的探测设 备
软件升级
准确识别岩石类 型和性质
含水量分析
定量分析地层含 水量
裂缝检测
识别裂缝分布和 性质
孔隙度测量
评估储层孔隙结 构
● 06
第6章 总结
自然伽马测井的重要性
放射性测井是一种关键的地层测量技术，自然伽 马测井作为其中的一种类型，提供了地层岩石孔 隙度和含水量等重要参数，对油气勘探和开发起 到了支撑作用。
研究地层岩 石性质
自然伽马测井可 以用于研究地层 岩石性质，了解 地层的结构和组
成。
获取地层岩 石参数
自然伽马测井可 以获取地层岩石 的孔隙度、含水 量等参数，为地 质研究提供重要
数据。
监测地层变 化
自然伽马测井可 以用于监测地层 的变化，及时发 现并解决问题。
了解地层结 构
通过自然伽马测 井，可以了解地 层的结构，为油 气藏的开发提供
自然伽马测井的 设备
自然伽马测井仪主要 由伽马射线探测器、 数据处理装置和探管 组成。伽马射线探测 器用于探测地层岩石 发射的自然伽马射线， 数据处理装置用于处 理探测到的数据，探 管用于将探测器与地 层岩石接触。
THANKS
果不稳定。
● 05
第5章 自然伽马测井的发展 趋势
技术发展
自然伽马测井技术的发展趋势表明，随着科技的 不断进步，这一技术在设备改进和数据处理方法 优化方面取得了显著成就。这些改进使得自然伽 马测井技术更加精确和高效，为油气勘探和开发 提供了优质服务。
技术改进
设备革新
更精密的探测设 备
软件升级
准确识别岩石类 型和性质
含水量分析
定量分析地层含 水量
裂缝检测
识别裂缝分布和 性质
孔隙度测量
评估储层孔隙结 构
● 06
第6章 总结
自然伽马测井的重要性
放射性测井是一种关键的地层测量技术，自然伽 马测井作为其中的一种类型，提供了地层岩石孔 隙度和含水量等重要参数，对油气勘探和开发起 到了支撑作用。
研究地层岩 石性质
自然伽马测井可 以用于研究地层 岩石性质，了解 地层的结构和组
成。
获取地层岩 石参数
自然伽马测井可 以获取地层岩石 的孔隙度、含水 量等参数，为地 质研究提供重要
数据。
监测地层变 化
自然伽马测井可 以用于监测地层 的变化，及时发 现并解决问题。
了解地层结 构
通过自然伽马测 井，可以了解地 层的结构，为油 气藏的开发提供
自然伽玛测井方法主要特点对比表
c、h≥3d0时，由曲线的半幅点确定的厚度等于地层的真实厚度，当h< 3d0时，由半幅点确定的地层厚度大于地层的真实厚度，而且地层越薄，大得越多。
理论曲线是在测速为零、点状计数管的条件下计算得到的，但实际测井中，计数管不是点状的，测速也不为零，所以实测曲线和理论曲线是有些差异的，但基本形状仍然相似
一、划分岩性——当自然电位测井曲线变化缓慢、平直，或由于井条件（非导电泥浆、空井、下套管井）而不能测量自然电位时，自然伽马测井对划分泥岩层特别有用。它主要根据地层中泥质含量的变化引起GR曲线幅度变化来区分不同的岩性。
a、vτ≠0的曲线与vτ＝0曲线不重合，不同vτ测得的曲线只有起点是相互一致的。
b、vτ越大，曲线的幅度下降得越大。
c、在仪器移动方向上，vτ越大，曲线拖尾越长。
d、随着地层厚度h的减小，vτ的影响增大。
自然伽马测井仪器刻度
单位时间内仪器的计数（计数率）不仅与测量对象和测量环境有关，而且与仪器本身的性能，特别是探测器的计数率有关。若某一放射性地层是均匀的，那么用不同的仪器测量的计数率是不同的，甚至同一仪器在相隔较长时间内两次测量的结果也不相同。如闪烁计数器对伽马射线的探测效率20%～30%，而盖革计数管的探测效率只有1%左右。若两种探测器的灵敏元件体积相同，在同一点上得到的计数率相差几十倍。即使仪器中采用同一类型的探测器，由于灵敏元件探测效率的差异、线路特点和外壳吸收条件不同，计数率也会有相当大的差别，这就给资料对比和定量解释造成困难。克服这一困难的办法就是对仪器进行标准化刻度。自然伽马测井仪器标准化的原理是：用自然伽马测井仪器，在规定的条件下，对强度稳定的标准伽马辐射体（放射性地层模型、长半衰期的伽马源、分布稳定的放射性地层等）进行测量，取计数率的百分之几作为一个标准单位，用这样的单位对测量值进行标定。如果两套仪器的总计数率相差一倍，那么对同一测量对象测得的计数率也相差一倍。用标准单位对测井值进行标定后，两套仪器的测量结果就会是相同的。
理论曲线是在测速为零、点状计数管的条件下计算得到的，但实际测井中，计数管不是点状的，测速也不为零，所以实测曲线和理论曲线是有些差异的，但基本形状仍然相似
一、划分岩性——当自然电位测井曲线变化缓慢、平直，或由于井条件（非导电泥浆、空井、下套管井）而不能测量自然电位时，自然伽马测井对划分泥岩层特别有用。它主要根据地层中泥质含量的变化引起GR曲线幅度变化来区分不同的岩性。
a、vτ≠0的曲线与vτ＝0曲线不重合，不同vτ测得的曲线只有起点是相互一致的。
b、vτ越大，曲线的幅度下降得越大。
c、在仪器移动方向上，vτ越大，曲线拖尾越长。
d、随着地层厚度h的减小，vτ的影响增大。
自然伽马测井仪器刻度
单位时间内仪器的计数（计数率）不仅与测量对象和测量环境有关，而且与仪器本身的性能，特别是探测器的计数率有关。若某一放射性地层是均匀的，那么用不同的仪器测量的计数率是不同的，甚至同一仪器在相隔较长时间内两次测量的结果也不相同。如闪烁计数器对伽马射线的探测效率20%～30%，而盖革计数管的探测效率只有1%左右。若两种探测器的灵敏元件体积相同，在同一点上得到的计数率相差几十倍。即使仪器中采用同一类型的探测器，由于灵敏元件探测效率的差异、线路特点和外壳吸收条件不同，计数率也会有相当大的差别，这就给资料对比和定量解释造成困难。克服这一困难的办法就是对仪器进行标准化刻度。自然伽马测井仪器标准化的原理是：用自然伽马测井仪器，在规定的条件下，对强度稳定的标准伽马辐射体（放射性地层模型、长半衰期的伽马源、分布稳定的放射性地层等）进行测量，取计数率的百分之几作为一个标准单位，用这样的单位对测量值进行标定。如果两套仪器的总计数率相差一倍，那么对同一测量对象测得的计数率也相差一倍。用标准单位对测井值进行标定后，两套仪器的测量结果就会是相同的。
第七章 自然伽马测井
(7-6)
其中： Io 、 I--- 分别为未经吸收物质和经过吸收物 质L时伽马射线强度； μ---物质的吸收系数，μ=τ+Σ+η。 此外，还可以用质量吸收系数反映伽马射线通过物 质时的强度减弱程度。 (7-7)
m
三、伽马射线的探测
1、 放电计数管 如图7-3所示，它利用放射性辐射使气体电离的特 性来探测伽马射线。此计数管的计数效率低。 2、闪烁计数管
图7－8
自然伽马曲线
三、自然伽马测井曲线的特点及影响因素
自然伽马测井仪探测的伽马光子主要是
以仪器为球心、半径为 30～45厘米范围内岩
石放射出的伽马光子，此范围为自然伽马测
井的探测范围。
１、自然伽马测井曲线的特点（理论）
自然伽马测井 的理论曲线如图 7-9所示，从图中 不难看出曲线具 有下列特点：
其中：GR----目的层测井值；
GRcl----纯地层的测井值；
GRsh-----泥岩层测井值，API单位。
GCUR----希尔奇指数，与地层年代有关。
第三系地层，取3.7；老地层取2。
例：自然伽马测井曲线上的读数为：
纯砂岩=15API；泥岩=90API；目的层=40API。
地层为第三系碎屑岩。求地层泥质含量。
图7-14
利用自然伽马曲线作地层对比的实例
35-5 35-1
5559-5581
S1k1
5564-5585
S1k1
图7-14
利用自然伽马曲线作地层对比的实例
第三节
自然伽马能谱测井
自然伽马测井只能反映地层中所有放射 性核素的总效应，而不能区分地层中所含放 射性核素的种类及含量。自然伽马能谱测井 即可完成这一任务。
煤田测井中自然伽马曲线的应用效果分析
煤田测井中自然伽马曲线的应用效果分析1. 引言1.1 煤田测井的背景意义1. 煤田测井可以帮助识别煤层的地质构造和储层特征，为煤炭资源的评价和利用提供重要的地质信息。
通过测井可以获取到煤层的厚度、密度、孔隙度等参数，从而帮助分析煤层的储层性质和储量分布情况。
2. 煤田测井可以为煤矿安全生产提供技术支持。
通过测井可以获取到地下矿层的地质情况和岩层结构，有助于预防矿压、冒顶等矿井事故的发生，提高矿工的安全生产。
3. 煤田测井可以指导矿井的合理开采。
通过测井可以获取到地下煤层的厚度、倾角、断裂带等信息，有助于确定采煤方向和方法，提高矿井的开采效率和经济效益。
煤田测井在煤炭资源勘探和开采中具有重要的意义，可以为煤田的综合利用和可持续发展提供技术支持和保障。
1.2 自然伽马测井技术介绍自然伽马测井是一种通过测量地层中天然放射性元素的放射性强度来判断地层性质和构造的方法。
其原理是通过测量地层中岩石的γ射线强度，可以确定地层的密度和含气量，从而帮助地质工作者更准确地判断地层的性质和分布。
自然伽马测井通常在钻井过程中进行，通过向井下送入探测器，测量地层中的γ射线强度并将数据传输至地面进行分析。
自然伽马测井技术的优势在于其非接触、快速、准确的特点。
与传统的物理测井方法相比，自然伽马测井具有成本低、效率高的优势，可以为地质勘探和矿产资源评价提供更多的数据支持。
自然伽马测井技术已经在煤田勘探中得到广泛应用，成为煤田测井中不可或缺的一项技术。
随着科技的发展，自然伽马测井技术也在不断更新和完善，提高了测井数据的质量和分析的准确性。
在煤田勘探和煤炭地质研究中，自然伽马测井技术的应用将会更加广泛，为煤田开发和资源评价提供更加可靠的数据支持。
2. 正文2.1 自然伽马曲线在煤田测井中的应用自然伽马曲线是煤田测井中常用的一种测井曲线，它通过测量地层中的放射性元素的γ射线强度来刻画地层性质的变化和孔隙度信息。
在煤田测井中，自然伽马曲线的应用主要体现在以下几个方面：自然伽马曲线可以用来识别和划分地层。
自然伽马能谱测井
器进行计数解谱得到相应的铀、钍、钾 的含量。
二、自然伽马能谱测井的 应用
• 一）研究储集层 • 1、储集层的分类 • 1）陆源碎屑岩储集层 • 包括砾岩、砂或砂岩、粉砂或粉砂岩 • 2）火山碎屑岩储集层 • 主要由火山碎屑构成，按颗粒大小可
• 分为集块岩和火山砂、凝灰或火山灰 • 3）碳酸盐岩碎屑储集层 • 主要是由贝壳碎片或碳酸盐岩碎屑堆
一、自然伽马能谱测井原 理
• 自然伽马能谱测井仪器的井下仪器与自 然伽马测井基本相同，将入射的伽马射 线能量的大小以脉冲的幅度大小输出， 不同的是地面仪器，自然伽马能谱测井 仪器地面部分有多道脉冲幅度分析器， 该分析器将能量分为五个能量窗。
• W1: 0.15~0.5MEV • : 0.5~1.1MEV • W3: 1.32~1.575MEV • W4: 1.65~2.39MEV • W5: 2.475~2.765MEV • 五个能量窗输出的信号分别进入5个计数
2、环境监测
• 用伽马能谱测井可对放射性矿物的开采、 加工、各类核工业和科研部门的环境进 行定期监测，主要防范铀对水体的污染。 其方法是定期在观察井中做自然伽马能 谱分析，配合取样分析，观察铀系和锕 系子体的扩散。
• 式中Th为目的层钍曲线值（ppm）； Thmin为邻近不含泥质地层的钍读数 （ppm）；Thmax为邻近泥岩层的钍读 数（ppm）。
• （2）用经验公式求出泥质含量的估值， 如用公式
二）研究生油层
• 这里主要讨论用自然 伽马能谱测井从粘土 岩中定性识别生油岩 和定量估算生油指标
1、定性识别生油岩
• 1）普遍泥岩的钾、铀、钍响应 • 普通粘土岩的钾、铀、钍含量都比较高，
其中钾和钍和粘土矿产的体积含量比铀 相关性好。
二、自然伽马能谱测井的 应用
• 一）研究储集层 • 1、储集层的分类 • 1）陆源碎屑岩储集层 • 包括砾岩、砂或砂岩、粉砂或粉砂岩 • 2）火山碎屑岩储集层 • 主要由火山碎屑构成，按颗粒大小可
• 分为集块岩和火山砂、凝灰或火山灰 • 3）碳酸盐岩碎屑储集层 • 主要是由贝壳碎片或碳酸盐岩碎屑堆
一、自然伽马能谱测井原 理
• 自然伽马能谱测井仪器的井下仪器与自 然伽马测井基本相同，将入射的伽马射 线能量的大小以脉冲的幅度大小输出， 不同的是地面仪器，自然伽马能谱测井 仪器地面部分有多道脉冲幅度分析器， 该分析器将能量分为五个能量窗。
• W1: 0.15~0.5MEV • : 0.5~1.1MEV • W3: 1.32~1.575MEV • W4: 1.65~2.39MEV • W5: 2.475~2.765MEV • 五个能量窗输出的信号分别进入5个计数
2、环境监测
• 用伽马能谱测井可对放射性矿物的开采、 加工、各类核工业和科研部门的环境进 行定期监测，主要防范铀对水体的污染。 其方法是定期在观察井中做自然伽马能 谱分析，配合取样分析，观察铀系和锕 系子体的扩散。
• 式中Th为目的层钍曲线值（ppm）； Thmin为邻近不含泥质地层的钍读数 （ppm）；Thmax为邻近泥岩层的钍读 数（ppm）。
• （2）用经验公式求出泥质含量的估值， 如用公式
二）研究生油层
• 这里主要讨论用自然 伽马能谱测井从粘土 岩中定性识别生油岩 和定量估算生油指标
1、定性识别生油岩
• 1）普遍泥岩的钾、铀、钍响应 • 普通粘土岩的钾、铀、钍含量都比较高，
其中钾和钍和粘土矿产的体积含量比铀 相关性好。
医学专题放射性测井之自然伽马测井
放射性同位素：不稳定的同位素。
放射性：不稳定核素原子核自发地释放、β、 等射线
1
3） 核衰变 核衰变：原子核自发地释放出一种带电粒子，并蜕变成另外某种原子核， 同时放出伽马射线。
核衰变常数λ：决定于该放射性核素本身的性质，其值越大衰变越快。
一种元素经过放射变成另一种元素的过程称为衰变或蜕变。
例如
88Ra226 → 86Rn212+(粒子)
关，而这几个量与沉积环境密切相关，所以可以利用J、
SP、Ra进行沉积环境分析。
29
地层对比 30
宁东2-5井
0 SP 100 0 GR 250
延
2 LL8 200
5录井 2 ILD 200
2050延 6
延 2100 7
延 8
2150
延 9
延 10
宁东8井
-190 SP -120 10 GR 300
14
GR(API) SN S
N
S N
SN S
砂泥岩剖面GR曲线
15
二、自然伽马测井曲线分析
探测半径：
煤、金属矿钻孔直径：d ≤ 20cm
探测半径： R=25－45cm
油气田钻孔直径:
d ≤ 30cm 探测半径： R=30－50cm
ab段：探测器远离界面，直到探测器中点离 界面的距离为R，探测器的探测范围内是低 放射性物质。
Vsh
2cSH 1 2c 1
C ＝ 3.7 新地层 C ＝ 2.0 老地层
应用条件： （1）不同地层中粘土矿物放射性是相同的
（2）除了粘土矿物之外，不含有其他放射性矿物
26
200
160
GRmax
120
Shale line Vsh=100%
放射性：不稳定核素原子核自发地释放、β、 等射线
1
3） 核衰变 核衰变：原子核自发地释放出一种带电粒子，并蜕变成另外某种原子核， 同时放出伽马射线。
核衰变常数λ：决定于该放射性核素本身的性质，其值越大衰变越快。
一种元素经过放射变成另一种元素的过程称为衰变或蜕变。
例如
88Ra226 → 86Rn212+(粒子)
关，而这几个量与沉积环境密切相关，所以可以利用J、
SP、Ra进行沉积环境分析。
29
地层对比 30
宁东2-5井
0 SP 100 0 GR 250
延
2 LL8 200
5录井 2 ILD 200
2050延 6
延 2100 7
延 8
2150
延 9
延 10
宁东8井
-190 SP -120 10 GR 300
14
GR(API) SN S
N
S N
SN S
砂泥岩剖面GR曲线
15
二、自然伽马测井曲线分析
探测半径：
煤、金属矿钻孔直径：d ≤ 20cm
探测半径： R=25－45cm
油气田钻孔直径:
d ≤ 30cm 探测半径： R=30－50cm
ab段：探测器远离界面，直到探测器中点离 界面的距离为R，探测器的探测范围内是低 放射性物质。
Vsh
2cSH 1 2c 1
C ＝ 3.7 新地层 C ＝ 2.0 老地层
应用条件： （1）不同地层中粘土矿物放射性是相同的
（2）除了粘土矿物之外，不含有其他放射性矿物
26
200
160
GRmax
120
Shale line Vsh=100%
自然伽马测井
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，
曲线单位是μR/h。现在使用API单位。
曲线上任何一点的计数率和真值间的偏差为：
绝对误差： 1 n1
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
相对误差2
1 N
v hn
绝对误差 2 n 2
vn h
N－厚度为h的地层脉冲总数
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。
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。
高斯分布
3)、地层厚度的影响
◆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。
测值围绕平均值的变化情况及其统 计分布规律示意图
◆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。
自然伽马能谱测井原理
自然伽玛能谱测井是一种用于地质勘探和岩石识别的方法，通过测量地下岩石中放射性元素的能谱来获取相关信息。
其原理如下：
1. 放射性元素存在：地球上的许多岩石含有放射性元素，如钍、铀和钾等。
这些元素在衰变过程中会释放出伽马射线。
2. 伽马射线的测量与分析：自然伽马能谱测井利用探测仪器（伽马探头）记录并测量地下岩石中的伽马射线强度。
该探头通常由一个或多个伽马探测器组成。
3. 能谱数据采集：伽马探头将记录到的伽马射线强度转换为能谱数据，即不同能量范围内的伽马射线计数值。
4. 分析和解释：通过对能谱数据进行分析和解释，可以得到与地下岩石特征相关的信息。
例如，不同放射性元素的能峰位置和强度可以用于鉴定岩石类型和成分。
5. 岩石识别和解释：基于能谱数据和相关模型，可以进行岩石识别和解释。
通过比较实测的能谱数据与已知的岩石库进行匹配，可以判断地下岩石的类型、组成和含量等。
自然伽马能谱测井具有广泛的应用领域，包括油气勘探、矿产资
源调查和环境监测等。
它能够提供有关地下岩石的物性参数、岩性特征和地层分布等重要信息，为地质研究和开发提供了重要参考依据。
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注意事项
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
注意事项 4.
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用途
· 储层划分，确定泥质类型和含量； · 井间对比； · 火山岩识别； · 放射性矿物识别，钾、铀含量评价。
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GR
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性能指标
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质量控制
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自然伽玛仪器可居中或偏心，能谱仪器需偏心； 在目的层段应重复测60m，重复误差应在允许范围内； 钻井液添加剂如KCL、重晶石会影响读数。能谱测井曲线必须经过处理以 消除这些影响； 由于钻井液对测井质量的影响，图头上必须记录有井筒流体的类型和比重 ；裸眼井和套管井的影响是非线性的；仪器记录的是统计值(计数率)，在 对曲线标准化时，不同次的测井是不能绝对比较的； 自然伽玛测井因受地层中运移流体所携带的铀元素沉淀或者岩盐的影响， 而会作出地层不正确含泥质的指示。应将测量结果与岩屑样品作比较，若 有异，则建议增加自然伽玛能谱测井(测量钍、铀和钾元素)。
原理
自然伽玛(GR)和自然伽玛能谱测井是测量地层中天然放射性原 素的含量。由于放射性元素通常聚集在页岩和粘土中，故可间接测 量沉积地层中的泥质含量。伽玛能谱(GST—碳氧比型仪器)和自然伽 玛能谱(NGT)测井所测量的是伽玛射线的特定谱域。自然伽玛能谱是 测量地层中的钾、钍和铀的含量，钾与云母和长石有关，钍和铀与 放射性盐类有关，铀还与有机质有关。