[科普中國]-放射性測(cè)井

介紹

放射性測(cè)井又稱核測(cè)井，是以地層和井內(nèi)介質(zhì)的核物理性質(zhì)為基礎(chǔ)的地球物理方法。測(cè)井時(shí)，用探測(cè)器在井中連續(xù)測(cè)量由天然放射性核素發(fā)射的或由人工激發(fā)產(chǎn)生的核射線，以計(jì)數(shù)率或標(biāo)準(zhǔn)化單位記錄射線強(qiáng)度隨深度的變化，也可直接轉(zhuǎn)換成測(cè)井分析所需要的地球物理參數(shù)，以更直觀的形式進(jìn)行記錄。這類測(cè)井方法可在裸眼井和套管井中測(cè)定巖性、進(jìn)行地層評(píng)價(jià)、觀察油田開發(fā)動(dòng)態(tài)和研究油井的工程質(zhì)量。放射性測(cè)井主要包括自然伽馬、自然伽馬能譜、密度、巖性-密度、中子伽馬、中子中子、中子壽命、中子非彈性散射伽馬能譜、中子活化等測(cè)井方法。2

自然伽瑪測(cè)井定義自然伽瑪測(cè)井是測(cè)量地層內(nèi)部天然放射性的一種測(cè)井方法。當(dāng)?shù)貙雍蟹派湫缘V物時(shí)，地層會(huì)放射出伽瑪射線，伽瑪射線是一種類似于光的高頻電磁波，當(dāng)射線被測(cè)量儀器的探頭接收時(shí)，伽瑪射線便損失了大部分能量而轉(zhuǎn)換為可見光，然后由光電倍增管轉(zhuǎn)換為電脈沖，脈沖的數(shù)量就反映了地層伽瑪射線的強(qiáng)度。地層中的主要發(fā)射性元素為鈾系、釷系和鉀40系。用自然伽瑪測(cè)井曲線可以進(jìn)行地層對(duì)比、劃分砂泥巖、計(jì)算泥質(zhì)含量、識(shí)別巖性、評(píng)價(jià)生儲(chǔ)蓋組合等。

特點(diǎn)（1）曲線特點(diǎn)：
a、對(duì)于放射性物質(zhì)含量均勻各向同性的巖層，當(dāng)上、下圍巖的放射強(qiáng)度相等時(shí)，曲線對(duì)稱于地層中點(diǎn)；
b、對(duì)著地層中點(diǎn)，曲線呈極大值，并且隨著巖層厚度增加而增大，當(dāng)厚度是井徑3倍時(shí)，極大值為常數(shù)，曲線的極大值與地層放射性強(qiáng)度成正比。
c、當(dāng)?shù)貙雍穸仁蔷畯?倍時(shí)，由曲線的半幅點(diǎn)確定的巖層厚度為真厚度。

（2）影響自然伽瑪曲線的主要因素

a、地層的厚度；b、測(cè)井速度和儀器時(shí)間常數(shù)；c、儀器標(biāo)準(zhǔn)化的影響；d、井參數(shù)的影響；
e、放射性測(cè)井曲線統(tǒng)計(jì)起伏誤差的影響。

補(bǔ)償密度測(cè)井定義地層密度測(cè)井是利用伽瑪射線與物質(zhì)之間的康普頓效應(yīng)。當(dāng)伽瑪射線穿過地層時(shí)，由于產(chǎn)生康普頓散，伽瑪射線就會(huì)被吸收，地層對(duì)伽瑪射線吸收的強(qiáng)弱決定于巖石中單位體積內(nèi)所含的電子數(shù)，即電子密度，而電子密度又與地層密度有關(guān)，因此通過測(cè)定伽瑪射線的強(qiáng)度就可以測(cè)定巖石的密度。用密度曲線可以計(jì)算地層的密度、地層的孔隙度、確定粘土類型（同中子交會(huì)）、識(shí)別特殊巖性等。

影響因素1、地層巖性成份的影響；2、井眼的影響，擴(kuò)徑使密度數(shù)值失真；3、儀器刻度;4、時(shí)間常數(shù)及測(cè)井速度;
5、地層孔隙流體的影響；6、泥質(zhì)的影響，一般粘土礦物的密度（克/立方厘米）：伊利石2.76~3.0高嶺石2.6~2.63蒙脫石2.2~2.7。

補(bǔ)償中子測(cè)井定義由中子源向地層發(fā)射連續(xù)的快中子流，快中子和井內(nèi)地層中元素的原子核相碰撞時(shí)被減速，地層中的氫原子對(duì)快中子的減速能力最強(qiáng)。因此，快中子在地層中被減速為熱中子的過程主要取決于地層的含氫量。用中子計(jì)數(shù)器直接測(cè)量下井儀器周圍地層中的熱中子密度。通常把淡水的含氫量規(guī)定一個(gè)單位。
補(bǔ)償中子測(cè)井探測(cè)的是地層中的熱中子，采用雙源距，且適當(dāng)增加了源距，從而增加了探測(cè)深度，減小了井參數(shù)及巖石熱中子吸收性質(zhì)對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，同時(shí)這種儀器還采用了強(qiáng)放射源，減少了統(tǒng)計(jì)起伏誤差影響。
快中子到地層中，與地層中質(zhì)量相同的氫原子碰撞，能量損失后減速為超熱中子、熱中子，用長短源矩兩個(gè)探測(cè)器探測(cè)量并記錄下來，根據(jù)兩探測(cè)器的計(jì)數(shù)率與地層孔隙度的關(guān)系曲線，在地面儀器中設(shè)計(jì)了計(jì)算線路，所以所記錄的曲線就是地層的孔隙度指示曲線。在測(cè)井過程中，其計(jì)數(shù)率與地層的含氫量有關(guān)。當(dāng)純地層巖石孔隙中不含流體或孔隙流體主要為地層水時(shí)，中子測(cè)井值反映了地層的孔隙度近似值。當(dāng)?shù)貙硬皇羌儙r石骨架或含氫，尤其是地層含氣，對(duì)于孔隙度指示曲線則就應(yīng)該做一些必要的影響校正，而獲得地層的真實(shí)孔隙度。利用補(bǔ)償中子測(cè)井確定巖石的孔隙度、劃分巖性、識(shí)別氣層，綜合其它資料判斷油水界面等。

影響因素1、井參數(shù)影響
補(bǔ)償中子測(cè)井裸眼井標(biāo)準(zhǔn)刻度條件：井徑77/8英寸，井眼和地層孔隙中為淡水；無泥餅或間隙；井溫為24攝氏度；1個(gè)大氣壓儀器在井中偏心。

1）當(dāng)井徑增大時(shí)，測(cè)出的孔隙度會(huì)偏大；

2）泥餅，間隙等因素對(duì)于補(bǔ)償中子影響較小。

3）天然氣影響。天然氣含氫指數(shù)越小，挖掘效應(yīng)越明顯。天然氣影響。天然氣含氫指數(shù)越小，挖掘效應(yīng)越明顯。

2、巖性影響，泥巖數(shù)值大于砂巖。

3、孔隙度影響，孔隙度大，數(shù)值大。

自然伽瑪能譜測(cè)井自然伽瑪能譜測(cè)井儀器采用NaI(T1)閃爍伽瑪探測(cè)器，通過能窗（K401.45Mev；U1.76Mev、2.2Mev；Th2282.62Mev）,采用輸出脈沖幅度分析器，測(cè)得某一時(shí)間內(nèi)各自個(gè)幅度的脈沖數(shù)，從而得出不同能量的伽瑪射線能譜，用于分析不同的放射性元素。自然伽瑪能譜的K40主要分布于長石、云母、以粘土礦物中；U往往與重礦物伴生，是碎屑沉積的指示，不溶于水；Th容易在還原環(huán)境中隨有機(jī)質(zhì)的一起沉積，溶于水且于磷酸鹽類礦物有關(guān)。自然伽瑪能譜測(cè)井主要用于綜合評(píng)價(jià)生儲(chǔ)蓋、識(shí)別裂縫型儲(chǔ)層、區(qū)別有效裂縫與無效裂縫等。