《自然伽馬測(cè)井》PPT課件

《《自然伽馬測(cè)井》PPT課件》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。

1、主要內(nèi)容1伽馬測(cè)井核物理基礎(chǔ)2自然伽馬測(cè)井原理3自然伽馬能譜測(cè)井4.1伽馬測(cè)井核物理基礎(chǔ)伽馬測(cè)井主要利用伽馬射線與介質(zhì)的作用研究地層的放射性特性的測(cè)井方法,主要有伽馬測(cè)井,密度測(cè)井等.一核衰變及其放射性1原子的結(jié)構(gòu)中子原子核原子質(zhì)子核外電子2同位素和放射性核素核素:具有相同數(shù)量的質(zhì)子和中子的原子核并且在同一能態(tài)上的原子同位素:質(zhì)子數(shù)相同中子數(shù)不同穩(wěn)定核素(結(jié)構(gòu)和能量不變化)核素不穩(wěn)定核素(結(jié)構(gòu)和能量發(fā)生變化并放射出射線)不穩(wěn)定核素也叫放射性核素3核衰變放射性核素的原子核自發(fā)釋放出一種帶電離子,蛻變成為另外原子核同時(shí)放射出伽馬射線

2、的過(guò)程稱為核衰變二伽馬射線與物質(zhì)的作用由于伽馬射線能量不同,與物質(zhì)的作用不同,一般有光電效應(yīng),康普頓效應(yīng)和電子對(duì)效應(yīng)1光電效應(yīng)當(dāng)伽馬射線能量較小時(shí)它與原子中的電子碰撞,并將能量傳給電子,使電子脫離原子而運(yùn)動(dòng),伽馬射線被吸收并釋放出光電子.發(fā)生光電效應(yīng)幾率與伽馬射線能量以及吸收物質(zhì)的原子序數(shù)有密切關(guān)系.隨原子序數(shù)增加而迅速增加,但隨伽馬射線能量增加而迅速減小.一般發(fā)生光電效應(yīng)的幾率為:2康普頓效應(yīng)當(dāng)伽馬射線能量中等時(shí)它與原子的外層電子發(fā)生作用,并把一部分能量傳給電子,使電子從一方向射出,此電子稱為康普頓電子,損失部分能量的伽馬射線

3、向另一方向散射.伽馬射線通過(guò)物質(zhì)時(shí)發(fā)生康普頓效應(yīng)引起伽馬射線能量減弱,其減弱程度用康普頓吸收系數(shù)表示:3電子對(duì)效應(yīng)當(dāng)伽馬射線能量大于1.022MEV時(shí)它與物質(zhì)的原子核發(fā)生作用,伽馬射線轉(zhuǎn)化為一對(duì)電子(正負(fù)電子).伽馬射線通過(guò)單位厚度物質(zhì)時(shí)發(fā)生電子對(duì)效應(yīng)引起伽馬射線強(qiáng)度減弱,其減弱程度用電子對(duì)吸收系數(shù)表示:4伽馬射線的吸收當(dāng)伽馬射線穿過(guò)物質(zhì)時(shí)它與物質(zhì)發(fā)生作用,伽馬射線強(qiáng)度減弱,其規(guī)律為:三伽馬射線探測(cè)(實(shí)驗(yàn))1放電計(jì)數(shù)管2閃爍計(jì)數(shù)管四巖石的自然放射性巖石的自然放射性確定于巖石所含的放射性核素的種類和數(shù)量一般:火成巖:放射性最強(qiáng);變

4、質(zhì)巖:次之;伽馬射線強(qiáng)度高的巖石:深海相泥質(zhì)沉積巖沉積巖:最弱.伽馬射線強(qiáng)度中等的巖石:淺海相和陸相沉積的泥巖伽馬射線強(qiáng)度弱的巖石:砂巖石灰?guī)r等自然伽馬測(cè)井是在井內(nèi)測(cè)量巖石中自然存在的放射性核素在核衰變過(guò)程中放射出來(lái)的伽馬射線強(qiáng)度來(lái)研究地質(zhì)問(wèn)題的一種測(cè)井方法.4.2自然伽馬測(cè)井原理一自然伽馬測(cè)井原理1自然伽馬測(cè)井儀器地面儀器井下儀器:探測(cè)器放大電路等2測(cè)量過(guò)程地層中的伽馬射線通過(guò)泥漿到達(dá)探測(cè)器,探測(cè)器把它變成電脈沖進(jìn)行放大形成電信號(hào),再通過(guò)電纜到達(dá)地面儀器,變換成電脈沖數(shù)/每分鐘(強(qiáng)度)進(jìn)行記錄井下儀器在井內(nèi)自下而上移動(dòng)測(cè)量,就

5、連續(xù)記錄井剖面巖層的自然伽馬強(qiáng)度,稱為自然伽馬測(cè)井曲線(GR).自然伽馬測(cè)井曲線(GR)單位:計(jì)數(shù)率(1/MIN)或API二自然伽馬測(cè)井曲線1自然伽馬測(cè)井曲線探測(cè)范圍自然伽馬測(cè)井曲線記錄的主要是儀器附近以探測(cè)器為球心半徑為30~45厘米范圍內(nèi)巖石放射出的自然伽馬射線2曲線特點(diǎn)1)當(dāng)上下巖石相同時(shí)曲線對(duì)稱;2)在高放射性地層,曲線的極大值出現(xiàn)在地層中心,且隨地層厚度增加而增加,當(dāng)厚度大于3倍井眼直徑時(shí)極大值為一常數(shù);3)當(dāng)厚度大于3倍井眼直徑時(shí)曲線半幅點(diǎn)對(duì)應(yīng)于地層上下界面.1積分電路的影響(測(cè)速*積分電路時(shí)間常數(shù))由于記錄儀器中的

6、積分電路具有惰性(充/放電需要時(shí)間),輸出電壓相對(duì)于輸入要滯后一段時(shí)間而儀器又在移動(dòng),可能使測(cè)井曲線發(fā)生畸變,主要為:極大值減小,且不在地層中心而向上移動(dòng),視厚度增大,半幅點(diǎn)上移.一般:地層厚度越小,積分電路的影響越大,曲線畸變?cè)絿?yán)重.實(shí)際測(cè)井中要適當(dāng)控制測(cè)井速度.三自然伽馬測(cè)井曲線影響因素2放射性漲落的影響由于地層中的放射性核素的衰變是隨機(jī)的且彼此獨(dú)立,同時(shí)伽馬射線被探測(cè)到也是偶然獨(dú)立的,使得每次測(cè)量結(jié)果不完全相同但結(jié)果滿足統(tǒng)計(jì)規(guī)律,這種現(xiàn)象叫放射性漲落或統(tǒng)計(jì)起伏現(xiàn)象.3地層厚度的影響厚度增加極大值變大4井眼的影響井眼直徑變大

7、相當(dāng)于伽馬射線通過(guò)的路程變大,被吸收的幾率變大,被探測(cè)幾率變小,曲線值變小;同時(shí)泥漿的種類(含放射性物質(zhì)或非放射性物質(zhì))也對(duì)曲線值有影響四自然伽馬測(cè)井曲線的應(yīng)用1劃分巖性2地層對(duì)比與電阻率曲線相比,GR具有:1與地層水和泥漿濃度無(wú)關(guān);2與地層孔隙所含流體性質(zhì)無(wú)關(guān);3)容易找到標(biāo)準(zhǔn)層.3計(jì)算泥質(zhì)含量1)相對(duì)比值法:2)斯倫貝謝方法:4.3自然伽馬能譜測(cè)井一自然伽馬能譜鈾釷鉀放射出的伽馬射線能量不同如鉀:1.46MEV鈾釷有各種能量的伽馬射線但大部分分布在1.3MEV,釷在2.62MEV有一明顯峰,可作為釷的特征峰鈾在1.76MEV

8、有一明顯峰,可作為鈾的特征峰二自然伽馬能譜測(cè)井原理自然伽馬能譜測(cè)井儀器的井下儀器與自然伽馬測(cè)井基本相同,將入射的伽馬射線能量的大小以脈沖的幅度大小輸出,不同的是地面儀器,自然伽馬能譜測(cè)井儀器地面部分有多道脈沖幅度分析器,該分析器將能量譜分為5個(gè)能量窗.W1:0.