第10講自然伽馬測(cè)井

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1、?《測(cè)井解釋與生產(chǎn)測(cè)井》第10講自然伽馬測(cè)井張?jiān)兄袊?guó)石油大學(xué)（北京）地球物理與信息工程學(xué)院?《測(cè)井解釋與生產(chǎn)測(cè)井》主要內(nèi)容?1.放射性測(cè)井概述?2.伽瑪測(cè)井的物理基礎(chǔ)?3.自然伽瑪測(cè)井?4.自然伽瑪測(cè)井曲線的應(yīng)用教材第7章：第1節(jié)，第2節(jié)?1.放射性測(cè)井概述?放射性測(cè)井，又稱核測(cè)井（核輻射測(cè)井），是根據(jù)巖石及其孔隙流體和井內(nèi)介質(zhì)（套管、水泥等）的核物理性質(zhì)，研究鉆井地質(zhì)剖面，尋找石油、天然氣、煤以及鈾等有用礦藏，研究石油地質(zhì)、油井工程和油田開發(fā)的一類測(cè)井方法。?根據(jù)使用的放射性源或測(cè)量的放射性類型以及所研究

2、的巖石核物理性質(zhì)，可將放射性測(cè)井方法分為兩大類：伽馬測(cè)井；中子測(cè)井。?1.放射性測(cè)井概述?伽馬測(cè)井,以研究伽馬輻射為基礎(chǔ)的核測(cè)井方法，主要包括:?自然伽馬測(cè)井?自然伽馬能譜測(cè)井?密度測(cè)井（伽馬一伽馬測(cè)井）?巖性密度測(cè)井?各種放射性同位素示蹤測(cè)井等?1.放射性測(cè)井概述?中子測(cè)井，以研究中子與巖石及其孔隙流體相互作用為基礎(chǔ)的核測(cè)井方法，主要包括:?超熱中子測(cè)井?熱中子測(cè)井?中子伽馬測(cè)井?脈沖中子測(cè)井?脈沖中子能譜測(cè)井?中子壽命測(cè)井及各種活化測(cè)井等。?1.放射性測(cè)井概述?放射性測(cè)井的優(yōu)勢(shì)?唯一能夠在井下快速分析和確

3、定巖石及其孔隙流體中各種化學(xué)元素含量的測(cè)井方法。?測(cè)量不受井內(nèi)介質(zhì)的限制，在裸眼井和套管井中，在充滿淡水或高礦化度泥漿、油基泥漿、天然氣或空氣的井中均能進(jìn)行測(cè)量。?放射性測(cè)井是目前在套管井中進(jìn)行地層評(píng)價(jià)的主要測(cè)井方法之一。?1.放射性測(cè)井概述?放射性測(cè)井的主要應(yīng)用?在常規(guī)9條測(cè)井曲線中提供3條曲線：?自然伽瑪（GR）?密度測(cè)井（DEN）?中子測(cè)井（CNL）?裸眼井：巖性分析；計(jì)算儲(chǔ)層參數(shù)；儲(chǔ)集層綜合評(píng)價(jià)；是研究和確定地層的巖性和孔隙度的主要方法之一。?1.放射性測(cè)井概述?套管井（生產(chǎn)井）：動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)?測(cè)量注水井

4、的吸水剖面；?在生產(chǎn)井中測(cè)分層產(chǎn)液量、分層持水率、液體平均密度；研究油層的水淹狀況和注入水的推進(jìn)情況；確定剩余油飽和度及其分布；評(píng)價(jià)儲(chǔ)集層的產(chǎn)液性質(zhì)及產(chǎn)能；?確定套管外水泥面高度及串槽井段；?檢查封堵水層、壓裂、酸化的效果等。?2.伽馬測(cè)井的核物理基礎(chǔ)?一、核衰變及其放射性?二、伽瑪射線和物質(zhì)的作用?三、伽瑪射線的探測(cè)?2.伽馬測(cè)井的核物理基礎(chǔ)一、核衰變及其放射性1）原子的結(jié)構(gòu)2）同位素與放射性核素3）核衰變4）放射性活度與放射性比度5）放射性射線的性質(zhì)?2.伽馬測(cè)井的核物理基礎(chǔ)?1）原子的結(jié)構(gòu)?質(zhì)子數(shù)（原子

5、序數(shù)）：Z?中子數(shù)：N?質(zhì)量數(shù)：A=Z+N物質(zhì)分子原子原子原子核＋電子原子核質(zhì)子＋中子?2.伽馬測(cè)井的核物理基礎(chǔ)?質(zhì)子：氫的原子核，帶一個(gè)單位的正電荷。?中子：不帶電。?電子：帶一個(gè)單位的負(fù)電荷。?原子核的表示?碳原子核XAC12Z6?2.伽馬測(cè)井的核物理基礎(chǔ)?2）同位素與放射性核素?核素：具有一定數(shù)目的質(zhì)子和中子，并處在同一能態(tài)上的同類原子（或原子核）。同一核素的原子核中，質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)都分別相等。?同位素：原子核中質(zhì)子數(shù)相同而中子數(shù)不同的原子，它們具有相同的化學(xué)性質(zhì)，在元素周期表中占同一位置。比如氫的同位

6、素：氘，氚。123HHH111?2.伽馬測(cè)井的核物理基礎(chǔ)?核素的豐度（%）：某種核素在其天然同位素混合物中所占的原子核數(shù)目的百分比。?核素分為穩(wěn)定核素和不穩(wěn)定核素。?穩(wěn)定核素：核素的能量和結(jié)構(gòu)不會(huì)發(fā)生變化，原子核不會(huì)自發(fā)地變?yōu)榱硪环N核。?不穩(wěn)定核素：原子核能自發(fā)地改變結(jié)構(gòu)，衰變成其它核素并發(fā)射出射線，由一種核變?yōu)榱硪环N核；也稱為放射性核素；其同位素稱為放射性同位素。?2.伽馬測(cè)井的核物理基礎(chǔ)?3）核衰變?核衰變：放射性核素的原子核自發(fā)的放射出一種帶電粒子（?或?），蛻變成另外的原子核，同時(shí)放出?射線的過程。?

7、放射性核素衰變時(shí)能發(fā)射?，?和?射線。?放射性：原子核能夠自發(fā)釋放?，?和?射線的性質(zhì)。PO210Pb206*＋He4(?)84822Pb206*Pb206＋?8282?2.伽馬測(cè)井的核物理基礎(chǔ)?核衰變規(guī)律??tN?Ne0N—t=0時(shí)的原子核數(shù)0N—時(shí)刻t的原子核數(shù)?—衰變常數(shù)（表示單位時(shí)間內(nèi)每個(gè)原子核發(fā)生衰變的幾率）?半衰期T：放射性核素因衰變而減少到原來(lái)一半所需的時(shí)間。T=0.639/?。?T和?取決于放射性核本身的性質(zhì)。?2.伽馬測(cè)井的核物理基礎(chǔ)?4）放射性活度與放射性比度?放射性活度：一定量的放射性核

8、素，在單位時(shí)間里發(fā)生衰變的核數(shù)，又叫做放射性強(qiáng)度。1居里=3.7×1010核衰變/秒?導(dǎo)出單位：毫居里和微居里。新的活度單位為“貝可勒爾”，簡(jiǎn)稱“貝可”，符號(hào)為Bq。1Bq=1次核衰變/s，1Ci=3.7?1010Bq。?放射性比度（比放射性、放射性濃度）：是指放射性核素的放射性活度與其質(zhì)量之比，其單位是Bq/g或Ci/g。?2.伽馬測(cè)井的核物理基礎(chǔ)?5）放射性射線的性質(zhì)4??射線：氦原核（He）流