(最新)密度（伽马测井）测井

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1、密度测井中海油田服务公司测井事业部2003年1月10日主要内容1.概述2.密度测井原理3.测井仪器4.地质应用1.概况自然伽马测井是利用岩石中放射性元素发射的伽马射线的总强度,来探测地层岩石的泥质含量等。它采用的是被动测量方式。密度测井采用的是主动测量方式。它利用人工放射性物质产生的射线，来探测地层的体积密度（即岩石的总体密度，包括固体骨架和孔隙中的流体）。为了消除井眼尺寸的影响，采用补偿密度测井。2.补偿密度测井原理测井原理图铯－137伽马源短源距探测器长源距探测器伽马射线与物质之间的相互作用康普顿散射光电吸收产生电子对康普顿散射能量较高的伽马射线与物质中原子的核外电子发

2、生碰撞时，一部分能量转交给电子，使之脱离原子的电子壳层而飞出（这种电子叫做“康普顿电子”），同时伽马射线改变自己的运动方向，继续与其它电子碰撞。每碰撞一次，能量就损失一部分，并改变其运动方向，现场所谓的“康普顿散射”。伽马射线经过多次碰撞之后，能量不断降低，直到最后以光电效应结束。产生康普顿效应的伽马射线能量范围0.25-2.5MeV。康普顿过程示意图原子康普顿反冲电子e散射光子能量散射光子能量光电吸收当伽马射线能量较低（低于0.25MeV）时，它与组成物质的元素原子中的电子相碰撞之后，把自身的全部能量转交给电子，使电子获得能量并脱离其电子壳层而飞出，同时伽马射线被吸收而消失。这

3、一过程称为“光电效应”。被释放出来的电子称为“光电子”。产生光电效应的几率随着入射伽马射线能量的增加而减小，随着元素原子序数的增大而增大。产生电子对当能量高于1.02MeV的伽马射线与物质作用时，在原子核力场的作用下，可转变成正、负电子对，即一个正电子和一个负电子。伽马射线形成电子对后，本身被吸收。补偿密度测井的伽马射线源目前密度测井使用的伽马射线源，一般是铯－137（55Cs137）或钴－60（27Co60），其放出的伽马射线的能量不是太高。如铯－137辐射的伽马射线能量为0.66MeV。因此，它与岩石作用时，主要产生康普顿效应，并产生伽马射线。补偿密度测井基本原理伽马射线实际

4、上是由激发态的核发射的电磁辐射（又称“光子”）。光子照射靠近井眼的地层，一些被吸收，一些穿透过去，还有一些被散射。在离伽马射线源的两个固定距离上，记录散射伽马射线的强度，就可以测定地层对轰击伽马射线的减弱能力。密度测井的物理基础：伽马射线康普顿散射程度与被其照射岩石体积密度之间存在精确的函数关系，即康普顿散射正比于电子密度，而介质的电子密度与其体积密度十分接近。由于被吸收，探测器所接收到的散射伽马射线强度I随岩石的体积密度b增大而降低：因此，测量散射伽马射线强度能反映岩石的体积密度。密度测井的基本测量方法为了克服井孔等因素对密度测井的影响，仪器设计采取了如下措施：利用推靠臂将

5、装有伽马源和探测器的一臂推向井壁继续测量；将伽马源放置在一个带定向窗口的铅屏内，使之只向一个方向发射，探测器也定向，以增强对岩层散射伽马射线的记录。为了消除泥饼、井壁不规则以及仪器与井壁接触不良的影响：采用长、短源距的测量结果，通过一定的计算求得岩石的真实体积密度。3.测井仪器补偿密度测井仪阿特拉斯测井公司的补偿密度测井仪主要技术规范（2222ZDL）密度测井刻度刻度目的:将密度测井的计数率转换成密度值。刻度原理:一级刻度:在至少模拟三种不同密度地层的标准刻度井中进行。例如，美国休斯顿大学的刻度井中模拟三种不含泥的纯石灰岩地层：建立测井响应与灰岩密度测定值之间的关系。二级刻度:

6、利用根据标准刻度井制作的刻度器（圆柱状或半圆柱状的铝块[2.7克/厘米3]或镁块[1.76克/厘米3]）对仪器进行室内刻度。三级刻度：利用一种便携式刻度器在现场对仪器进行刻度。这种刻度器带有标定源，放出的伽马射线强度已知，用以模拟某种密度地层的散射伽马射线强度。质量控制重复性:±0.025克/厘米3测量速度:9米/分钟4.地质应用地层中常见矿物和流体的密度密度测井的影响因素泥质剩余油气仪器贴壁状况由密度测井求地层孔隙度由密度测井测得的纯地层的体积密度，是岩石骨架和孔隙流体密度的加权平均值：解出纯地层的孔隙度：含泥质地层的孔隙度由密度测井测得的含泥质地层的体积密度，是岩石骨架

7、、泥质和孔隙流体密度的加权平均值：解出含泥质地层的孔隙度：残雪-3井主要目的层的测井曲线组合图残雪-3井中子-密度交会图LD5-2-3（扩径影响）LD5-2-3扩径对密度测井的影响152.46BZ34-1S-1（扩径影响）