测井原理9-自然伽马测井ppt课件.ppt

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1、核测井定义----将核技术应用于井中测量，根据岩石及其孔隙流体的核物理性质，研究井的地质剖面，勘探石油、天然气、煤以及金属、非金属矿藏，研究石油地质、油井工程和油田开发的核地球物理方法—称核测井〈又称放射性测井〉放射性测井第十—十二章核测井的分类：大体分四类a)：γ测井。含自然γ和γ—γ测井（散射测井）。前者又分自然γ和自然γ能谱测井；后者又分地层密度和岩性密度测井。b):中子测井。主要含中子寿命测井、一般中子测井和中子诱生γ测井。中子寿命测井也称热中子衰减时间测井；一般中子测井含热中子测井和超热中子测井；它们又含

2、有单探测器中子和补偿中子测井；中子诱生γ能谱测井通常包括快中子非弹性散射γ能谱测井（即C/O比测井）、中子俘获γ能谱测井和中子活化γ能谱测井等。c):放射性核素示踪测井。这种方法是利用放射核素作为示踪剂，将掺入流体中，并注入到井内，通过流体在井中的流动而使核素分布到各种孔隙空间。利用核γ测井对示踪剂进行追踪测量，确定流体的运动状态及其分布规律。d):核成像测井。如核磁共振成像测井等。20世纪30年代末，在美国以及前苏联出现自然伽马测井；我国1956年最先在玉门油田使用。岩石中含有天然的放射性核素,主要是铀系、钍系和

3、钾的放射形同位素，它们自然衰变时发射伽马射线，使岩石有天然放射性。自然伽马侧井（naturalgamma-raylog）是用伽马射线探测器测量岩石总的自然伽马射线强度，以研究井剖面地层性质的测井方法。主要内容1伽马测井核物理基础2自然伽马测井原理3自然伽马测井曲线应用第十章自然伽马测井第一节伽马测井核物理基础伽马测井主要利用伽马射线与介质的作用研究地层的放射性特性的测井方法,主要有伽马测井,密度测井等.一核衰变及其放射性1几个基本概念原子与原子结构:原子—原子是处于中心的带正电的原子核和核外绕核运动的一个或若干个电

4、子组成。原子核——由质子和中子组成。原子质量单位：原子质量的国际单位是以碳的同位素¹²C的原子质量为标准确定。一个原子质量单位u——定义为¹²C原子静止质量的1/12，1u=mc×1/12=1.992678×10—26×1/12=1.660566×10－27Kg。例如：通常写成12C的质量为：11.996709u，则质量数为：12的质量为4.001506u，则质量数A=4；2原子的结构中子原子核原子质子正电荷核外电子负电荷原子的标记形式：X是该原子的化学元素符号；A为质量数----即以u为单位原子核质量四舍五入的整

5、数.Z---质子数（即原子序数）；N为中子数即；N=A-Z，在实际工作中往往只写出元素符号和质量数，即写成：核素—凡具有相同质子数Z和中子数N的一类原子核素同位素—凡质子数相同，中子数不同的几种核素；如：三种核素都是氢的同位素同中子素—中子数相同，质子数不同的几中核素；如：3放射性核素稳定核素(结构和能量不变化)核素不稳定核素(结构和能量发生变化并放射出射线)不稳定核素也叫放射性核素4核衰变放射性核素的原子核自发释放出一种带电离子,蜕变成为另外原子核同时放射出伽马射线的过程称为核衰变基态—原子核可处于不同的能量状态

6、，能量最低状态。激发态—原子核处于比基态高的能量状态，即原子核被激发了。放射性—放射性核素都能自发的放出各种射线。有的发射α射线，有的发射β射线，有的在发射α射线或β射线的同时还在发射γ射线，有的三种射线都有。原子核自发的放射出各种射线而自身发生变化的现象称为放射性。放射性核素有天然（自然）的：等，和人工（生产）放射性核素：4射线的性质（1）α射线—由氦原子核组成的粒子流。氦核又称α粒子，因而可以说是α粒子流。α粒子—质量数为4，带两个正电荷。对物质的电离作用很强，而贯穿物质的本领很小。在空气中的射程2.6cm—1

7、1.5cm，在岩石中的射程只有10¯³cm，即10μm。（2）β射线—高速运动的电子流。V=2C/3（C为光速)，对物质的电离作用较强，而贯穿物质的本领较小。在金属中的射程约0.09cm.（3）γ射线—由γ光子组成的粒子流。γ光子是不带电的中性粒子，以光速运动。γ射线又是一中波长很短的电磁波，具有两重性，即波动性和粒子性。对物质的电离作用很小，而贯穿本领很大。能穿过地层和钢铁。γ光子具有波动性，即γ光子在传输过程中表现出有一定的频率ν和波长λ，λ与ν和光速C之间的关系：γ光子具有粒子性是说γ光子是一个一个微粒，每个

8、γ光子具有一定相对性，质量有运动速度C，因而具有一定能量核衰变可用核衰变方程式或衰变图表示.例如地层中的钾有两种衰变方程式:核衰变使原子核数按指数规律衰减,关系见下衰变常数表示单位时间内每个原子核发生衰变的几率。半衰期：原有的放射性核数衰变掉一半所需的时间。平均寿命：每个原子核在发生衰变前存在的时间的平均值。5岩石的自然伽马放射性与岩石性质的关系（1）岩石总