楊再超
摘要：自然伽馬能譜測井是測井學中一種重要的測井方法，本文通過研究自然伽馬能譜測井原理，對自然伽馬能譜測井曲線進行分析，分析自然伽馬能譜測井在實際測井中的應用。
關鍵詞：自然伽馬能譜；測井曲線；頁岩
中圖分類號：TP391 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2016）14-0234-02
自然伽馬能譜測井是按不同能量範圍記錄自然伽馬射線的一種測井方法。因為地層放出的伽馬射線大多數是由三种放射性同位素——鉀、釷、鈾衰變產生的，所以自然伽馬能譜測井可以給出地層中鉀、釷、鈾的含量。這些數據對於準確地確定儲集層泥質含量、分析沉積環境和生油條件，以及劃分岩性都是很有用的。本文通過研究自然伽馬能譜測井原理，分析實際能譜測井曲線，對自然伽馬能譜測井在實際應用進行研究。
1 自然伽馬能譜測井原理
自然伽馬能譜測井是在井內測量岩層中自然存在的放射性元素核衰變過程中放射出來的伽馬射線的強度來研究岩層的一種方法。自然伽馬能譜測井原理是根據鈾、釷、鉀的自然伽馬能譜的特徵，用能譜分析方法，將測量的鈾、釷、鉀的伽馬放射性的混合譜，進行譜的解析，從而來確定鈾、釷、鉀在地層中的含量。
在自然伽馬射線的能譜，K40隻有能量為1.46MeV的伽馬射線。鈾系和釷系的各種元素髮射不同能量的伽馬射線，有些元素還發射多種能量的伽馬射線。鈾系和釷系元素在放射性平衡狀態下，不同能量的伽馬射線的相對強度也是確定的。因此，U、Th、K自然伽馬射線的識別：鈾系中選Bi214發射的1.76MeV的伽馬射線來識別U；釷系中選Tl208發射的2.62MeV的伽馬射線來識別Th；K40用能量為1.46MeV的伽馬射線識別，如圖1所示。
在自然伽馬能譜測井的測量過程首先，確定對伽馬光子進行分類計數。γ光子被接收產生一個電脈衝，電脈衝的幅度正比於光子的能量，地面儀器可將電脈衝按脈衝幅度進行分類計數。然後，記伽馬光子能量為1.32～1.575mev的光子計數率為WⅠ，記伽馬光子能量為1.65～2.39Mev的光子計數率為WⅡ，記伽馬光子能量為2.475～2.764Mev的光子計數率為WⅢ。最後，確定U、Th、K的含量。
[WI=A1Th+B1U+C1KWII=A2Th+B2U+C2KWIII=A3Th+B3U+C3K] （1）
其中：WⅠ、WⅡ、WⅢ為三個能量窗的伽馬光子的計數率（測量結果），而對某一儀器來講：A1、B1、C1、A2、B2、C2、A3、B3、C3都是已知的（通過刻度獲得）。所以解聯立方程可得U、Th、K的含量。
2 自然伽馬能譜測量曲線分析
在圖2（a）中，上部分的頁岩是富含有機物的生油層，它在能譜曲線上的特徵是鉀和鈾含量很高，尤其是鈾含量特別高，該井段下部是典型的頁岩，釷和鉀含量特別
（a）含有機物頁岩能譜曲線上的特徵
（b）頁岩儲集層在能譜曲線上的特點
圖2 頁岩在自然伽馬能譜上的曲線
圖2（b）是利用自然伽馬能譜測井曲線尋找頁岩儲集層，在圖1（b）中，5450ft到5500ft井段為富含有機物的頁岩生油層。其中局部地段，有工業性油流產出成為生油層，它在NGS曲線上有高鈾、低鉀、低釷的特徵顯示。
3結論
通過分析實際自然伽馬能譜測井曲線，結果表明：自然伽馬能譜可以明顯的測量出鈾、釷、鉀的含量，探測出頁岩中的生油層，劃分岩性、識別滲透層。本文的研究結論對自然伽馬能譜測井的響應特徵具有重要的理論和實際意義。
參考文獻：
[1]董蘭.自然伽馬能譜測井原理及其應用[J].計量與測試技術，2009（2）：1-3.
[2]丁次乾.地球礦場物理[M].中國石油大學出版社，2008：127-131.
[3]王衛華.地層自然伽馬射線能量峰的識別[D].中國石油大學，2008.
摘要：自然伽馬能譜測井是測井學中一種重要的測井方法，本文通過研究自然伽馬能譜測井原理，對自然伽馬能譜測井曲線進行分析，分析自然伽馬能譜測井在實際測井中的應用。
關鍵詞：自然伽馬能譜；測井曲線；頁岩
中圖分類號：TP391 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2016）14-0234-02
自然伽馬能譜測井是按不同能量範圍記錄自然伽馬射線的一種測井方法。因為地層放出的伽馬射線大多數是由三种放射性同位素——鉀、釷、鈾衰變產生的，所以自然伽馬能譜測井可以給出地層中鉀、釷、鈾的含量。這些數據對於準確地確定儲集層泥質含量、分析沉積環境和生油條件，以及劃分岩性都是很有用的。本文通過研究自然伽馬能譜測井原理，分析實際能譜測井曲線，對自然伽馬能譜測井在實際應用進行研究。
1 自然伽馬能譜測井原理
自然伽馬能譜測井是在井內測量岩層中自然存在的放射性元素核衰變過程中放射出來的伽馬射線的強度來研究岩層的一種方法。自然伽馬能譜測井原理是根據鈾、釷、鉀的自然伽馬能譜的特徵，用能譜分析方法，將測量的鈾、釷、鉀的伽馬放射性的混合譜，進行譜的解析，從而來確定鈾、釷、鉀在地層中的含量。
在自然伽馬射線的能譜，K40隻有能量為1.46MeV的伽馬射線。鈾系和釷系的各種元素髮射不同能量的伽馬射線，有些元素還發射多種能量的伽馬射線。鈾系和釷系元素在放射性平衡狀態下，不同能量的伽馬射線的相對強度也是確定的。因此，U、Th、K自然伽馬射線的識別：鈾系中選Bi214發射的1.76MeV的伽馬射線來識別U；釷系中選Tl208發射的2.62MeV的伽馬射線來識別Th；K40用能量為1.46MeV的伽馬射線識別，如圖1所示。
在自然伽馬能譜測井的測量過程首先，確定對伽馬光子進行分類計數。γ光子被接收產生一個電脈衝，電脈衝的幅度正比於光子的能量，地面儀器可將電脈衝按脈衝幅度進行分類計數。然後，記伽馬光子能量為1.32～1.575mev的光子計數率為WⅠ，記伽馬光子能量為1.65～2.39Mev的光子計數率為WⅡ，記伽馬光子能量為2.475～2.764Mev的光子計數率為WⅢ。最後，確定U、Th、K的含量。
[WI=A1Th+B1U+C1KWII=A2Th+B2U+C2KWIII=A3Th+B3U+C3K] （1）
其中：WⅠ、WⅡ、WⅢ為三個能量窗的伽馬光子的計數率（測量結果），而對某一儀器來講：A1、B1、C1、A2、B2、C2、A3、B3、C3都是已知的（通過刻度獲得）。所以解聯立方程可得U、Th、K的含量。
2 自然伽馬能譜測量曲線分析
在圖2（a）中，上部分的頁岩是富含有機物的生油層，它在能譜曲線上的特徵是鉀和鈾含量很高，尤其是鈾含量特別高，該井段下部是典型的頁岩，釷和鉀含量特別
（a）含有機物頁岩能譜曲線上的特徵
（b）頁岩儲集層在能譜曲線上的特點
圖2 頁岩在自然伽馬能譜上的曲線
圖2（b）是利用自然伽馬能譜測井曲線尋找頁岩儲集層，在圖1（b）中，5450ft到5500ft井段為富含有機物的頁岩生油層。其中局部地段，有工業性油流產出成為生油層，它在NGS曲線上有高鈾、低鉀、低釷的特徵顯示。
3結論
通過分析實際自然伽馬能譜測井曲線，結果表明：自然伽馬能譜可以明顯的測量出鈾、釷、鉀的含量，探測出頁岩中的生油層，劃分岩性、識別滲透層。本文的研究結論對自然伽馬能譜測井的響應特徵具有重要的理論和實際意義。
參考文獻：
[1]董蘭.自然伽馬能譜測井原理及其應用[J].計量與測試技術，2009（2）：1-3.
[2]丁次乾.地球礦場物理[M].中國石油大學出版社，2008：127-131.
[3]王衛華.地層自然伽馬射線能量峰的識別[D].中國石油大學，2008.
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