1、l放射性测井是测量记录岩石及其孔隙流体的核物理性质的参数，研究井剖面岩层性质的一组测井方法，包括自然伽马，自然伽马能谱、中子、密度测井等。l放射性测井的特点：不受井眼介质限制，在裸眼井和套管井、各种钻井泥浆的井中均可测，能进行套管井的地层评价，快速分析和确定岩石及其孔隙流体各种化学元素。放射性测井分类：（按测量的放射性类型划分）1、伽马测井：以研究伽马辐射为基础，包括GR、NGS、地层密度、岩性密度、放射性同位素示踪测井等。2、中子测井：以研究中子与岩石及孔隙流体相互作用为基础，包括热中子、超热中子、中子伽马、脉冲中子非弹性散射伽马能谱、中子寿命及活化测井等。二、自然伽马的测井原理二、自然伽马
2、的测井原理三、自然伽马曲线特征三、自然伽马曲线特征一、伽马测井的核物理基础一、伽马测井的核物理基础四、自然伽马曲线的影响因素四、自然伽马曲线的影响因素五、自然伽马曲线的应用五、自然伽马曲线的应用一、伽马测井的核物理基础一、伽马测井的核物理基础 1 1、放射性核素和核衰变、放射性核素和核衰变 2 2、伽马射线与物质的相互关系、伽马射线与物质的相互关系 3 3、岩石的自然放射性和岩石性质的关系、岩石的自然放射性和岩石性质的关系 一、伽马测井的核物理基础一、伽马测井的核物理基础 1 1、放射性核素和核衰变、放射性核素和核衰变 核素核素：指原子核中具有一定数目质子和中子，并处于同：指原子核中具有一定数
3、目质子和中子，并处于同一能态的同一类原子。一能态的同一类原子。同位素同位素：指质子数相同，而中子数不同的核素，它们在：指质子数相同，而中子数不同的核素，它们在元素周期表中占有同一位置。元素周期表中占有同一位置。一、伽马测井的核物理基础一、伽马测井的核物理基础 1 1、放射性核素和核衰变、放射性核素和核衰变 稳定核素稳定核素：不会自发衰变为另一种核。：不会自发衰变为另一种核。放射性核素放射性核素：原子核能自发地发生衰变，由一种核变为：原子核能自发地发生衰变，由一种核变为另一种核。另一种核。核衰变时，发射三种射线核衰变时，发射三种射线：，：氦核组成的离子流，带正电，穿透能力最差。射线：高速电子流，
4、带负电，穿透能力差。射线：高频光子流，穿透力强，易被测井仪器测定。一、伽马测井的核物理基础一、伽马测井的核物理基础 2 2、伽马射线与物质的相互作用、伽马射线与物质的相互作用 电子对效应电子对效应：在能量大于1.02Mev时，它在物质的原子核附近与核的库伦场相互作用，可以转化为一个负电子和一个正电子，而光子本身全部被吸收。一、伽马测井的核物理基础一、伽马测井的核物理基础 2 2、伽马射线与物质的相互作用、伽马射线与物质的相互作用 电子对效应电子对效应：在能量大于1.022Mev时，它在物质的原子核附近与核的库伦力相互作用，可以转化为一个负电子和一个正电子，而光子本身被全部吸收。2(1.022)
5、ANeKZEA 吸收（衰减）系数吸收（衰减）系数：伽马射线通过单位厚度的吸收介质，因此效应导致伽马射线强度的减弱，用吸收系数标示:K为常数，E为入射伽马的能量，NA为阿伏伽德罗常数，A为克原子量，Z为原子序数，为密度一、伽马测井的核物理基础一、伽马测井的核物理基础 2 2、伽马射线与物质的相互作用、伽马射线与物质的相互作用 康普顿效应康普顿效应：能量较高伽马射线与物质中原子核外电子碰撞时，一部分能量转交给电子，使之脱离原子电子壳层而飞出，同时伽马射线改变自己运动方向，继续与其它电子相撞。每碰撞一次，能量损失一部分，并改变其运动方向，形成所谓康普顿效应。一、伽马测井的核物理基础一、伽马测井的核物
6、理基础 2 2、伽马射线与物质的相互作用、伽马射线与物质的相互作用 康普顿减弱系数康普顿减弱系数：由康普顿效应引起的伽马射线通过单位距离物质的减弱强度由康普顿效应引起的伽马射线通过单位距离物质的减弱强度:每个电子的康普顿散射截面，为常数每个电子的康普顿散射截面，为常数；Z/A Z/A 在一定介质条件下，为常数，因此，利用在一定介质条件下，为常数，因此，利用 和和 的关系，可以确定介质的密度，是密度测井的核的关系，可以确定介质的密度，是密度测井的核物理基础物理基础e一、伽马测井的核物理基础一、伽马测井的核物理基础 2 2、伽马射线与物质的相互作用、伽马射线与物质的相互作用 光电效应光电效应：当伽
7、马射线能量较低（低于0.25Mev）时，它与组成物质元素原子中的电子相碰撞之后，把能量全部转交电子，使电子获得能量后脱离其电子壳层而飞出，同时伽马射线被吸收而消失。这一过程称为光电效应，被释放出来的电子叫光电子。一、伽马测井的核物理基础一、伽马测井的核物理基础 2 2、伽马射线与物质的相互作用、伽马射线与物质的相互作用 线性光电吸收系数线性光电吸收系数：当伽马射线能量大于原子核外电子结合能时，发生光电效应的概率。4.10.0089nZA此式说明此式说明：光电吸收系数主要取决于原子序数，由此发光电吸收系数主要取决于原子序数，由此发展了岩性密度测井。展了岩性密度测井。E0.1Mev时，主要为光电效
8、应；0.1Mev E 2Mev时，发生电子对效应三种效应发生的比例随E而变一、伽马测井的核物理基础一、伽马测井的核物理基础 1 1、放射性核素和核衰变、放射性核素和核衰变 2 2、伽马射线与物质的相互关系、伽马射线与物质的相互关系 3 3、岩石的自然放射性和岩石性质的关系、岩石的自然放射性和岩石性质的关系 一、伽马测井的核物理基础一、伽马测井的核物理基础 3 3、岩石的自然放射性和岩石性质的关系、岩石的自然放射性和岩石性质的关系 岩石的放射性是由岩石中所含的U、Th、k系放射性同位素引起的。这些元素在自然界衰变过程中的均放出射线,且不同元素放出的射线的数量和能量两方面均有区别。因此，通过探测射
9、线的数量（强度）和能量（能谱），有就可能确定岩石中放射性元素的数量（含量）及种类，并进一步用来寻找放射性矿床和研究岩层性质等。测量自射线强度的方法叫做自然伽玛法，测量自然伽玛能谱的方法叫做自然伽玛能谱法。一、伽马测井的核物理基础一、伽马测井的核物理基础 3 3、岩石的自然放射性和岩石性质的关系、岩石的自然放射性和岩石性质的关系 1岩浆岩：有许多放射性矿物，如长石，云母集中了地层中绝大多数钾K。角闪石、独居石、辉石也有较高放射性，其中以碱性岩、锆石、独居石等放射性最强。2变质岩：取决于母岩放射性，若为岩浆岩，放射性较强，沉积岩则次之。3沉积岩：一般比岩浆岩、变质岩差，沉积岩中的不同岩类，放射性不
10、同。一、伽马测井的核物理基础一、伽马测井的核物理基础 3 3、岩石的自然放射性和岩石性质的关系、岩石的自然放射性和岩石性质的关系 总放射性：沉积岩的放射性低于岩浆岩和变质岩。沉积岩中自然伽马放射性随泥质含量的增加而增加。粘土中：蒙脱石，伊利石，高岭石，绿泥石粘土中：蒙脱石，伊利石，高岭石，绿泥石一、伽马测井的核物理基础一、伽马测井的核物理基础 3 3、岩石的自然放射性和岩石性质的关系、岩石的自然放射性和岩石性质的关系 沉积岩中铀，钍、钾的含量沉积岩中铀，钍、钾的含量 （1）粘土中：钾约含）粘土中：钾约含2%，钍含，钍含12ppm，铀约，铀约6ppm还与沉积环境有关，不同的粘土矿物，铀钍钾的含量
11、有一定差别。还与沉积环境有关，不同的粘土矿物，铀钍钾的含量有一定差别。（2）砂岩及碳酸盐岩中，随粘土矿物增加，）砂岩及碳酸盐岩中，随粘土矿物增加，铀、钍、钾的含铀、钍、钾的含量增加，水流作用可造成铀含量很高。量增加，水流作用可造成铀含量很高。（3）钍化合物难溶于水，故岩石中钍含量较高的话，离物源近。）钍化合物难溶于水，故岩石中钍含量较高的话，离物源近。（4）四价铀难溶于水，六价铀难溶于水，铀含量与沉积环境及）四价铀难溶于水，六价铀难溶于水，铀含量与沉积环境及成岩后水流作用有关，四价铀氧化成六价铀，六价铀在还原条件成岩后水流作用有关，四价铀氧化成六价铀，六价铀在还原条件下四价铀而沉淀下四价铀而沉
12、淀二、自然伽马的测井原理二、自然伽马的测井原理三、自然伽马曲线特征三、自然伽马曲线特征一、伽马测井的核物理基础一、伽马测井的核物理基础四、自然伽马曲线的影响因素四、自然伽马曲线的影响因素五、自然伽马曲线的应用五、自然伽马曲线的应用l进行自然伽玛测井的简单原理如图所示：（井下仪器、地面仪器）l探测器将接收到的伽玛射线转换成电脉冲l放大器探测器输出电脉冲加以放大-剔除-计数率-电器积累连续电流简单变换和刻度自然伽玛GR曲线。记录电位差与单位时间内的脉冲数成正比。即与周围岩石放射性强度成正比。l得到的是一条随深度变化的计数率曲线（脉冲/分），现常用API单位（美国石油学会采用的单位，表示两倍于北美泥
13、岩平均放射性的模拟地层的自然伽马测井曲线值的1/200定义为API自然伽马测井单位）二、自然伽马的测井原理二、自然伽马的测井原理三、自然伽马的曲线特征三、自然伽马的曲线特征1、上下围岩相同时，曲线对称于地层中点，并在地层中点取得极值；2、地层厚度小于纵向探测范围时，地层厚度减小，曲线幅度降低；3、地层厚度大于纵向探测范围时，半幅点对应于地层界面。四、自然伽马曲线的影响因素四、自然伽马曲线的影响因素1、测速v和仪器电路积分常数对曲线的影响v 越大，曲线幅度越小，对称性越大，曲线幅度越小，对称性越差，极值向提升方向偏移越远，越差，极值向提升方向偏移越远，因此测井速度受到限制。因此测井速度受到限制。
14、四、自然伽马曲线的四、自然伽马曲线的影响因素影响因素2、放射性涨落误差涨落现象：多次测量，各涨落现象：多次测量，各次读数与全部读数的平均次读数与全部读数的平均值之差大部分分布在一定值之差大部分分布在一定范围内。由于涨落现象，范围内。由于涨落现象，使使GR曲线呈现曲线呈现“锯齿锯齿状状”，其原因在于放射性，其原因在于放射性涨落引起的误差，称为涨涨落引起的误差，称为涨落误差落误差四、自然伽马曲线的影响因素四、自然伽马曲线的影响因素3、地层厚度的影响4、井的影响薄层，曲线受上下围岩变化薄层，曲线受上下围岩变化因泥浆、套管和水泥吸收伽马射线，使曲线幅度因泥浆、套管和水泥吸收伽马射线，使曲线幅度降低。裸
15、眼井主要受井径和泥浆的影响，套管井降低。裸眼井主要受井径和泥浆的影响，套管井则要考虑到套管和水泥环的影响，需要做必要的则要考虑到套管和水泥环的影响，需要做必要的校正。校正。五、自然伽马曲线的应用五、自然伽马曲线的应用l 划分岩性划分岩性主要依据主要依据:Vsh不同，GR读数也会不同砂泥岩剖面砂泥岩剖面：泥岩层GR幅度值最高，纯地层，GR读数最低。碳酸盐岩剖面碳酸盐岩剖面：泥岩、页岩GR幅度值最高，纯的石灰岩、白云岩GR幅度值最低，而泥质灰岩、泥质白云岩GR值介于中间。膏岩剖面膏岩剖面：岩盐、石膏层的GR较低，泥岩层GR较高。1 1、划分岩性和地层对比、划分岩性和地层对比五、自然伽马曲线的应用五
16、、自然伽马曲线的应用l 进行地层对比，划分储集层进行地层对比，划分储集层砂泥岩剖面砂泥岩剖面：低GR为砂岩储集层，在厚层状态下可用半幅点来分层。碳酸盐岩剖面碳酸盐岩剖面：低GR说明泥质含量少的纯岩石，结合高孔隙度和低电阻率可划分储集层。膏岩剖面膏岩剖面：岩盐、石膏层的GR较低，泥岩层GR较高。1 1、划分岩性和地层对比、划分岩性和地层对比2 2、确定泥质含量、确定泥质含量地质基础地质基础（计算条件）：地层除粘土矿物外，不含其它放射性矿物，此时GR为计算Vsh的最好方法，如果岩石本身组成中含放射性物质，如含火山碎屑等，则无法正确判断泥质含量。五、自然伽马曲线的应用五、自然伽马曲线的应用GRmin
17、maxminGRGRGRGR=1212GCURGCURGRVsh =l相对值法l经验法老地层：GCUR=2；新地层GCUR=3.74l3确定岩石的粒度均值，作沉积环境分析确定岩石的粒度均值，作沉积环境分析lC0、C1为经验常数。为经验常数。lC0为所选取的为所选取的GRmin的相应层段的平均粒度均值（的相应层段的平均粒度均值（Mz0）的对数值。的对数值。计算粒度均值计算粒度均值y=0.7957x+1.6053R=0.85500.511.522.53-1-0.500.511.52M(Z)GR段小层自然伽马 40 230 自然电位 20 80 井径 20 35 深度(m)深侧向 2 2000 浅侧
18、向 2 2000 声波时差 450 150 补偿密度 1.7 2.9 补偿中子 70 0 泥质 0 1 岩屑 0 1 石英 0 1 计算均值-1 4 粒度均值-1 4 薄片分析结果岩石相盒3盒2H3-2272027302740275027602770中粒石英砂岩中粒岩屑砂岩粗-中粒长石砂岩粗粒石英砂岩中粒岩屑砂岩中粒岩屑石英砂岩粗粒岩屑石英砂岩粗粒岩屑石英砂岩粗粒石英砂岩粗粒岩屑砂岩泥岩细粒岩屑砂岩中粒岩屑砂岩中粒岩屑石英砂岩粗粒岩屑石英砂岩中粒岩屑砂岩粗粒岩屑石英砂岩粉砂岩计算粒度均值l自然伽玛测井可以解决以下：l（1）据天然放射性强弱，判别岩性和划分井地层剖面。l（2）在一个含油气区或单独
19、构造上，各井剖面进行对比。l（3）估计岩石中泥质含量，从而判断岩层的储集性能，特别是在泥浆矿化度较高地区，碳酸盐岩剖面中，自然电位无法清楚划分渗透性岩层，自然伽玛可以解决。l自然伽玛测井的优缺点：l优点：（1）裸眼井和套管井中均可以进行l （2）油基泥浆、高矿化度以及干井中均可以进行l （3）碳酸盐岩剖面和水化学沉积剖面不可缺少。l缺点：（1）测速慢，成本高。l（2）如果岩石本身组成中含放射性物质，如含火山碎屑等，则无法正确判断泥质含量。如哈密地区，那么SH判定需从其分资料中求取。一、自然伽马能谱测井原理一、自然伽马能谱测井原理二、二、NGS与与GR测井的区别测井的区别三、三、NGS的应用的应
20、用一、自然伽马能谱测井原理一、自然伽马能谱测井原理二、二、NGS与与GR测井的区别测井的区别三、三、NGS的应用的应用一、自然伽马能谱测井原理一、自然伽马能谱测井原理1 1、自然伽马能谱、自然伽马能谱 不同的放射性元素在衰变时，放射出的伽马不同的放射性元素在衰变时，放射出的伽马射线的能量不同，如图是铀系、钍系及射线的能量不同，如图是铀系、钍系及K K4040的自然的自然伽马能谱。伽马能谱。从谱分布可以看出从谱分布可以看出K K4040只有能量为只有能量为1.46MeV1.46MeV的伽的伽马射线，而铀系和钍系有各种能量的伽马射线，马射线，而铀系和钍系有各种能量的伽马射线，但大部分分布在但大部分
21、分布在1.3MeV1.3MeV以下。以下。钍系在钍系在2.62MeV2.62MeV处有一明显峰值，可作为钍系处有一明显峰值，可作为钍系的特征谱；的特征谱；铀系在铀系在1.76MeV1.76MeV处也出现一个峰值，作为铀系处也出现一个峰值，作为铀系的特征谱。的特征谱。可见，可见，1.461.46，1.76MeV1.76MeV和和2.62MeV2.62MeV的三个光电的三个光电峰，且最容易识别，因此选用它们分别作为识别峰，且最容易识别，因此选用它们分别作为识别铀、钍、钾的特征谱。铀、钍、钾的特征谱。2 2、自然伽马能谱测井原理、自然伽马能谱测井原理 自然伽马能谱测井仪的下井仪器与自然伽马测自然伽马
22、能谱测井仪的下井仪器与自然伽马测井仪基本相同，使用井仪基本相同，使用NaINaI闪烁计数器，将入射的伽闪烁计数器，将入射的伽马射线能量的大小以脉冲的幅度大小输出，不同马射线能量的大小以脉冲的幅度大小输出，不同之处是地面仪器部分，其测量原理如图所示。之处是地面仪器部分，其测量原理如图所示。自然伽马能谱测井仪的地面仪器部分的核心是自然伽马能谱测井仪的地面仪器部分的核心是多道脉冲幅度分析器，该分析器将能谱分为五个多道脉冲幅度分析器，该分析器将能谱分为五个能窗，它们的测量范围分别是：能窗，它们的测量范围分别是：W1W1：0.150.150.5MeV0.5MeV W2 W2：0.50.51.1MeV1.
23、1MeV W3 W3：1.321.321.575MeV(1.575MeV(含特征谱含特征谱1.46MeV1.46MeV的钾窗的钾窗)W4 W4：1.651.652.390MeV(2.390MeV(含铀特征谱含铀特征谱1.76MeV1.76MeV的铀的铀窗窗)W W5 5：2.4752.4752.765MeV(2.765MeV(含钍特征谱含钍特征谱2.62MeV2.62MeV的的钍窗钍窗)2 2、自然伽马能谱测井原理、自然伽马能谱测井原理 五个能窗输出的信号分别送入五个计数器进行计数。由于钾窗的五个能窗输出的信号分别送入五个计数器进行计数。由于钾窗的计数率中含有少量铀、钍计数率中含有少量铀、钍射
24、线的成分，铀窗中亦含有少量钍的成射线的成分，铀窗中亦含有少量钍的成分，分，ThTh窗中又含有少量窗中又含有少量U U的成分。的成分。所以各窗的计数率并不仅仅反映对应的元素的含量，因而还需要所以各窗的计数率并不仅仅反映对应的元素的含量，因而还需要解谱。解谱。所谓解谱就是对各能窗均综合考虑三种元素的贡献，列出方程组所谓解谱就是对各能窗均综合考虑三种元素的贡献，列出方程组求解。解线性方程组的仪器装置叫解谱仪。求解。解线性方程组的仪器装置叫解谱仪。从解谱仪输出的信号送至照像记录设备进行记录。最后输出四个从解谱仪输出的信号送至照像记录设备进行记录。最后输出四个量：自然伽马总计数率量：自然伽马总计数率(S
25、GR)(SGR)，钍含量，钍含量(THOR)(THOR)、铀含量、铀含量(URAN)(URAN)、钾含、钾含量量(POTA)(POTA)。探测器在井中自下而上移动测量，仪器便输出四条连续。探测器在井中自下而上移动测量，仪器便输出四条连续曲线。曲线。二、二、NGS与与GR的区别的区别 GR测井记录的是能量大于测井记录的是能量大于100Kev的所有的所有造造成的总的计数率，反映的是岩层中所有放射性成的总的计数率，反映的是岩层中所有放射性核素的总效应。核素的总效应。NGS分别对应铀、钍、钾三种主要放射性核分别对应铀、钍、钾三种主要放射性核素辐射的素辐射的造成的计数率进行记录，反映的是不造成的计数率进
26、行记录，反映的是不同放射性核素的效应，测井得到的曲线分别是同放射性核素的效应，测井得到的曲线分别是反映钍含量（反映钍含量（ppm），铀含量（），铀含量（ppm）和）和K40含量及总的计数率（含量及总的计数率（API)1 1、研究生油层、研究生油层 大量研究表明，岩石中的有机物对铀的富集大量研究表明，岩石中的有机物对铀的富集起着重要作用，因此应用自然伽马能谱测井，可起着重要作用，因此应用自然伽马能谱测井，可在纵向和横向上，追踪生油层和评价生油层的生在纵向和横向上，追踪生油层和评价生油层的生油能力。油能力。自然界中的有机质，一来自水生有机物，二自然界中的有机质，一来自水生有机物，二来自陆生植物。它
27、们与铀之间都有亲和力存在。来自陆生植物。它们与铀之间都有亲和力存在。虽然这种亲和力的形成还在研究之中。但这种亲虽然这种亲和力的形成还在研究之中。但这种亲和力使有机质与铀含量有明显的相关关系。和力使有机质与铀含量有明显的相关关系。这种现象的另一种解释是，海水中的铀离子这种现象的另一种解释是，海水中的铀离子与其他微量元素为浮游生物所吸附；陆生植物的与其他微量元素为浮游生物所吸附；陆生植物的腐质酸也容易吸附铀离子。从而，源岩的自然放腐质酸也容易吸附铀离子。从而，源岩的自然放射性明显高于非源岩，并且这种增加是铀引起的。射性明显高于非源岩，并且这种增加是铀引起的。2 2、寻找页岩储集层、寻找页岩储集层
28、有机质含量高的高放射性黑有机质含量高的高放射性黑色泥岩，若有天然裂缝则可能色泥岩，若有天然裂缝则可能有很多油气产能。钙质和粉砂有很多油气产能。钙质和粉砂岩夹层性脆易生成裂缝，形成岩夹层性脆易生成裂缝，形成可溶于水的六价铀以及子体镭可溶于水的六价铀以及子体镭的通道。这种油气层的自然伽的通道。这种油气层的自然伽马能谱特征为总强度高、铀含马能谱特征为总强度高、铀含量高，而钍和钾含量较低。量高，而钍和钾含量较低。3 3、寻找高放射性碎屑岩和碳酸盐岩储层、寻找高放射性碎屑岩和碳酸盐岩储层4 4、用、用ThTh/U/U研究沉积环境研究沉积环境 统计研究表明：陆相氧化环境、风化层，统计研究表明：陆相氧化环境
29、、风化层，ThTh/U7;/U7;海相沉积，氧化还原过渡带，灰色或绿色页岩，海相沉积，氧化还原过渡带，灰色或绿色页岩，2Th2Th/U7/U7；海相还原环境，黑色页岩、磷酸盐岩，；海相还原环境，黑色页岩、磷酸盐岩，ThTh/U2/U7;/U7;海相沉积，氧化还原过渡带，灰色或绿色页岩，海相沉积，氧化还原过渡带，灰色或绿色页岩，2Th2Th/U7/U7；海相还原环境，黑色页岩、磷酸盐岩，；海相还原环境，黑色页岩、磷酸盐岩，ThTh/U2/U2 Th/U往往和盆地的地形剖面一致，具有边缘高往往和盆地的地形剖面一致，具有边缘高而内部低的特征，可反映沉积物源和推进方向。而内部低的特征，可反映沉积物源和
30、推进方向。5 5、求泥质含量、求泥质含量 地层中泥质含量与钍或钾的含量有较好的相关关地层中泥质含量与钍或钾的含量有较好的相关关系，而与地层中轴的含量关系较小。一般不用铀的系，而与地层中轴的含量关系较小。一般不用铀的含量而用总的计数率、钍含量和钾含量测井值计算含量而用总的计数率、钍含量和钾含量测井值计算泥质含量。泥质含量。minmaxminCTSCTSCTSCTSSVCT1212SVCTGCURSVCTSVCE式中，SVCT:用总计数率求出的泥质含量指数；CTS:总计数率；CTSmin：纯地层计数率；CTSmax：泥岩总计数率；SVCE：用总计数率求出的泥质体积含量；GCUR:区域参数（1）用总
31、计数率求泥质含量用总计数率求泥质含量minmaxminTHTHTHTHSVTH1212SVTHGCURSVTHSVTEminmaxmin4040404040KKKKSVK1212404040SVKGCURSVKSVK(2)由钍含量求泥质含量(3)由钾含量求泥质含量6 6、区分泥质砂岩和云母、区分泥质砂岩和云母利用钍和钾的含量交会图，可以给出石英、云母和泥质的百分含量 又称放射性示踪测井，利用人工放射性同位素为示又称放射性示踪测井，利用人工放射性同位素为示踪剂，研究油井技术和采油注水动态的测井方法。踪剂，研究油井技术和采油注水动态的测井方法。一、放射性同位素测井找串槽位置一、放射性同位素测井找串
32、槽位置二、放射性同位素测井检测封堵效果二、放射性同位素测井检测封堵效果三、检查压裂效果的放射性同位素测井三、检查压裂效果的放射性同位素测井四、放射性同位素载体法测定吸水剖面，计算吸水四、放射性同位素载体法测定吸水剖面，计算吸水量量一、放射性同位素测井找窜槽位置一、放射性同位素测井找窜槽位置 油井投入生产后，由于固井质量差或固井后由于射孔及其油井投入生产后，由于固井质量差或固井后由于射孔及其他工程施工，使水泥环破裂，造成层间串通，即形成窜槽，这他工程施工，使水泥环破裂，造成层间串通，即形成窜槽，这对采油和注水均有不良影响，应及时测定窜槽井段，采取堵窜对采油和注水均有不良影响，应及时测定窜槽井段，
33、采取堵窜措施。放射性同位素测井就是一种寻找窜槽井段的有效方法。措施。放射性同位素测井就是一种寻找窜槽井段的有效方法。放射性同位素测井施工前，先测一条自然伽马测井曲线作放射性同位素测井施工前，先测一条自然伽马测井曲线作为参考曲线，而后将为参考曲线，而后将BaBa131131(或或I I131131)配成的活化液压入找窜层段，配成的活化液压入找窜层段，再测放射性同位素测井曲线，与先测的参考曲线比较，则可查再测放射性同位素测井曲线，与先测的参考曲线比较，则可查出示踪液的通道，找出窜槽位置。出示踪液的通道，找出窜槽位置。如图所示，欲检查已射开之如图所示，欲检查已射开之B B层和未射开的层和未射开的C
34、C层及射开的层及射开的A A层之间层之间是否有窜槽。以封隔器分别封隔是否有窜槽。以封隔器分别封隔B B、A A层和层和B B、C C层，以一定压力向层，以一定压力向B B层层注入放射性活化液注入放射性活化液(放射性同位素放射性同位素BaBa131131或或I I131131的活化油或活化水，对的活化油或活化水，对油层找窜，注入活化油：对水层找油层找窜，注入活化油：对水层找窜，注入活化水窜，注入活化水)，然后进行放射，然后进行放射性同位素测井。性同位素测井。注入了活化液的注入了活化液的B B层，曲线异层，曲线异常幅度明显增大，被封隔器封常幅度明显增大，被封隔器封隔的隔的A A层处，虽未注人活化液
35、层处，虽未注人活化液却也有明显增大的曲线异常，却也有明显增大的曲线异常，说明说明B B层和层和A A层之间的井段有窜层之间的井段有窜槽；槽；C C层处，两条曲线基本重层处，两条曲线基本重合，放射性强度没有变化，说合，放射性强度没有变化，说明明B B、C C层间不窜通，水泥胶结层间不窜通，水泥胶结良好。良好。二、放射性同位素测井检查封堵效果二、放射性同位素测井检查封堵效果 窜槽、油井中部分层段出水、误射孔等井段需要二次注水窜槽、油井中部分层段出水、误射孔等井段需要二次注水泥封堵，封堵效果可以用放射性同位素测井检查。泥封堵，封堵效果可以用放射性同位素测井检查。方法就是先测一条自然伽马曲线作为参考曲
36、线，然后将加方法就是先测一条自然伽马曲线作为参考曲线，然后将加入少量放射性同位素的水泥挤入上述需封堵的井段，再测一条入少量放射性同位素的水泥挤入上述需封堵的井段，再测一条放射性同位素测井曲线，若封堵良好，则封堵处由于注入活化放射性同位素测井曲线，若封堵良好，则封堵处由于注入活化水泥而曲线幅度明显增大。水泥而曲线幅度明显增大。A A、B B两地层窜通，两地层窜通，为堵窜将为堵窜将B B层射开注入层射开注入活化水泥，而后测得活化水泥，而后测得放射性同位素测井曲放射性同位素测井曲线线J J 2 2和参考曲线和参考曲线J J1 1比较看出，比较看出，ABAB段曲线段曲线明显升高，证明水泥明显升高，证明
37、水泥已挤入该窜槽井段。已挤入该窜槽井段。A A、B B、C C、D D四个地层同时射开四个地层同时射开后，油水同出，将煤油和水泥混合后，油水同出，将煤油和水泥混合配成煤油水泥，并掺入少量放射性配成煤油水泥，并掺入少量放射性同位素的活化煤油水泥挤入这四个同位素的活化煤油水泥挤入这四个地层，经一段时间后，在水层中煤地层，经一段时间后，在水层中煤油被水替换，水泥凝固将水层堵死油被水替换，水泥凝固将水层堵死，而在油层中煤油水泥不凝固，经，而在油层中煤油水泥不凝固，经抽吸即被导出地层。比较挤活化煤抽吸即被导出地层。比较挤活化煤油水泥前后测得的参考曲线和放射油水泥前后测得的参考曲线和放射性同位素测井曲线，
38、可以看出：性同位素测井曲线，可以看出：A A、B B两层的曲线异常幅度增大，证两层的曲线异常幅度增大，证明明A A、B B层为水层且已被封堵，而层为水层且已被封堵，而C C、D D层的曲线幅度基本不变，说明层的曲线幅度基本不变，说明C C、D D层为油层且地层中的活化煤油层为油层且地层中的活化煤油水泥已全部被油冲走。水泥已全部被油冲走。三、检查压裂效果的放射性同位素测井三、检查压裂效果的放射性同位素测井 为了提高油田的采收率和产能，常对低孔隙低渗为了提高油田的采收率和产能，常对低孔隙低渗透的地层进行压裂，压裂效果可用放射性同位素测井透的地层进行压裂，压裂效果可用放射性同位素测井来检查。来检查。
39、压裂时将吸附放射性同位素的活化砂压裂时将吸附放射性同位素的活化砂(作为指示作为指示剂剂)压入地层的缝隙中，在压裂前测一条参考曲线，压入地层的缝隙中，在压裂前测一条参考曲线，压裂后并经洗井，然后再测一条放射性同位素测井曲压裂后并经洗井，然后再测一条放射性同位素测井曲线，将两条曲线重叠对比便可知压裂效果。线，将两条曲线重叠对比便可知压裂效果。三、检查压裂效果的放射三、检查压裂效果的放射性同位素测井性同位素测井 如图如图7-287-28为检查压裂为检查压裂效果的实例。图中下部的效果的实例。图中下部的五个砂岩地层经两次压裂五个砂岩地层经两次压裂才全部压开。第一次压裂才全部压开。第一次压裂后测得后测得J
40、 J22曲线与曲线与J J11曲线曲线比较，知道上边的三个地比较，知道上边的三个地层已被压开，经过第二次层已被压开，经过第二次压裂后测得的压裂后测得的J J33曲线，将曲线，将J J33与与J J11曲线比较，又知曲线比较，又知道下边的两层也被压开了道下边的两层也被压开了。四、放射性同位素载体法测定吸水剖面，计算相对吸水量四、放射性同位素载体法测定吸水剖面，计算相对吸水量 注水开发的油田需要测定注水井中各小层吸水量，掌握各注水开发的油田需要测定注水井中各小层吸水量，掌握各小层的吸水能力，制定合理的分层配注方案，以防止单层突进小层的吸水能力，制定合理的分层配注方案，以防止单层突进或舌进等情况的出
41、现。用放射性同位素载体法可以在注水井中或舌进等情况的出现。用放射性同位素载体法可以在注水井中测定吸水剖面。测定吸水剖面。生产中选用半衰期短的同位素生产中选用半衰期短的同位素I I131131或或BaBa131131作为示踪元素，用作为示踪元素，用粒径大于粒径大于5050m m的骨质活性碳或其他合成载体做固相载体，使其的骨质活性碳或其他合成载体做固相载体，使其吸附上示踪元素，称为活化固相载体。将这些活化固相载体放吸附上示踪元素，称为活化固相载体。将这些活化固相载体放入水中，配制成均匀活化悬浮液。在正常注水条件下，将活化入水中，配制成均匀活化悬浮液。在正常注水条件下，将活化悬浮液注入井中，在悬浮液
42、向地层侵入时，水和固相活化载体悬浮液注入井中，在悬浮液向地层侵入时，水和固相活化载体分离，水进入地层而活化载体滤积在地层表面形成一活化层。分离，水进入地层而活化载体滤积在地层表面形成一活化层。地层的吸水量与放射性载体在地层表面的滤积量成正比，与活地层的吸水量与放射性载体在地层表面的滤积量成正比，与活化层造成的曲线异常面积的增量成正比。化层造成的曲线异常面积的增量成正比。施工的前后各测一条伽马曲线施工的前后各测一条伽马曲线J1J1与与J2J2，将这两条曲线重叠进行比较，泥岩，将这两条曲线重叠进行比较，泥岩段和不吸水的井段曲线重合，而滤积了活段和不吸水的井段曲线重合，而滤积了活化载体的那些井段，化载体的那些井段，J2J2要比要比J1J1大得多大得多，如图，如图7-297-29所示。根据两条曲线包围的放所示。根据两条曲线包围的放射性强度异常面积的大小，计算各小层的射性强度异常面积的大小，计算各小层的相对吸水量以表示各小层的吸水能力，相相对吸水量以表示各小层的吸水能力，相对吸水量由下式计算对吸水量由下式计算
