进而可知道与这些光子
相联系的被测对象的组
分。
能谱图
能量
自然伽马测井
为什么岩石具有自然放射性？ 石油测井主要研究对象是沉积岩，其次是岩浆岩。岩石 的自然伽马放射性是由岩石中放射性核素的种类及其含 量决定的。对岩石自然伽马放射性起决定作用的是铀系、 钍系和放射性核素K40。习惯称U238、Th232、K40 。
★曲线特征：
➢上下围岩相同时，曲线对称，中部极值代表地层 读数；高放射性地层（如泥岩）对应极大值；
➢当地层厚度小于3倍的钻头直径（h<3d0）时，极 大值随地层厚度增大而增大（极小值随地层厚度增 大而减小）。当h≥3d0时，极值为一常数，与层厚 无关；
➢当h≥3d0时，可用“半幅点”确定地层界面。
粘土岩—铀、钍、钾多
测井原理与综合解释技术培训
汇报人：
内容
一、测井评价概述 二、自然电位测井 三、普通电阻率测井 四、声波测井 五、侧向测井 六、感应测井 七、自然伽马测井 八、密度测井、中子测井 九、纯岩石地层测井评价 十、测井资料的综合分析与应用 十一、测井新技术介绍 十二、测井资料实例分析
自然伽马测井
岩石中含有天然的放射性核素，主要是铀系、 钍系和钾的放射性同位素。它们衰变时，发射伽 马射线，使岩石有天然放射性。
自然伽马测井
★自然伽马测井的测量原理 通过探测器（晶体和光电倍增管）把地层中 放射的伽马射线转变为电脉冲，经过放大输 送到地面仪器记录下来。
★记录曲线
包括原始计数率曲线CGR和自然伽马API工程值GR。
自然伽马测井
岩石的自然伽马放射性与岩石性质的关系
岩石大类：一般沉积岩放射性低于岩浆岩和 变质岩。因为沉积岩一般不含放射性矿物， 其放射性主要是岩石吸附放射性物质引起的。 岩浆岩及变质岩则含有较多放射性矿物 。
自然伽马测井
岩石的自然伽马放射性与岩石性质的关系
沉积岩石的放射性： 沉积岩中，放射性矿物的含量一般都不高，并且是分散分布 在岩石中的 ； 除钾盐层以外，沉积岩自然放射性的强弱与岩石中含泥质的 多少有密切的关系。岩石泥质含量越大，自然放射性就越强。
自然伽马测井
岩石的自然伽马放射性与岩石性质的关系
沉积岩的自然放射性，可分为高、中、低三种类型。 ➢高放岩石：泥质砂岩、砂质泥岩、泥岩、深海泥岩，以
γ射线探测器（射线能谱仪）
人的视觉对可见光是很灵敏的，例如每秒有5个波 长为500nm的蓝绿光子射到视网膜，就会有光的感觉。 而对波长非常短的光子，即使光的强度已能对眼睛 造成伤害，却仍无光的感觉。为扩大我们的视觉范 围，需要有一种能看得见光子的“眼睛”。 这个 “眼睛”就是射线能谱仪。
自然伽马测井
（6）电脉冲经电子仪器处理，输出。
光电倍增管 闪烁体
电子信号 处理系统
显示仪器
暗 盒
高压电源
自然伽马测井
射线探测器（射线能谱仪）
作用过程可分为下述几个相互联系的步骤：
若在仪器中配有脉冲幅
度分析器，就构成了一
计
套能谱仪。它能逐一
数
测定入射光子的能量，
率
并按能量分组累积计数，
这样就可得到一幅人眼
能看得见的能谱图，
及钾盐层等，其自然伽马测井读数约100API以上。特别 是深海泥岩和钾盐层，自然伽马测井读数在所有沉积岩 中是最高。 ➢中放岩石：砂岩、石灰岩和白云岩。自然伽马测井读数 介于50～100API之间。 ➢低放岩石：岩盐、煤层和硬石膏。自然伽马读数约为 50API以下。其中硬石膏最低10API以下。
自然伽马测井
自然伽马能谱测井
自然伽马能谱测井的应用 3、研究沉积环境和粘土矿物类型 利用Th、U比值，研究沉积环境。
自然伽马能谱测井
自然伽马能谱测井的应用 3、研究沉积环境和粘土矿物类型 利用ThTH/、K=28K交会，确定粘TH/土K=12 矿物类型
TH/K=3.5
蒙脱石
伊利石
TH/K=2
云母
TH/K=1.5
光电倍增管 闪烁体
电子信号 处理系统
显示仪器
暗 盒
高压电源
自然伽马测井
γ射线探测器（射线能谱仪）
作用过程可分为下述几个相互联系的步骤：
（（4）利用反射物质和光耦合剂使光子尽可能多地收集到光电倍增管的光阴 极上，并经光电效应产生光电子；
（5）光电子在光电倍增管中倍增，电子数量增加几个数量级，并收集到阳极 上，经过倍增的电子流在阳极负载上产生电脉冲，其幅度与入射光子被闪烁体 吸收的能量成正比；
γ射线探测器（射线能谱仪）
我们要对光子做类似的观测，研制了一种仪器，它既能测量每个光 子的能量又能对光子按能量分组计数，这就是射线能谱仪。测井常 用的是在井眼环境中能正常工作的闪烁探测器。
闪烁探测器如下图主要由闪烁体、光电倍增管、电子信号处理系统 及显示仪器等几部分组成，闪烁体和光电倍增管装在暗合中，核测 井中使用的闪烁体主要是碘化钠（铊）、碘化铯（铊）和BGO等晶体。
光电倍增管 闪烁体
电子信号 ห้องสมุดไป่ตู้理系统
显示仪器
暗盒
高压电源
自然伽马测井
γ射线探测器（射线能谱仪）
作用过程可分为下述几个相互联系的步骤：
（1）射线进入闪烁体，通过光电效应、康普顿效应和电子对效应 产生次级电子；
（2）闪烁体吸收电子的能量，使原子、分子电离和激发； （3）被电离和激发的原子、分子退激时产生光子，即发生闪烁；
自然伽马测井是用伽马射线探测器测量地层 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。
自然伽马测井
自然伽马测井是用γ射线探测器测量地 层总的自然γ放射性的强度
自然伽马测井
光子的物理特性：
◆ 光子是原子核从较高的能级跃遣到较低的能级时释放出来 的，而与此相近的x射线却是核外电子能级跃遣时释放出来的， 通常光子比x射线的光子能量高，即波长短。做胸部透视时，x 射线能透过肌肉而不能穿透骨骼。而半米厚的岩石仍阻不断光， 射线能携带着丰富的信息从地层中穿出来，这为测井提供了有 利条件。
自然伽马测井
GR测井主要应用
3.计算地层泥质含量
当地层不含泥质以外的放射性物质时，自然伽马曲线是指示地层
泥质含量的最好方法。 相对值法计算Vsh。
板3
100
80 y = 8.4179e2.7793x R = 0.937
60
岩心泥质含量(%)
40
20
0
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
自然伽马相对值
自然伽马测井
放射性强度高
砂 岩—铀、钍、钾少
放射性强度低
粘土岩—铀、钍、钾多
放射性强度高
自然伽马测井
GR测井主要应用
1.划分岩性和地层对比 SP不能用时，是代替SP测井的最好方法，其应用还优于SP测井。
自然伽马测井
GR测井主要应用
2.划分储集层 在砂泥岩剖面，低自然伽马异常一般就是砂岩储集层，“半幅点”确定 储集层界面。
GR测井主要应用
3.计算地层泥质含量 当地层不含泥质以外的放射性物质时，自然伽马曲线是指示地层 泥质含量的最好方法。
自然伽马能谱测井
自然伽马能谱测井原理
自然伽马能谱测井
自然伽马能谱测井曲线
自然伽马能谱测井
自然伽马能谱测井的应用
1、寻找高放射性储集层
自然伽马能谱测井
自然伽马能谱测井的应用
2、利用无铀自然伽马曲线计算储层的泥质含量 一般，钍完全与粘土含量有关，钾也与粘土含量有一定关系。 而铀与粘土（泥质）含量无关，铀的存在，对泥质含量计算是一种 干扰。 因此，在某些情况下，必须用无铀自然伽马（Th、K）曲线计算 储层的泥质含量
2950-3120(东营) 3130-3475(沙一上)
利用TH-K交会图识别粘土矿物类型
自然伽马能谱测井
自然伽马能谱测井的应用 4、利用U或U/K研究生油岩 5、在油田开发中，利用U研究油水界面变化情况或油层水淹状况
谢谢!