自然伽马测井
二、GR 测井基本原理
穿过
射线
泥浆
至 仪器 外壳
经传输 至地面 仪器处理
使与单位 时间的电 脉冲数成 正比
进入探 测器
记录连 续电流所产 生的电位差
见P120图7-6砂泥岩剖面GR测井曲线 GR曲线
自然伽马测井
三、GR 曲线特征（均匀理想模型地层点测）
GR（API）
当上下围岩相同时， 曲线对称于地层中 部，低放射性地层对 应GR低，高放射性 地层对应GR高
2、放射性剂量单位
单位质量的物质被射线照射时所吸收的能量来度量射线强度 为放射性剂量。用伦琴表示。而测井用的单位是微伦琴/小 时，单位时间内的射线剂量为剂量率。
伽马测井的核物理基础
3、条件单位
测井时记录的是单位时间的脉冲数，不同的仪器记录器在统
一标准下刻度。
采取相同的单位：微伦琴/小时
API
三、核衰变的统计涨落
火成岩 >变质岩> 沉积岩
自然伽马测井
沉积岩骨架不含重矿物，除钾岩外，其他岩石本身基本上不含 放射性，但在形成过程中会多少地吸附些放射性元素。
强度最低的：硬石膏、石膏、不含钾的盐岩
除强了度钾较低岩的及：骨砂架岩含、灰放岩射、性白元云素岩的岩石外，岩石的GR强
强度较高的：浅海相和陆相沉积的泥岩、泥灰岩、钙质泥岩、
同一放射性元素在相同的时间间隔内，衰变次数不完全相同， 总是围绕一平均值上下起伏。 统计涨落是由核衰变本身的特性所决定的，与环境和人的因素 无关。
伽马测井的核物理基础
核射线探测器---闪烁记数管
它由光电倍增管和碘化钠晶体组成。它是利用被伽玛射线激发的
物质的发光现象来探测射线的。
碘
化
伽玛射线
钠
晶
体
光电 倍增 管电 子数 逐级 倍增
V合适
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五、GR曲线的解释及应用
1、划分岩层
砂泥岩剖面（骨架不含放射性矿物）
随着泥质含量的增加， GR值增加。 泥岩-高值；砂岩-低值
GR 泥 岩
砂
岩
碳酸盐岩剖面相同
泥
岩
H
砂
岩
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给定岩性剖面，请定性的画出GR曲线。 GR
泥灰岩
灰岩
泥岩
白云岩
GR
回 的忆 大岩 小石 关的 系
大量电子最后到 达阳极使阳极电 压瞬时下降产生 电压负脉冲，输 入测量线路予以 记录
用单位时间记录的脉冲数来反映 伽玛射线的强度
自然伽马测井
GR测量的是岩层的自然放射性强度（不用任何放射性源）
一、岩石的自然放射性
岩石中主要的放射性元素：
92U238
90Th232
19K40
岩石的自然放射性强度主要取决于其三者的比例，其含量与岩性以 及形成过程中的物理化学条件有关，因此，岩性不同，GR不同。
核测井的适用条件：一般的泥浆井、油基泥浆井、 高矿化度泥浆井、空气钻井（裸眼井、套管井）
它是唯一能够确定岩石及其孔 核测井的优点： 隙流体化学元素含量的测井方法 。
伽马测井的核物理基础
一、原子核的衰变及放射性
1、原子的结构
原子：由原子核及其核外电子层组成的一种很微小的粒子。
原子核由质子和中子组心胸有多大，事业就有多大 包容有多少，拥有就有多少
伽马测井的核物理基础
核测井（放射性测井）：以物质的原子核物理性质为基 础的一组测井方法。它是根据岩石及其孔隙流体和井内介质
（套管、水泥等）的核物理性质，研究钻井地质剖面，寻找有用 矿藏，研究油田开发工程的一类测井方法。
3、统计涨落误差
由于涨落误差的存在， 实测的GR曲线出现许 多“小锯齿”
自然伽马测井
4、测井速度
当h一定：GR受V测和时间 常数的影响t=h/v；v增加， t<时间常数，探测器无法 全部探测到地层发出的GR， 导致GR下降，还会使其发 生崎变，深度错位。
积分电路的特点所至
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GR（API）滞后现象 V增加
同位素：质子数相同的同一类原子。 例：氢的同位素：氕、氘、氚
伽马测井的核物理基础
3、核衰变
核衰变：放射性元素的原子核自发地释放出一种带电粒子 （或），蜕变成另外某种原子核，同时放射出伽马（） 射线的过程。
放射性： 自发地释放出、 ， 射线的性质
放射性核衰变的规律：放射性核数随时间按指数递减的规律 变化。 即：
射程短
射线
是频率很高 的电磁波、 能量高
穿透能 力强
射程长
中性粒子射线不是由核衰变产生的， 是由特殊的中子源产生的，特点是： 能量高、穿透力强
探测器能探测 到的射线：
中子射线、 射线
伽马测井的核物理基础
二、常用GR强度单位
1、放射性强度单位
1居里：单位时间内发生衰变的原子核数。 1居里=1克镭的源强=1克镭当量/克（每克物质的放射性强度 单位相当于1克镭）=3.7*1010次/秒
NN0et
t:时间 ：衰变系数 N:放射性元素个数
伽马测井的核物理基础
半衰期：从N0个原子开始衰变到N0/2时所经历的时间。 用T表示：
T ln 2
放射性元素不同，其半衰期也不同（见P115） 4、放射性射线的性质
核衰变放出三种射线：、、
伽马测井的核物理基础
射线 射线
带电
能量衰减快、 穿透能力弱
h>3d 曲线幅度不受 岩层厚度的影响； h<3d 曲线的最大或 最小受岩层厚度的 影响（？）
自然伽马测井
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四、影响因素
1、岩层厚度的影响
岩层厚度增加或减小，GR曲线减小或增大。
2、井参数影响
d增加
裸眼井：对GR吸收增加，但泥浆中所含一定 的放射性补偿了一部分，影响小
套管井：水泥环厚度增加-----GR减小
度含随砂岩泥岩石等颗粒变细而增加。 通强常度情高的况：下钾：岩地、层深水的泥GR岩值、的页高岩低主要取决于泥质含量
强度最高的：放射性软泥、澎土岩、火山灰
自然伽马测井
沉积岩的自然放射性有以下变化规律： a.随泥质含量的增加而增加； b.随有机物含量增加而增加，如沥青质泥岩的放射性很高。在还原 条件下，六价铀能被还原成四价铀，从溶液中分离出来而沉淀在地 层中，且有机物容易吸附含铀和钍的放射性物质； c.随着钾盐和某些放射性矿物的增加而增加。
石膏
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2、确定地层的泥质含量
不含放射性矿物的地层，GR主要取决于地层的泥质含量。
当泥质含量低时：
Vsh
GRGRmin GRm axGRm in
当泥质含量高时：
gcur=2(老地层） gcur=3.7(新地层）
I sh
GR GRmin GRmax GRmin
Vsh 2gcurIsh 1 2 gcur 1