在仪器中采用计数率电路的情况下，由于计数率电路中含有RC积分电路，其时间常数τ对误差亦有影响。
?j? 此时：σ
τ值大小对曲线形状影响很大，测井时需适当选取τ值。 2．计数率电路的影响
??j为了使需要研究的最薄地层的曲线幅度达到接近地层实际平均值j的要求，仪器通过地层的时间应满足t >3τ的要求，由此得出最高测速应为：
V?h3?
§6－4 井的条件对自然伽马测井曲线的影响
自然伽马测井有效探测深度只有20余厘米，因此井眼附近介质如泥浆、套管、水泥环等物质的影响不可忽略。这些介质的影响以吸收γ射线为主。
利用图板进行校正。
§6－5 自然伽马测井曲线的应用
1．判断岩性和划分渗透性地层。 2．确定贮煤层的泥质含量。
??VshGRGR目的层泥质?GR?GR纯地层纯地层?100%
条件：①不含地层中粘土矿物的放射性强度应该是相同的；
②除粘土矿物之外，岩石中水含有其它放射性矿物。 3．地层对比
利用自然伽马测井曲线进行地层对比的优点。
①自然伽马测井曲线读数一般情况下与岩石孔隙中的流体性质无关； ②自然伽马测井曲线一般与泥浆性质无关；
③在自然伽马测井曲线上容易找到对比用的标准层。 4．定位射孔时用来确定射孔枪的下进深度。 §6－6 自然伽马能谱测井
自然伽马测井可区分钾、 、钾等元素的含量。 利用地层中铀、 、钾含量可解决下述问题： 1．利用自然伽马测井解决地质问题。 2．寻找铀和钾盐；
3．确定粘土含量和粘土矿物的类型。 本章小结 一、内容重点
1．自然伽马法工作原理，放射性基本知识； 2．自然伽马法测量原理及射线探测器； 3．自然伽马法的用途。 二、基本概念
核素 同位素 放射性同位素 衰变 α、β、γ射线 半衰期 活度 剂量 克镭当量 API单位 刻度 统计涨落 时间常数τ 三、思考问题
1．岩石天然放射性是什么原因造成的？为什么和泥质有密切关系？ 2．自然伽马法探测什么参数？自然伽马能谱法探测什么参数？ 3．射线探测器有哪几种类型？都能探测射线的哪种参数？ 4．自然伽马曲线有什么特征？如何改善曲线形状？
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5．什么是能谱测量？ 第七章 密度测井
密度测井是利用岩层对γ射线的吸收性质，研究钻井剖面上岩层密度的变化，进而研究岩层地质特点的测井方法。由于它是以研究散射γ射线为基础的，因而又称为散射测井或伽马—伽马测井。 §7－1 密度测井原理
1．伽马射线与物质的相互作用 1）光电效应
2）康普顿—吴有训效应 3）形成电子偶
对于造岩元素（较轻的元素），当γ射线能量在0.25～25Mev之间时，γ射线的吸收，几乎全部由康普顿—吴有训效应所造成。
2．电子密度与体积密度
在测井用γ射线源的能量范围（0.66～1.33Mev）内，γ射线与物质的作用，主要是康普顿—吴有训效应，康—吴效应的几率与单位体积物质中的电子数有关。
对于单—元素组成的物质：
ne?NA?EA??对于分子物质：
ne?N0?
ZEs分子量
岩孔隙充满淡水时，体积密度与电子密度指数响应方程为：
????1?（1??）?2?e???e1?(1??)?e2
由上两式可得出体积密度ρ与电子密度?e之间的关系，在含淡水石灰岩中进行刻度，可得出 3．吸收方程
经地层散射后，γ-γ射线强度Iγγ可表示为下式：
I???CQe??La?a?1.0704?e?0.1883
4?L
此式即为γ射线吸收方程，式中?为平均吸收系数，与密度等因素有关。 §7－2 影响密度测井的因素
1．源距，γ射线源能量及强度的影响。
源距的类型：负源距，此时计数率与密度成正比
零源距，此时计数率与密度无关 正源距，此时计数率与密度成反比
测井通常采用正源距进行。 2．探测深度
探测深度与射线初始能量及介质密度有关，一般的10cm左右。 3．泥饼影响和补偿密度测井 1）泥饼影响
泥饼及泥浆夹层的存在将使密度测井产生误差，当泥饼中含量晶石（BaSO4）时，影响更大。 2）补偿密度测井仪
采用长短两种源距同时进行测量，短源距测量值较长源距测量值受泥饼影响更大，用来校正泥
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饼影响，校正采用脊肋曲线来进行。 §7－3 密度测井的应用
1．石油测井中的应用
密度测井主要用来求取地层孔隙度和识别岩性
???ma??b?ma??f
2．在火乙田勘探中的应用
主要利用密度测井划分、识别火乙层。 §7－4 岩性密度测井
1．基本原理
岩性密度测井是利用光电效应的γ-γ测井。 2．测量原理
测量散射γ射线低能段与高能段的能谱，高能段射线强度主要与介质密度有关，低能段受康普顿散射和光电效应双重影响。
记录低能段与高能段计数的比值，可得到光电吸收截面指数ρe，ρe与岩性有关。 本章小结 一、内容重点
1．γ射线与物质作用的三种效应。
2．地层密度与散射γ射线强度间的关系。 3．源距与密度测量的关系。 4．泥饼影响与脊肋曲线。
5．如何根据密度求取地层孔隙度Φ。 6．岩性密度测井的物理依据。 二、基本概念
脊肋曲线 光电吸收指数 岩石体积密度 散射γ射线 堆源距 正源距 负源距 视源距 三、思考问题
1．通过地层密度与散射γ射线强度间的关系，说明密度测井原理。
2．通过脊肋曲线说明泥饼和含量晶石泥饼对测量结果有什么影响，如何消除？
3．密度测井中，如何求取地层孔隙度Φ？与声波测井求得的Φ值有什么差别？二者之差代表什么意义？
4．岩性密度测井是怎样区分岩性的？ 第八章 中子测井
中子测井是利用中子与物质相互作用的各种效应，研究钻井剖面岩层性质的一组方法（包括中子—热中子、中子超热中子、中子—γ、中子寿命、中子活化等）。 §8－1 中子测井的物理基础
1．核反应与人工放射性
利用α粒子、质子、中子轰击稳定元素，通过核反应产生放射性核素，产生的放射性核素其衰变规律与天然放射性核素相同。
测井常用人工放射性核素：60Co、65Zn、131I等。 测井中常用的核反应：(n,γ), (α, n), (d , n)等。 2．中子与物质相互作用
中子与物质作用可发生不同的反应，发生哪种反应与中子能量与物质成分有关。 1）中子按能量的分级：
快中子、中能中子、慢中子（超热中子、热中子）。 2）中子与物质（原子核）的相互作用。
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①非弹性散射 ②弹性散射 ③放射性俘获 3）截面
①有效截面 ②散射截面 ③俘获截面 ④全有效截面 ⑤宏观有效截面 ⑥微观有效截面 4）中子吸收过程的表述参数 ①平均对数能量缩减ξ ②减速长度Lf ③扩散长度Ld
④热中子平均寿命τ
3．中子—中子测井和中子—伽马测井理论
实质是研究中子的空间分布、时间分布与物质性质之间的关系。 1）热中子的空间分布
氢是最重要的减速物质，中子方的分布与介质中氢含量有密切的关系。
中子—中子测井与中子—γ测井就是通过中子方的半径的变化来研究介质中含氢量的大小。 2）中子—γ射线的空间分布
中子—γ射线的空间分布，基本上取决于热中子的空间分布。 §8－2 中子测井的解释与应用
1．中子测井的影响因素
1）探测范围：与井的条件及地层中含流体性质、孔隙度大小等因系有关，在20cm～60cm之间变化。
2）井的影响 3）侵入带影响 2．解释与应用 1）确定孔隙度
应用条件：地层中不含带结晶水的矿物，地层孔隙为油、水充满。
N = －AlgΦ+B
2）划分岩性剖面 3）划分含气层 4）划分油水界面 5）定位射孔时定深用
§8－3 中子测井测量原理及刻度
1．中子源
连续式中子源（普通中子源）—常用镅－铍源。 脉冲式中子源（中子发生器）。 2．中子测井测量原理
热中子探测器：含硼盖革计数管
闪烁计数器（晶体含硼、锂）
超热中子探测器：利用含氢介质减速，再用镉过滤器去掉热中子。 3．补偿中子测井仪
采用长、短源距组合进行测量、探测深度大，受井眼（泥饼、井径等）影响小。 4．中子测井刻度
在石灰岩标准井中进行。 本章小结 一、内容重点
1．中子与物质的相互作用。 2．截面的概念。
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3．中子—中子，中子—伽马测井原理。 4．中子测井的应用。
5．中子源、中子的探测、仪器刻度。 二、基本概念
弹性散射 非弹性散射 放射性俘获 快中子 热中子 超热中子 有效截面 宏观有效截面 平均对数能量缩减 减速长度 扩散长度 三、思考问题
1．强减速物质，强吸收物质在中子测井中具有什么意义？ 2．中子测井确定孔隙度时，要进行哪些校正？为什么？ 3．如何探测热中子和超热中子。
4．同位素中子源（普通中子源）工作原理是什么？选用时要考虑哪些基本参数。 5．试利用中子方的分布状态，说明含氢量、含氯量变化对中子测井结果的影响。 实验课教学：
钻井地球物理勘探是通过地球物理方法解决钻孔中的地质与工程问题的一套测井技术方法，因此它具有很强的实践性，为培养学生的实践能力，增加学生的感性认识，本课程共安排四个实验课内容，使之与课堂理论教学互相配合，提高学生的测井知识水平。 实验课内容：
1．实验1：水槽地层模型视电阻率测量。 学时：2 时间安排：第一章普通电阻率法讲完之后
实验目的：1．了解视电阻率测井曲线测量原理。 2．了解视电阻率测井仪器工作原理。 3．认识测井电极系
实验设备：1．模型水槽（含不同厚度的地层模型） 2．测井仪器（轻便型JDC－1测井仪）
3．缩微电极系
实验课上课方式：1．由实验教师介绍仪器工作原理
2．学生操作，每人测一条模型地层视电阻率测井曲线 实验报告要求：1．整理好测井曲线图，标明深度，划分出地层 2．简述测井仪器工作原理 2．实验2：感应测井实验 学时：2 时间安排：第三章感应测井讲完之后
实验目的：1．认识感应测井仪，了解感应测井仪非原理。
2．通过刻度测量了解感应测井仪的纵向特性及径向特性。 实验设备：1．感应测井仪 2．感应测井刻度环 3．可变电视箱
实验课上课方式：1．实验教师讲解感应测井仪框图及结构
2．实验教师讲解刻度方法
3．学生分组进行操作，每给将测量结果整理成曲线图
实验报告要求：
1．感应测井仪工作原理简述。
2．整理出感应测井仪纵向特性及径向特性曲线，分析仪器性能及存问题。 3．实验3：声波测井实验 学时：2 时间安排：第五章声波测井讲完之后 实验目的：
1．通过声波测井仪示教板，了解声波速度测井工作原理，及声波信号处理流程。 2．认识声波传感器。
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实验设备：1．声波测井示教板。
2．声波实验水槽。
3．声波发射与接收传感器。 4．示波器，高、低压直充电源。
实验课上课方式：1．实验教师介绍声波速度测井仪原理。
2．学生动手调试示教板参数，观察波形变化。
3．通过移动接收与发射传感器，观察声波波形的变化。
实验报告要求： 1．绘出声波速度测井信号处理流程图，并作出简要说明。 4．实验4：自然伽马测井实验 学时：2
时间安排：第六章自然伽马测井讲完之后
实验目的：1．了解自然伽马测井曲线测量方法。
2．了解自然伽马测井仪电路原理。
实验设备：1．Mount－Ⅲ数探测井仪。
2．放射性地层模型。
实验课上课方式：1．由实验教师介绍Mount－Ⅲ数控测井仪操作方法。
2．学生操作，每天测一条模拟的放射性测井曲线。
实验报告要求：
1．简述放射性测井仪器原理。
2．整理好实测的模型地层放射性测井曲线（包括深度、厚度）并与实际情况对比，观察测量精度。
三、教学中应注意的问题：
1．本课程以测井方法原理为主要内容，教学中应使用通俗易懂的语言，密切联系实际事例，讲清楚测井基本原理和基本概念，培养学生分析解决问题的思路，培养学生利用地球物理方法解决综错复杂地质及工程问题的能力。
2．本课程安排了一定数据的实验及课后作业，安排了答疑时间，以促进学生的学习，加深对测井知识理论的理解和掌握。 四、教学时间分配表 章次 内容 学时 绪言 一 二 三 四 五 六 七 普通电阻率法测井 聚流电极系电阻率法测井 感应测井 自然电位测井 声波测井 自然伽马测井 密度测井 4 8 6 6 6 8 6 6 6 八 中子测井 讲课总计：56学时 实验课：8学时
地球物理系测井教研室
二○○二年十月
二○○三年十月第一次修改
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