一種γ－γ密度測(cè)井畸變曲線(xiàn)的修正方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明屬于原子核物理研究與應(yīng)用領(lǐng)域，具體涉及一種γ－γ密度測(cè)井畸變曲線(xiàn)的修正方法；本發(fā)明是提供一種在γ—γ密度測(cè)井資料整理階段，消除因巖層放射性因素產(chǎn)生的γ—γ密度曲線(xiàn)畸變的修正方法。包括：步驟一，選取修正深度段；步驟二，計(jì)算巖層骨架密度值；步驟三，計(jì)算平均修正系數(shù)值；步驟四，計(jì)算修正深度段巖層密度并繪制修正后γ－γ密度曲線(xiàn)；本發(fā)明解決了修正前曲線(xiàn)在鈾富集層段的大幅波動(dòng)問(wèn)題，同時(shí)可為地震勘探提供準(zhǔn)確的聲阻抗資料并能夠有效地監(jiān)察γ－γ密度測(cè)井的質(zhì)量，該修正方法還同樣適用擴(kuò)孔、塌孔段影響的γ－γ密度測(cè)井畸變曲線(xiàn)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種γ - γ密度測(cè)井畸變曲線(xiàn)的修正方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于原子核物理研究與應(yīng)用領(lǐng)域，是對(duì)核測(cè)井因巖層放射性因素干擾而使 采集的信息發(fā)生畸變進(jìn)行修正的一種方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 丫一丫密度測(cè)井技術(shù)是原子核物理研究與應(yīng)用領(lǐng)域的拓展，它主要是通過(guò)井孔內(nèi) 人工放射性核素與巖層產(chǎn)生康普頓散射效應(yīng)來(lái)取得井下地層密度信息與技術(shù)參數(shù)的。
[0003] 從γ射線(xiàn)與物質(zhì)的作用可知，當(dāng)γ射線(xiàn)能量介于0.25MeV到2.5MeV之間時(shí)，在輕元 素介質(zhì)中，全衰減系數(shù)(μ)可表征為
[0004] μ^μκ^〇.5σ0Νρ....................................(1)
[0005] 式中，μκ-康普頓衰減系數(shù);〇e - γ射線(xiàn)對(duì)每個(gè)電子的散射截面;Ν-阿佛加德羅常 數(shù);Ρ-作用物質(zhì)的密度。（1)式說(shuō)明，γ射線(xiàn)與物質(zhì)作用時(shí)的全衰減系數(shù)主要取決于康普頓 衰減系數(shù)，且與γ射線(xiàn)所穿過(guò)的巖石密度成正比，這就是放射性γ - γ測(cè)井的理論基礎(chǔ)。
[0006] 位于無(wú)限空間的均勻各向同性的介質(zhì)中的點(diǎn)狀放射源，其源強(qiáng)不變且無(wú)其它放射 源存在時(shí)，則其γ量子的空間傳播可以近似地認(rèn)為遵守?cái)U(kuò)散理論，其分布情況，可用擴(kuò)散方 程(略)表示，擴(kuò)散方程的解
[0008]式中，Φ-空間離點(diǎn)源r遠(yuǎn)處的γ量子密度;Q-源強(qiáng);C一光速;r一放射源到計(jì)數(shù)管 的距離(源距）。對(duì)(2)式的偏導(dǎo)方程求解：
[0012] 地質(zhì)勘查測(cè)井所使用的γ - γ密度探管是采用②所設(shè)計(jì)的源距(r)，即儀器接收 的γ光子密度(Φ)與巖石密度(ρ)成反比，因此，這就意味著儀器接收的γ光子密度的增大 就是巖石密度的減小。所以，當(dāng)探管經(jīng)過(guò)鈾富集層段時(shí)，儀器接收了附加的經(jīng)巖石康普頓散 射產(chǎn)生的大量γ光子，從而造成巖石密度測(cè)量值的降低，在測(cè)井成果圖上，γ - γ密度曲線(xiàn) 顯示出與γ測(cè)井曲線(xiàn)呈鏡像對(duì)稱(chēng)的曲線(xiàn)形態(tài)，這種畸變的γ - γ密度曲線(xiàn)在實(shí)際應(yīng)用上有 如下缺陷和不足：
[0013] 1、鑒別巖性方面。物探方法在判別巖性上都存在一個(gè)等效性問(wèn)題，物性相同（或相 近)但巖性相異是其主要原因。例如，有一泥砂剖面，綜合測(cè)井系統(tǒng)僅有(或僅能進(jìn)行)定量 γ測(cè)井和γ - γ密度測(cè)井時(shí)，三側(cè)向電阻率顯示一段阻值為40~45Ω μ，厚度3m的電性層 段，同時(shí)，定量γ曲線(xiàn)也顯示為鈾富集形態(tài)；γ - γ密度曲線(xiàn)顯示與定量γ測(cè)井曲線(xiàn)呈鏡像 對(duì)稱(chēng)的曲線(xiàn)形態(tài)（畸變曲線(xiàn)）。一般經(jīng)驗(yàn)地認(rèn)為視電阻率為40~45 Ω Μ應(yīng)是砂礫巖的電性特 征，但巖心顯示的是鈣質(zhì)細(xì)砂巖。造成誤判的原因是單一曲線(xiàn)存在等效性。倘若γ - γ密度 曲線(xiàn)未發(fā)生畸變且密度值在2.30g/cm3以上時(shí)，判為鈣質(zhì)砂巖是不成問(wèn)題的。以此推測(cè)，如 果一口鉆孔中有若干段厚大鈾富集層時(shí)，γ - γ密度曲線(xiàn)輔助鑒別巖性的作用將大大地降 低。
[0014] 2、確定巖層孔滲性方面。γ - γ密度測(cè)井雖然測(cè)量的是巖層的密度，但是它體現(xiàn) 的是巖層的孔隙度：
[0016]式中，Φ -巖石孔隙度，％ ;ρ-巖石密度，g/cm3;pma-巖石的骨架密度，取2.68g/ cm3;pf-孔隙內(nèi)流體的密度，飽和含水時(shí)取1. OOg/cm3。在可地浸砂巖鈾礦勘查中，最重要的 就是要弄清楚鈾礦層的可滲透性，而滲透性的主要衡量指標(biāo)就是孔隙度。γ - γ密度曲線(xiàn) 被鈾礦層干擾后的畸變曲線(xiàn)對(duì)判斷鈾礦層滲透性顯然是無(wú)益的。它不能讓礦床建設(shè)者第一 時(shí)間了解鈾礦層的滲透性情況。
[0017] 3、可地浸砂巖鈾礦勘查到了詳查階段，弄清楚鈾礦層的密度和濕度等礦量參數(shù)成 了首要任務(wù)。目前實(shí)行的方法就是實(shí)時(shí)礦心取樣，在野外條件下，這種費(fèi)時(shí)費(fèi)力的方法很難 將礦石的密度和濕度測(cè)量準(zhǔn)確，因?yàn)闈B透性好的巖石持水性差，礦心從鉆孔中取出后孔隙 中所含的水就會(huì)部分地丟失，造成濕度很難測(cè)準(zhǔn)。如果γ - γ密度曲線(xiàn)未被干擾且了解礦 心含水飽和情況的話(huà)，依靠測(cè)得的礦石干密度和γ - γ密度值，即可求得礦石的濕度，用以 檢查實(shí)測(cè)濕度的誤差，并進(jìn)行合理的修正，但被干擾的γ - γ密度曲線(xiàn)卻失去了參照標(biāo)準(zhǔn)。
[0018] 因此，鈾礦層干擾引起γ - γ密度測(cè)井曲線(xiàn)產(chǎn)生畸變所造成的諸多不便助使人們 去尋找一種修正的辦法，即結(jié)合地震資料正反演中引用的Garden經(jīng)驗(yàn)公式，把γ - γ密度 測(cè)井和聲波測(cè)井聯(lián)系起來(lái)，以消除因巖層放射性因素產(chǎn)生的γ - γ密度曲線(xiàn)畸變的修正方 法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0019] 本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種在丫一丫密度測(cè)井資料整理階段，消除因巖層 放射性因素產(chǎn)生的γ - γ密度曲線(xiàn)畸變的修正方法。
[0020] 本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的：
[0021 ] -種γ - γ密度測(cè)井畸變曲線(xiàn)的修正方法，包括：
[0022]步驟一，選取修正深度段；
[0023]步驟二，計(jì)算巖層骨架密度值；
[0024]步驟三，計(jì)算平均修正系數(shù)值；
[0025] 步驟四，計(jì)算修正深度段巖層密度并繪制修正后γ - γ密度曲線(xiàn)。
[0026] 如上所述一種γ - γ密度測(cè)井畸變曲線(xiàn)的修正方法，其特征在于：
[0027]步驟一，選取修正深度段:在畸變的γ - γ密度曲線(xiàn)峰值兩側(cè)各取一個(gè)γ - γ密 度值Pi和Ρ2,并將選取的γ - γ密度值Pi和Ρ2在定量伽瑪曲線(xiàn)上對(duì)應(yīng)的深度段確定為修正 深度段。
[0028]步驟二，計(jì)算巖層骨架密度值pma:在聲波時(shí)差曲線(xiàn)上選取修正深度段內(nèi)γ - γ密 度值Ρ1和Ρ2對(duì)應(yīng)的聲波測(cè)井測(cè)量的聲波時(shí)差△ tl·，△ t2,將聲波時(shí)差△ t代入公式(6)計(jì)算出 上端聲波(縱波)在巖石中的傳播速度Vpl和下端聲波(縱波)在巖石中的傳播速度Vp2:
[0030] 式中，At-聲波測(cè)井測(cè)量的聲波時(shí)差，ys/m;vp-聲波(縱波)在巖石中的傳播速 度，m/s;
[0031] 再將根據(jù)公式(6)計(jì)算得出的Vpl和Vp2代入Garden經(jīng)驗(yàn)公式(5)
[0033]公式(5)中，pma-巖層骨架密度，g/cm3;由公式(5)計(jì)算得出上端巖層骨架密度值 Pmal和下端巖層骨架密度值Pma2。
[0034]步驟三，計(jì)算平均修正系數(shù)值：
[0035]將γ - γ密度值上端巖層骨架密度值pmal、下端巖層骨架密度值pma2帶入到 公式(7)中求取修正深度段上、下端的修正系數(shù)(KhKs)及平均修正系數(shù)值(K)。
[0039]步驟四，計(jì)算修正深度段巖層密度并繪制修正后γ - γ密度曲線(xiàn)：
[0040]將平均修正系數(shù)Κ乘以修正深度段各點(diǎn)的巖層骨架密度值pma即獲得修正深度段的 巖層密度，并根據(jù)修正深度段的巖層密度繪制出修正后的γ - γ密度曲線(xiàn)。
[0041]本發(fā)明的有益效果是：
[0042]經(jīng)過(guò)修正后的γ - γ密度曲線(xiàn)解決了修正前曲線(xiàn)在鈾富集層段的大幅波動(dòng)以及 前述的三個(gè)問(wèn)題外，還有如下優(yōu)點(diǎn)：
[0043] (1)能夠?yàn)榈卣鹂碧教峁?zhǔn)確的聲阻抗資料。聲阻抗是巖層密度與聲波(縱波)速 度的乘積。在地震資料反演中有很重要的作用，它能夠區(qū)分地層的巖性以及所包含的流體 成分。
[0044] (2)能夠有效地監(jiān)察丫一丫密度測(cè)井的質(zhì)量。由公式(4)可知，巖層密度等于巖層 骨架密度和巖層孔隙內(nèi)流體的密度之和，即，巖層骨架密度小于巖層密度。在泥一砂剖面 上，如果γ - γ密度值小于公式(5)計(jì)算的巖層骨架密度值，則說(shuō)明密度探管或校準(zhǔn)出現(xiàn)了 故障或問(wèn)題，據(jù)此，可以有效地檢查和評(píng)價(jià)綜合測(cè)井質(zhì)量。
[0045] (3)該修正方法同樣適用擴(kuò)孔、塌孔段影響的γ - γ密度測(cè)井畸變曲線(xiàn)。
【附圖說(shuō)明】
[0046] 圖1為γ - γ密度測(cè)井畸變曲線(xiàn)的修正方法流程圖；
【具體實(shí)施方式】
[0047]下面對(duì)本發(fā)明技術(shù)進(jìn)行進(jìn)一步描述：
[0048] 一種γ - γ密度測(cè)井畸變曲線(xiàn)的修正方法，具體修正方法如下：
[0049] 步驟一，選取修正深度段:在畸變的γ - γ密度曲線(xiàn)峰值兩側(cè)各取一個(gè)γ - γ密 度值pi和Ρ2,并將選取的γ - γ密度值pi和Ρ2在定量伽瑪曲線(xiàn)上對(duì)應(yīng)的深度段確定為修正 深度段；
[0050] 步驟二，計(jì)算巖層骨架密度值pma:在聲波時(shí)差曲線(xiàn)上選取修正深度段內(nèi)γ - γ密 度值pi和Ρ2對(duì)應(yīng)的聲波測(cè)井測(cè)量的聲波時(shí)差△ t，△ t2,將聲波時(shí)差△ t代入公式(6)計(jì)算出 上端聲波(縱波)在巖石中的傳播速度Vpl和下端聲波(縱波)在巖石中的傳播速度Vp2:
[0052] 式中，At-聲波測(cè)井測(cè)量的聲波時(shí)差，ys/m;vp-聲波(縱波)在巖石中的傳播速 度，m/s;
[0053] 再將根據(jù)公式(6)計(jì)算得出的vpl和vp2代入Garden經(jīng)驗(yàn)公式(5)
[0055]公式(5)中，pma-巖層骨架密度，g/cm3;由公式(5)計(jì)算得出上端巖層骨架密度值 Pmal和下端巖層骨架密度值Pma2。
[0056]步驟三，計(jì)算平均修正系數(shù)值：
[0057]將γ - γ密度值上端巖層骨架密度值pmal、下端巖層骨架密度值pma2帶入到 公式(7)中求取修正深度段上、下端的修正系數(shù)(KhKs)及平均修正系數(shù)值(K):
[0061]步驟四，計(jì)算修正深度段巖層密度并繪制修正后γ - γ密度曲線(xiàn)：
[0062]將平均修正系數(shù)κ乘以修正深度段各點(diǎn)的巖層骨架密度值pma即可獲得修正深度段 的巖層密度，并根據(jù)修正深度段的巖層密度繪制出修正后的γ - γ密度曲線(xiàn)。
[0063]本發(fā)明中采用平均修正系數(shù)是因?yàn)橛脝我欢说男拚禂?shù)往往會(huì)造成另一端修正 的巖層密度值在接口處數(shù)值不一致，導(dǎo)致曲線(xiàn)呈"斷崖"式接觸，將兩端的修正系數(shù)平均后 可以減小這種誤差，使修正后的γ - γ密度曲線(xiàn)與正常密度曲線(xiàn)在接口處更加和諧、平滑 順暢。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種丫 一丫密度測(cè)井崎變曲線(xiàn)的修正方法，其特征在于，包括： 步驟一，選取修正深度段； 步驟二，計(jì)算巖層骨架密度值； 步驟Ξ，計(jì)算平均修正系數(shù)值； 步驟四，計(jì)算修正深度段巖層密度并繪制修正后丫一丫密度曲線(xiàn)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述一種丫 一丫密度測(cè)井崎變曲線(xiàn)的修正方法，其特征在于： 步驟一，選取修正深度段:在崎變的丫一丫密度曲線(xiàn)峰值兩側(cè)各取一個(gè)丫一丫密度值P1 和P2,并將選取的丫一丫密度值P1和P2在定量伽瑪曲線(xiàn)上對(duì)應(yīng)的深度段確定為修正深度段。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述一種丫 一丫密度測(cè)井崎變曲線(xiàn)的修正方法，其特征在于： 步驟二，計(jì)算巖層骨架密度值Pma:在聲波時(shí)差曲線(xiàn)上選取修正深度段內(nèi)丫一丫密度值 P1和P2對(duì)應(yīng)的聲波測(cè)井測(cè)量的聲波時(shí)差Δ ti，Δ t2,將聲波時(shí)差Δ t代入公式(6)計(jì)算出上端 聲波(縱波)在巖石中的傳播速度Vpl和下端聲波(縱波)在巖石中的傳播速度Vp2 :式中，Δ t-聲波測(cè)井測(cè)量的聲波時(shí)差，ys/m;Vp-聲波(縱波)在巖石中的傳播速度，m/ S； 再將根據(jù)公式(6)計(jì)算得出的Vpl和vp2代入Garden經(jīng)驗(yàn)公式巧）公式(5 )中，Pma-巖層骨架密度，g/cm3 ;由公式(5 )計(jì)算得出上端巖層骨架密度值Pmal和 下端巖層骨架密度值Pma2。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述一種丫 一丫密度測(cè)井崎變曲線(xiàn)的修正方法，其特征在于： 步驟Ξ，計(jì)算平均修正系數(shù)值： 將丫一丫密度值P1、化和上端巖層骨架密度值Pmal、下端巖層骨架密度值Pma2帶入到公式 (7)中求取修正深度段上、下端的修正系數(shù)化1、Κ2)及平均修正系數(shù)值化）。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述一種丫 一丫密度測(cè)井崎變曲線(xiàn)的修正方法，其特征在于： 步驟四，計(jì)算修正深度段巖層密度并繪制修正后丫一丫密度曲線(xiàn)： 將平均修正系數(shù)Κ乘W修正深度段各點(diǎn)的巖層骨架密度值Pma即獲得修正深度段的巖層 密度，并根據(jù)修正深度段的巖層密度繪制出修正后的T -T密度曲線(xiàn)。
【文檔編號(hào)】G06F19/00GK106094037SQ201610424533
【公開(kāi)日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年6月15日 公開(kāi)號(hào)201610424533.1, CN 106094037 A, CN 106094037A, CN 201610424533, CN-A-106094037, CN106094037 A, CN106094037A, CN201610424533, CN201610424533.1
【發(fā)明人】陳霜, 何英, 彭云彪, 李強(qiáng), 丁忙生
【申請(qǐng)人】核工業(yè)二〇八大隊(duì)