一种用于铀矿勘探的伽玛能谱测井仪校正方法

一种用于铀矿勘探的伽玛能谱测井仪校正方法
【专利摘要】本发明属于核探测仪器校正【技术领域】，具体涉及一种用于铀矿勘探的伽玛能谱测井仪校正方法。本发明的方法包括以下步骤：设置伽玛能谱测井仪能窗参数并选取基准模型；计算并修正死时间；计算灵敏度系数；校验混合校验模型。本发明解决了现有技术难以对伽玛能谱测井仪进行有效校正的技术问题；采用本发明的方法，能够对伽玛能谱测井仪进行有效校正，校正后的伽玛能谱测井仪可以准确测定矿床钻孔地层中的铀、钍含量。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本发明属于核探测仪器校正【技术领域】，具体涉及一种用于铀矿勘探的伽玛能谱测 井仪校正方法。 一种用于铀矿勘探的伽玛能谱测井仪校正方法

【背景技术】
[0002] 目前，在铀矿勘查领域中，普遍采用伽玛总量测井来计算钻孔地层中的铀含量，在 铀钍混合型矿床上，需要采取部分矿段岩心进行铀、钍含量化验分析，进而对伽玛总量测井 获得的铀含量进行校正。
[0003] 为准确测定铀钍混合型矿床上的铀、钍含量，需采用伽玛能谱测井仪。如何有效校 正伽玛能谱测井仪，是本领域技术人员亟需解决的关键问题


【发明内容】

[0004] 本发明需解决的技术问题为：现有技术难以对伽玛能谱测井仪进行有效校正。
[0005] 本发明的技术方案如下所述：
[0006] -种用于铀矿勘探的伽玛能谱测井仪校正方法，包括以下步骤：首先采用伽玛能 谱测井仪在铀基准模型、钍基准模型和混合校验模型上进行伽玛能谱测量，计算铀基准模 型和钍基准模型上各自的铀窗和钍窗死时间，然后根据经死时间校正后的铀窗和钍窗的计 数率和铀、钍基准模型的铀、钍含量，计算伽玛能谱测井仪的灵敏度系数；之后根据铀基准 模型和钍基准模型上各自的铀窗和钍窗死时间，计算混合校验模型的铀窗和钍窗死时间， 然后计算混合校验模型上经死时间校正后的铀窗和钍窗计数率；最后采用上述计算出的灵 敏度系数和混合校验模型的铀窗、钍窗计数率，计算混合校验模型的铀、
[0007] 本发明的方法具体包括以下步骤：
[0008] 步骤1.设置伽玛能谱测井仪能窗参数并选取基准模型；
[0009] 步骤2.计算并修正死时间；
[0010] 步骤2. 1.采用双源法和线性相关系数法计算铀基准模型上铀窗死时间和钍窗 死时间TUTh ;
[0011] 步骤2. 2.采用与步骤2. 1相同的方法计算钍基准模型上最终铀窗死时间TThu和 最终钍窗死时间TThTh ;
[0012] 步骤2. 3.计算混合校验模型的铀窗死时间T"和钍窗死时间TMTh ;
[0013] 步骤2. 4.计算混合校验模型上经死时间修正后铀窗计数率和钍窗计数率 Nmu ；
[0014] 步骤3.计算灵敏度系数；
[0015] 步骤4.校验混合校验模型。
[0016] 步骤1具体包括以下步骤：
[0017] 对待校正的伽玛能谱测井仪，采用"宽两窗"，即U窗和Th窗；选取a个铀基准模 型、b个钍基准模型和c个混合校验模型；采用核工业放射性勘查计量站的放射性测井基准 模型作为基准模型。
[0018] 步骤1中，a的取值范围为3?6 ;b的取值范围为2?5 ;c的取值范围为2?6。 [0019] 作为步骤1的优选方案，a=4, b=3, c=2 ;
[0020] 基准模型参数如下表所示： I U质量| Th质量| K质量 模型类型 模型编号 百分比百分比 百分比 ___(%)(%) (%)
[0021] UF-1.0- I__1.093 0.011 1.279 铀 UF-0.5- I 0.553 0.004 1.494 基准模型 UF-0.2- I 0.21厂 0.0018 1.635 _ UF-Q.Q3- 1 丨 0.0304 | 0.0013 | 1.61 ~ ~ ThF-1.5- 1 0.0078 1.51 1.187 ~ 其ThF-0.7-1 ~ 0-0055 0.719 1.32
[0022] 1 丨一 ThF-0.05- I__0.00068 0.0491 0.315 m^· UThF-0.2-0.07- 1 0.205~ 0.0712 1.59 校验模型 r^hF-0.01-0.03-I I 0.0099 丨 0.0322 I 1.54
[0023] 。
[0024] 步骤2具体包括以下步骤：
[0025] 步骤2. 1具体包括以下步骤：
[0026] 步骤2. 1. 1.采用双源法计算铀基准模型上初始铀窗死时间τ 和初始钍窗死时 间 τ UTh
[0027] 利用下式计算铀基准模型上初始铀窗死时间和初始钍窗死时间TUTh: τ = ^Ul'^2U~^U2'^lU lv~Cm-N2U-NlTC-CU2-N LU-N2TC [_] Γ = Cm-N2rh-CU2-NlTh /ΤΑ Cm-N2n-NlTC-CU2-Nm-N 2TC . f
[0029] 式中，
[0030] τ 表示铀模型上计算的初始铀窗死时间，单位：s ;
[0031] TUTh表示铀模型上计算的初始钍窗死时间，单位：s ;
[0032] Cm表示1#铀基准模型的铀含量，即铀的质量百分比，单位：％ ;
[0033] CU2表示2#铀基准模型的铀含量，即铀的质量百分比，单位：％ ;
[0034] Nm表示1#铀基准模型上采集的谱线U窗的计数率，单位：s_1 ;
[0035] N1Th表示1#铀基准模型上采集的谱线Th窗的计数率，单位：s_1 ;
[0036] N1T。表示1#铀基准模型上采集的谱线总道的计数率，单位u1 ;
[0037] N2U表示2#铀基准模型上采集的谱线U窗的总计数率，单位：s_1 ;
[0038] N2Th表示2#铀基准模型上采集的谱线Th窗的计数率，单位：^ ;
[0039] N2TC表示2#铀基准模型上采集的谱线总道的计数率，单位：^ ;
[0040] 所述1#铀基准模型、2#铀基准模型为步骤1中任意两个不相同的铀基准模型， 即有G种组合方式，进而得到Q 2组初始铀窗死时间组初始钍窗死时间 τνηι ~ ^unc；. ?
[0041] 步骤2. 1. 2.采用线性相关系数法计算铀基准模型上最终铀窗死时间和最终钍 窗死时间TUTh
[0042] 步骤2. 1. 2. 1.计算铀基准模型上最终铀窗死时间 Llmin - {【[,ΤΑ，，…，7￡/把} ^rflmax ^ IH3-X {ri?y], TUU2 ^uucl }
[0043] 设 T -T At, = ~(岬为自然数） ml TdlS(fh)=Tdlm>n +ih-Ail (?】=〇, 1 ,…，A -1 )，
[0044] 其中，1?优选为10的整数倍；
[0045] 采用下式计算铀基准模型上最终铀窗死时间: NLM) - (i-?χ...α) Κν^ = ΣΝ^νΜ^ i=l Q=EQ,/?
[0046] l ，=1a _ Ruu0h)二 I , 1=1 p _ -Q)2 R,,,, (/|) - iTiax x^ui； (^|)} = ^dls (^1 ) = ^/Ismin + K '
[0047] 式中，
[0048] <7/,(ηι)表示第i个铀基准模型经ni次死时间校正后的铀窗计数率，单位 ：S-1 ;
[0049] Nm表示第i个铀基准模型的铀窗原始计数率，单位：s_1 ;
[0050] Νυτα表示第i个铀基准模型的总道原始计数率，单位u1 ;
[0051] Cm表示第i个铀基准模型的铀含量，即铀质量百分比，单位：％ ;
[0052] 表示所有铀基准模型经ηι次死时间校正后的铀窗计数率与铀含量之间的 相关系数；
[0053] 相关系数MrO的最大值对应的死时间即为铀基准模型上最终铀窗死时间Tra ;
[0054] 步骤2. 1. 2. 2.计算铀基准模型上钍窗死时间TUTh
[0055] 采用与步骤2. 1. 2. 1相同的线性相关系数法方法计算钍窗死时间TUTh ;
[0056] 步骤2. 2.采用与步骤2. 1相同的方法计算钍基准模型上最终铀窗死时间TThu和 最终钍窗死时间TThTh;
[0057] 步骤2. 3具体包括以下步骤：
[0058] 采用线性插值法计算混合校验模型的铀窗死时间T"和钍窗死时间TMTh : a Σ凡、 Pu 二 μ^ a b
[0059] γη = ^- ? _T^-TThu -- ?
[MU - ^ (^Α? _ ^Th ) ^ThV ~^Th Τ - ^UTh ^IM'h (ρ _ Ρ \\Τ 1MTh ~ ~0 0 丨7>?，卞』1-- 1 ru~^Th . 9
[0060] 式中，
[0061] pm表示第i个铀基准模型上铀窗与钍窗的原始计数率比值；
[0062] pTW表示第j个钍基准模型上铀窗与钍窗的原始计数率比值；
[0063] PM表示混合校验模型上铀窗与钍窗的原始计数率比值；
[0064] T"表示混合校验模型铀窗死时间，单位：s ;
[0065] TMTh表示混合校验模型钍窗死时间，单位：s ;
[0066] 步骤2. 4具体包括以下步骤：
[0067] 采用下式计算和^77,: Nc = Nmu mu - \-Nmtc，Tmu
[0068] 1 N 二 iy MTh 麵 \_N ·τ L 1 1 v MTC AMTh · 9
[0069] 式中，
[0070] 表示经死时间校正后铀窗计数率，单位f ;
[0071] 表示经死时间校正后钍窗计数率，单位?Γ1 ;
[0072] ΝΜΤ。表示混合校验模型上总道计数率，单位s'
[0073] 步骤3具体包括以下步骤：
[0074] 对基准模型依据下式建立方程组，采用最小二乘法解方程组得到四个灵敏度系数 值 SUu、SThu、Suth 和 SThth : (Suu ' CMu + C Mth - NMU Snil-CMu + Snth-CMth=NlITh . 9
[0076]式中，
[0077] Suu表示单位含量的铀对铀窗产生的伽玛计数率，即铀对铀窗的灵敏度系数，单位： s 1 · l%eU ;
[0078] SThu表示单位含量的铀对钍窗产生的伽玛计数率，即铀对钍窗的灵敏度系数，单 位：s 1 · l%eU ;
[0079] Suth表示单位含量的钍对铀窗产生的伽玛计数率，即钍对铀窗的灵敏度系数，单 位：s 1 · l%Th ;
[0080] 311^表示单位含量的钍对钍窗产生的伽玛计数率，即钍对钍窗的灵敏度系数，单 位：s 1 · l%Th ;
[0081] CMu表示混合校验模型的铀含量，单位：％ ;
[0082] CMth表示混合校验模型的钍含量，单位：％ ;
[0083] 表示经死时间校正后铀窗计数率，单位f ;
[0084] 表示经死时间校正后钍窗计数率，单位s'
[0085] 可以采用下表所示模型作为计算灵敏度系数的基准模型： U质量 Th质量 K质量 模型类型 模型编号 百分比 百分比 百分比 ___(%)(%)(%) _] 鮮、?产" UF-0.5- I 0.553 0.004 1.494 轴基/隹模型 UF-0.2-「0.211 0.0018 1.635 钎 Η:准栏劫 ThF-°·7- 1 00055 132 丨天 I ThF-0.05-I I 0.00068 I 0.0491 0.315
[0087] 。
[0088] 步骤4具体包括以下步骤：
[0089] 通过下式计算混合校验模型的铀、钍含量： ^Uti ' ^Thth ~ ^Uth ' ^Thij
[0090] i . _ Ncn SUu - NLV SThu $Uu · Sfhih - Sfhu · Sjjth . t
[0091] 式中，
[0092] €表示计算获得的混合校验模型的铀含量，单位：％ ;
[0093] 表示计算获得的混合校验模型的钍含量，单位：％ ;
[0094] 通过下式计算铀、钍含量误差： -σ - c η =----χ100°/〇 "C
[0095] i " Γ -c η = ^ x i 00% 1 ih
[0096] 式中，
[0097] Cu-混合校验模型的标称铀含量，单位：％ ;
[0098] Cth-混合校验模型的标称钍含量，单位：％ ;
[0099] η u-铀含量相对误差，单位：％ ;
[0100] η th一杜含量相对误差，单位：％。
[0101] 本发明的有益效果为：
[0102] 本发明的一种用于铀矿勘探的伽玛能谱测井仪校正方法，能够对伽玛能谱测井仪 进行有效校正，校正后的伽玛能谱测井仪可以准确测定矿床钻孔地层中的铀、钍含量。

【具体实施方式】
[0103] 下面结对本发明的一种用于铀矿勘探的伽玛能谱测井仪校正方法进行详细说明。
[0104] 本发明的一种用于铀矿勘探的伽玛能谱测井仪校正方法，首先采用伽玛能谱测井 仪在铀基准模型、钍基准模型和混合校验模型上进行伽玛能谱测量，计算铀基准模型和钍 基准模型上各自的铀窗和钍窗死时间，然后根据经死时间校正后的铀窗和钍窗的计数率和 铀、钍基准模型的铀、钍含量，计算伽玛能谱测井仪的灵敏度系数；之后根据铀基准模型和 钍基准模型上各自的铀窗和钍窗死时间，计算混合校验模型的铀窗和钍窗死时间，然后计 算混合校验模型上经死时间校正后的铀窗和钍窗计数率；最后采用上述计算出的灵敏度系 数和、混合校验模型的铀窗、钍窗计数率，计算混合校验模型的铀、钍含量，与其标称含量进 行比较，计算出铀、钍含量相对误差即可。一般铀、钍含量的相对误差均小于10%即可视为 校正通过。
[0105] 具体而言，本发明的方法包括以下步骤：
[0106] 步骤1.设置伽玛能谱测井仪能窗参数并选取基准模型
[0107] 对待校正的伽玛能谱测井仪，采用"宽两窗"，即U窗和Th窗。本实施例中，U窗范 围为 1. 05 ?2. OOMeV，Th 窗范围为 2. 00 ?2. 90MeV。
[0108] 选取a个铀基准模型、b个钍基准模型和c个混合校验模型，a的取值范围为3? 6 ;b的取值范围为2?5 ;c的取值范围为2?6。本实施例中，采用核工业放射性勘查计量 站的放射性测井基准模型作为基准模型，a=4, b=3, c=2,其相关参数如表1所示。
[0109] 表 1 I U质量| Th质量| K质量 模型类型 模型编号 百分比百分比 百分比 ___(%)(%)(%) UF-1.0- I__1.093 0.011 1.279 铀 UF-0.5- I 0.553~ 0.004 1.494 基准模型 UF-0.2- I 0.211 0.0018 1.635
[0110] _ UF-0.03- I 0.0304 0.0013 1.61 ~ ThF-1.5- 1 0.0078 1.51 1.187 甘ThF-0.7-1 0.0055 0.719 02~ SJ---- ThF-0.05-I__0.00068 0.0491 0.3 i 5 UThF-0.2-0.07- 1 0.205 0.0712 1.59 校验模型 |~〇ThF-0.01-0.03-I I 0.0099 丨 0.0322 1.54
[0111] 步骤2.计算并修正死时间
[0112] 步骤2. 1.计算铀基准模型上铀窗死时间U和钍窗死时间TUTh
[0113] 步骤2. 1. 1.采用双源法计算铀基准模型上初始铀窗死时间和初始钍窗死时 间 τ UTh
[0114] 利用下式计算铀基准模型上初始铀窗死时间和初始钍窗死时间TUTh: r CLil-N2U-CU2-Nui w Cm-N2U-Nm,-Cu2-Nw-N 2TC
[0115] 1 τ Cm-N2Th-CU2-Nm 。 Cm-N2Th-NlTC-CU2-NlTh-N 2TC
[0116] 式中，
[0117] 表示铀模型上计算的初始铀窗死时间，单位：s ;
[0118] TUTh表示铀模型上计算的初始钍窗死时间，单位：s ;
[0119] Cm表示1#铀基准模型的铀含量，即铀的质量百分比，单位：％ ;
[0120] CU2表示2#铀基准模型的铀含量，即铀的质量百分比，单位：％ ;
[0121] Nm表示1#铀基准模型上采集的谱线U窗的计数率，单位i1 ;
[0122] N1Th表示1#铀基准模型上采集的谱线Th窗的计数率，单位：s_1 ;
[0123] N1T。表示1#铀基准模型上采集的谱线总道的计数率，单位：^1 ;
[0124] N2U表示2#铀基准模型上采集的谱线U窗的总计数率，单位i1 ;
[0125] N2Th表示2#铀基准模型上采集的谱线Th窗的计数率，单位i1 ;
[0126] N2T。表示2#铀基准模型上采集的谱线总道的计数率，单位：s'
[0127] 所述1#铀基准模型、2#铀基准模型为步骤1中任意两个不相同的铀基准模型， 即有G:种组合方式，进而得到G组初始铀窗死时间~ 和组初始钍窗死时间 ~ 。本实施例中，共有6种组合方式，进而得到6组初始铀窗死时间?rrr6和 6组初始杜窗死时间1^--'^*?6。
[0128] 步骤2. 1. 2.采用线性相关系数法计算铀基准模型上最终铀窗死时间和最终钍 窗死时间TUTh
[0129] 步骤2. 1. 2. 1.计算铀基准模型上最终铀窗死时间 ^Hmin - min ，…，} ^rfimax = max{τ〇τη 7 τυυι 5"' 5 τιπχΙ -*
[0130] 设j Τ -Τ _ , n 其中，优选叫为10的整数倍。 A(, = ~(岬为目然数） ，
[0131] 采用下式计算铀基准模型上最终铀窗死时间: ^uuAn\) =-- (i = 1,2,...a) 1-nw i=l Q=lQ,-,/?
[0132] \ ，=1a _ - Uni) = I ,, 7 1 卜 -Q)2 /〈，（/) = max 丨/(,,(%)} Trr =TdJJ'、=Tdu 雛+?
[0133] 式中，
[0134] 表示第i个铀基准模型经nl次死时间校正后的铀窗计数率，单位i1 ;
[0135] Nm表示第i个铀基准模型的铀窗原始计数率，单位：s_1 ;
[0136] Νυτα表示第i个铀基准模型的总道原始计数率，单位u1 ;
[0137] Cm表示第i个铀基准模型的铀含量，即铀质量百分比，单位：％ ;
[0138] 表示所有铀基准模型经ηι次死时间校正后的铀窗计数率与铀含量之间的 相关系数。
[0139] 相关系数1^00的最大值对应的死时间即为铀基准模型上最终铀窗死时间Tra。
[0140] 步骤2. 1. 2. 2.计算铀基准模型上钍窗死时间TUTh
[0141] 采用与步骤2. 1. 2. 1相同的线性相关系数法方法计算钍窗死时间TUTh。 (2min _ 0"?ΤΜ，7[/ΙΜ，…，"^.2^ } ^t/2max - max \τυη\ = ^UTh2 ^UThC'l
[0142] 设 r -T . 丄t 亂 其中，优选叫为10的整数倍。 Δ/, =^2S_为目然数） ' - m2 Td2s(n2) = Td2_+n2-At2 (?2=〇,1.···. m2-l)
[0143] 采用下式计算铀基准模型上最终钍窗死时间TUTh : D 二,ΛΓΝυτ1? r , (，= 1，2,…α) 1 - NUTCi Td2s (η2) Κη?ηι) :tKm(n2) Iα ι=1 Γ π ?=1
[0144] 1 α _ i^uM-N^XnMCu,-Q) RmM)= I.....ι............................................................................................................... r：.......................................二- 构(MM(f〇)2 具 U)2 Rrrh(l2) = max{RLVh(n2)} Γ,,, =Td2s(i2) ^^2smin + ^,2
[0145] 式中，
[0146] iV"((》2)表示第i个铀基准模型经n2次死时间校正后的钍窗计数率，单位：^ ;
[0147] RUTh(n2)表示所有铀基准模型经n2次死时间校正后的钍窗计数率与铀含量之间的 相关系数。
[0148] 相关系数RUTh(n2)的最大值对应的死时间即为铀基准模型上最终钍窗死时间T UTh。
[0149] 步骤2. 2.计算钍基准模型上最终铀窗死时间TThu和最终钍窗死时间TThTh
[0150] 采用与步骤2. 1相同的双源法计算钍基准模型上初始铀窗死时间τ Thu和初始钍 窗死时间TThTh;采用与步骤2. 1相同的线性相关系数法计算法计算钍基准模型上最终铀窗 死时间TThu和最终钍窗死时间TThTh。
[0151] 步骤2. 2. 1.计算钍基准模型上初始铀窗死时间τ Thu和初始钍窗死时间τ ThTh
[0152] 利用下式计算钍基准模型上初始铀窗死时间τΜ和初始钍窗死时间TThTh: r Cm-N2U'-Cn2-Nxu' μ c加.w-cra2n， L Cni-N2^-Cn2-Nm' 丽h cni ·N2n、NiTC'- CThl Nm、N2TC'
[0154] τ Thu-杜模型上计算的初始铀窗死时间，单位：s ;
[0155] τ ThTh-杜模型上计算的初始钍窗死时间，单位：s ;
[0156] CThl - 1#钍基准模型的钍含量，即钍的质量百分比，单位：％ ;
[0157] CTh2-2#钍基准模型的钍含量，即钍的质量百分比，单位：％ ;
[0158] Nm' 一1#钍基准模型上U窗的计数率，单位：s-1 ;
[0159] N1Th'一 1#钍基准模型上采集的谱线Th窗的计数率，单位u1 ;
[0160] N1T。'一 1#钍基准模型上采集的谱线总道的计数率，单位：^ ;
[0161] N2U'一2#钍基准模型上采集的谱线U窗的总计数率，单位：^ ;
[0162] N2Th'一2#钍基准模型上采集的谱线Th窗的计数率，单位：^ ;
[0163] N2TC'一2#钍基准模型上采集的谱线总道的计数率，单位：s'
[0164] 所述1#钍基准模型、2#钍基准模型为步骤1中任意两个不相同的钍基准模型， 即有q2种组合方式，进而得到c;2组初始铀窗死时间和q2组初始钍窗死时间 。本实施例中，共有3种组合方式，进而得到3组初始铀窗死时间τ Thul? τ ThU3和3组初始钍窗死时间 T ThThl ~ T ThTh30
[0165] 步骤2. 2. 2.计算钍基准模型上最终铀窗死时间TThu和最终钍窗死时间TThTh
[0166] 步骤2. 2. 2. 1.计算钍基准模型上最终铀窗死时间TThu ^c/3min - \jrhUl ? ^ThU2 ^ThUCf ^
[0167] 设j τ -T . m 其中，优选m3为10的整数倍。 (街3为目然數） 5 m3 J^d3s (? ) - ^f3mm ("3-〇，1 ' …，所3 1)
[0168] 采用下式计算钍基准模型上最终铀窗死时间TThu : ^ iV ,_抑二：j~~-~~η?1τ {、0' = 12,...?) 1 - NThTCj * Td3s (n5) ^Μ = ΣΝεηυ?(η3)/δ J=i C^ = tCnj/b
[0169] ^ J-1b _ Σ d# (? )-心u (? ))(〇7" - Q ) U"3) = h J --卜 ) - (?))2 JEiQ,, - Cn, )2 (4)-.丨" ax.丨 ("3) I Jnu = Tdis、h、= Tdis- + h · Ati
[0170] 式中，
[0171] 表示第j个钍基准模型经n3次死时间校正后的铀窗计数率，单位：^ ;
[0172] NT_表示第j个钍基准模型的铀窗原始计数率，单位：^1 ;
[0173] NThTW表示第j个钍基准模型的总道原始计数率，单位：^1 ;
[0174] CTW表示第j个钍基准模型的钍含量，即铀质量百分比，单位：％ ;
[0175] RThu(n3)表示所有钍基准模型经n3次死时间校正后的铀窗计数率与钍含量之间的 相关系数。
[0176] 相关系数RThu(n3)的最大值对应的死时间即为钍基准模型上最终铀窗死时间T Thu。
[0177] 步骤2. 2. 2. 2.计算钍基准模型上最终钍窗死时间TThTh 4mm - m^n\^ThThi ? TThTh2 >' * '^ThTIfCl ^ ^dAmaK -max{rJArai, TThTh2 ,···, ^ThThC2}
[0178] 设j j -J . r 其中，优选m4为10的整数倍。 Ar4=^SS￡_(%为自然数） ' m4 Λ% (?3 )=工4_ + ?4 Δ，4 (?4 =0, 1 ' …，《4 -1)
[0179] 采用下式计算钍基准模型上最终钍窗死时间TThTh : U"4)=-^- (i =1,2,.,.5) T_ 4 '-h.'QM ，重Mh(n4Vb i=I dcn"b
[0180] * J-1b _ Y(Nemhj(n4) - Nenrh{n4))(Crhj -Cn) Rnn(n4)= I h ' 1 I h ^Thi4h (4) =max {^nn (? )} .-- = U'4 Xf4smin + '4 · Μ
[0181] 式中，
[0182] 表示第j个钍基准模型经n4次死时间校正后的钍窗计数率，单位：^ ;
[0183] NThThj表示第j个钍基准模型的钍窗原始计数率，单位u1 ;
[0184] RThTh(n4)表示所有钍基准模型经叫次死时间校正后的钍窗计数率与钍含量之间的 相关系数。
[0185] 相关系数仏^^^的最大值对应的死时间即为钍基准模型上最终钍窗死时间 ΤτΜ?ι。
[0186] 步骤2. 3.计算混合校验模型的铀窗死时间Τ"和钍窗死时间TMTh
[0187] 根据铀基准模型上铀窗与钍窗的计数率比值、钍基准模型上铀窗与钍窗的计数率 比值和混合校验模型上铀窗与钍窗的计数率比值，采用线性插值法计算混合校验模型的铀 窗死时间T m和杜窗死时间TMTh : a Σ Pui Pu=^- a b ΣΡτ,υ·
[0188] \PT=J^- Th b O T =Tuu TThu /p _ p \λ_Τ 1 MU -D D lThf^~1ThU ~-^Th T - h Τηη / p _ p \ I 71 1MTh ~ ~p " X1 M iTh)卞1Thlb ^rj ~^n
[0189] 式中，
[0190] pm表示第i个铀基准模型上铀窗与钍窗的原始计数率比值；
[0191] pTW表示第j个钍基准模型上铀窗与钍窗的原始计数率比值；
[0192] PM表示混合校验模型上铀窗与钍窗的原始计数率比值；
[0193] T"表示混合校验模型铀窗死时间，单位：s ;
[0194] TMTh表示混合校验模型钍窗死时间，单位：s。
[0195] 步骤2. 4.计算混合校验模型上经死时间修正后铀窗计数率和钍窗计数率 Ncmu
[0196] 米用下式计算Vwc/和'Mi: 「 N Λ/e _ " MU 「 ?mu、-nmtc.tmu
[0197] < 。 fjc _ ^ MTh_ 議―\ - N .f L 丄 iyMTc: H-m
[0198] 式中，
[0199] .表示经死时间校正后铀窗计数率，单位f ;
[0200] ，表示经死时间校正后钍窗计数率，单位?Γ1 ;
[0201] ΝΜΤ。表示混合校验模型上总道计数率，单位s'
[0202] 步骤3.计算灵敏度系数
[0203] 采用下式计算灵敏度系数： Γ J SUu · CMu + SLfth · CMth = NMU
[0204] i 。
[Snm-CMll + SThth-CMth=N：MTh
[0205] 式中，
[0206] Suu表示单位含量的铀对铀窗产生的伽玛计数率，即铀对铀窗的灵敏度系数，单位： s 1 · l%eU ;
[0207] SThu表示单位含量的铀对钍窗产生的伽玛计数率，即铀对钍窗的灵敏度系数，单 位：s 1 · l%eU ;
[0208] Suth表示单位含量的钍对铀窗产生的伽玛计数率，即钍对铀窗的灵敏度系数，单 位：s 1 · l%Th ;
[0209] 311^表示单位含量的钍对钍窗产生的伽玛计数率，即钍对钍窗的灵敏度系数，单 位：s 1 · l%Th ;
[0210] CMu表示混合校验模型的铀含量，单位：％ ;
[0211] CMth表示混合校验模型的钍含量，单位：％ ;
[0212] 表示经死时间校正后铀窗计数率，单位f ;
[0213] 表示经死时间校正后钍窗计数率，单位s'
[0214] 考虑到热液型铀矿勘查中铀含量的范围，本实施例中采用表2所示模型作为计算 灵敏度系数的基准模型：
[0215] 表 2 I U质量| Th质量| K质量 模型类型 模型编号 百分比 百分比 百分比 ___(%) (%) (%)
[0216] 铀其准樽型 UF-°· 5- 1__5^53__M〇4__1-494 UF-0.2- I 0.211 0.0018 1.635 钍基准模型ThM)U (X719 = m |ThF-Q.05-I 0.00068 0.0491 0.315
[0217] 根据上表所示基准模型，能够建立下示方程组，采用最小二乘法解此方程组，得到 四个灵敏度系数值S uu、sThu、suth和SThth。 乂 <興.suth. CthiUF05、二聊FJ · Ctl(UF05) + Smh · Crt(UF05) = Ncn(UF05) SUt< · Ctl(UF02) + Suth · Cth(UF02) = Nl，(UF02) · CH(FF02) + Smh Cth(UF02) = Ncn(UF02)
[0218] 1 · Cu{ThF01) + 5；?/A Cth(nF0J) = Nl，(ThF01) SVn, Cu(ThF0J) + Smh Cth(nF01) = Ncn(ThFQ7) SUu C"(ThF·) + Suth. Cth(ThF_) = K(ThF··) Sn,.CJThFM5) + Snth.Cth(ThF·) =，n(ThFM5)
[0219] 式中，
[0220] Cu (UFa 5)表示铀基准模型UF-0. 5- I的铀含量，单位％ ;
[0221] Cth (UFa 5)表示铀基准模型UF-0. 5- I的钍含量，单位％ ;
[0222] Cu (UFa 2)表示铀基准模型UF-0. 2- I的铀含量，单位％ ;
[0223] Cth (UFa 2)表示铀基准模型UF-0. 2- I的钍含量，单位％ ;
[0224] Cu(ThFa 7)表示钍基准模型ThF-0. 7- I的铀含量，单位％ ;
[0225] Cth (ThFQ. 7)表示钍基准模型ThF-0. 7- I的钍含量，单位％ ;
[0226] Cu(ThFQ.Q5)表示钍基准模型ThF-0· 05- I的铀含量，单位％ ;
[0227] Cth(ThFQ.Q5)表示钍基准模型ThF-0. 05- I的钍含量，单位％ ;
[0228] W([/FQ5)表示经死时间Tra校正后铀基准模型UF-0. 5- I上的铀窗计数率，单位： s-1；
[0229] %(【/巧.5)表示经死时间TUTh校正后铀基准模型UF-0. 5- I上的钍窗计数率，单位： s-1；
[0230] 表示经死时间U校正后铀基准模型UF-0. 2- I上的铀窗计数率，单位： s-1；
[0231] A^,(CT；2)表示经死时间TUTh校正后铀基准模型UF-0.2- I上的钍窗计数率，单 位:s-1 ;
[0232] λ^σ/#；7)表示经死时间TThu校正后钍基准模型ThF-0. 7- I上的铀窗计数率，单 位:s-1 ;
[0233] 表示经死时间TThTh校正后钍基准模型ThF-0. 7- I上的钍窗计数率，单 位:s-1 ;
[0234] $(77^.05)表示经死时间TThu校正后钍基准模型ThF-0. 05- I上的铀窗计数率，单 位:s-1 ;
[0235] ，以?^)表示经死时间TThTh校正后钍基准模型ThF-0. 05- I上的钍窗计数率， 单位：s'
[0236] 步骤4.校验混合校验模型
[0237] 根据在混合校验模型上采集的伽玛谱线和各灵敏度系数，通过下式计算混合校验 模型的铀、钍含量： r m 知"， 「― _.n SUu-Smh-SUth.Smi
[0238] i Ce K,-SUu-K-Snu 。 .suu smh - SThlt SUrh
[0239] 式中，
[0240] 表示计算获得的混合校验模型的铀含量，单位：％ ;
[0241] ?表示计算获得的混合校验模型的钍含量，单位：％ ;
[0242] 通过下式计算铀、钍含量误差： η = ----xlOO% "C
[0243] \ " Cc -C η =---?χ 100%
[0244] 式中，
[0245] Cu-混合校验模型的标称铀含量，单位：％ ;
[0246] Cth-混合校验模型的标称钍含量，单位：％ ;
【权利要求】
1. 一种用于铀矿勘探的伽玛能谱测井仪校正方法，其特征在于：包括以下步骤：首先 采用伽玛能谱测井仪在铀基准模型、钍基准模型和混合校验模型上进行伽玛能谱测量，计 算铀基准模型和钍基准模型上各自的铀窗和钍窗死时间，然后根据经死时间校正后的铀窗 和钍窗的计数率和铀、钍基准模型的铀、钍含量，计算伽玛能谱测井仪的灵敏度系数；之后 根据铀基准模型和钍基准模型上各自的铀窗和钍窗死时间，计算混合校验模型的铀窗和钍 窗死时间，然后计算混合校验模型上经死时间校正后的铀窗和钍窗计数率；最后采用上述 计算出的灵敏度系数和混合校验模型的铀窗、钍窗计数率，计算混合校验模型的铀、钍含 量，与其标称含量进行比较，计算出铀、钍含量相对误差。
2. 根据权利要求1所述的用于铀矿勘探的伽玛能谱测井仪校正方法，其特征在于：具 体包括以下步骤： 步骤1.设置伽玛能谱测井仪能窗参数并选取基准模型； 步骤2.计算并修正死时间； 步骤2. 1.采用双源法和线性相关系数法计算铀基准模型上铀窗死时间Tra和钍窗死时 间 TUTh ; 步骤2. 2.采用与步骤2. 1相同的方法计算钍基准模型上最终铀窗死时间TThu和最终 韦土窗死时间TThTh ; 步骤2. 3.计算混合校验模型的铀窗死时间T"和钍窗死时间TMTh ; 步骤2. 4.计算混合校验模型上经死时间修正后铀窗计数率和钍窗计数率 步骤3.计算灵敏度系数； 步骤4.校验混合校验模型。
3. 根据权利要求2所述的用于铀矿勘探的伽玛能谱测井仪校正方法，其特征在于：步 骤1具体包括以下步骤： 对待校正的伽玛能谱测井仪，采用"宽两窗"，即U窗和Th窗；选取a个铀基准模型、b 个钍基准模型和c个混合校验模型；采用核工业放射性勘查计量站的放射性测井基准模型 作为基准模型。
4. 根据权利要求3所述的用于铀矿勘探的伽玛能谱测井仪校正方法，其特征在于：步 骤1中，a的取值范围为3?6 ;b的取值范围为2?5 ;c的取值范围为2?6。
5. 根据权利要求3所述的用于铀矿勘探的伽玛能谱测井仪校正方法，其特征在于：步 骤 1 中，a=4, b=3, c=2 ; 基准模型参数如下表所示： I U质量I Th质量I K质量 模型类型 模型编号 百分比百分比百分比 ___(%)(%) (%) UF-1.0- I__1.093 0.011 1.279 铀 UF-0.5- I 0.553~ 0.004 1.494 基准模型 UF-0.2- I 0.2lT~ 0.0018 1.635 _ UF-0.03- 1 0.0304 0.0013 1.61 : ThF-1.5- 1 0.0078 L51 1.187 廿、二_ ThF-0.7- 1 0.0055 0.719 1.32 基准模型---- ThF-0.05- I__0.00068 0.0491 0.315 Μ? UThF-0.2-0.07- 1 0.205 0.0712 1.59 校验模型丨 UThF-0.01-0.03-I I 0.0099 丨 0.0322 1.54 ο
6.根据权利要求3所述的用于铀矿勘探的伽玛能谱测井仪校正方法，其特征在于：步 骤2具体包括以下步骤： 步骤2.1具体包括以下步骤： 步骤2. 1.1.采用双源法计算铀基准模型上初始铀窗死时间和初始钍窗死时间 T UTh 利用下式计算铀基准模型上初始铀窗死时间和初始钍窗死时间TUTh: τ = Cm'^2U^Cu2"NlU w_Qn^2t7.#irc-Q72^ lt7.#2rc τ _Cm . Nm - CU2. Nm_ 广 ~Cm-N2Th-NlTC-CU2-N m-N2TC . 式中， 表示铀模型上计算的初始铀窗死时间，单位：S ; TUTh表示铀模型上计算的初始钍窗死时间，单位：S ; Cm表示1#铀基准模型的铀含量，即铀的质量百分比，单位：％ ; CU2表示2#铀基准模型的铀含量，即铀的质量百分比，单位：％ ; Ν"表示1#铀基准模型上采集的谱线U窗的计数率，单位：^1 ; N1Th表示1#铀基准模型上采集的谱线Th窗的计数率，单位：^ ; N1T。表示1#铀基准模型上采集的谱线总道的计数率，单位：^1 ; N2U表示2#铀基准模型上采集的谱线U窗的总计数率，单位51 ; N2Th表示2#铀基准模型上采集的谱线Th窗的计数率，单位; N2T。表示2#铀基准模型上采集的谱线总道的计数率，单位; 所述1#铀基准模型、2#铀基准模型为步骤1中任意两个不相同的铀基准模型，即 有g种组合方式，进而得到Q2组初始铀窗死时间i?·和Cf组初始钍窗死时间 ^UThl ~ ^UThC；. 9 步骤2. 1.2.采用线性相关系数法计算铀基准模型上最终铀窗死时间和最终钍窗死 时间TUTh 步骤2. 1. 2. 1.计算铀基准模型上最终铀窗死时间Tra = ^ TVV2 TUUC；, ^ ^rflmax - m3X ?^ΕΛ/Ι > ^UU2^ ' " J ^UUC； ^ = Jrflmax ~Tdl^n (叫为自然数） rrflS(?l)=^lmm+?l-M (?!=〇,!>···? mrl) V J 采用下式计算铀基准模型上最终铀窗死时间Tra: = ? ΜΝ% (,(卜 1，2，.··α) l-NLrra-Tdu(ni) κχ)=?κ,2ι)/α q=Eq,/? ?=1 < Ruuini) = I-1-'-丨....................................................................................................................................................................................................p.........................................................................=- 具 (叫客(Q,-Q)2 K.i. ('!）一 imx (."!)} 式中， 巧oh)表示第i个铀基准模型经h次死时间校正后的铀窗计数率，单位：S-1 ; Num表示第i个铀基准模型的铀窗原始计数率，单位u1 ; Νυτα表示第i个铀基准模型的总道原始计数率，单位; Cm表示第i个铀基准模型的铀含量，即铀质量百分比，单位：％ ; Ruufci)表示所有铀基准模型经&次死时间校正后的铀窗计数率与铀含量之间的相关 系数； 相关系数1^00的最大值对应的死时间即为铀基准模型上最终铀窗死时间; 步骤2. 1. 2. 2.计算铀基准模型上钍窗死时间TUTh 采用与步骤2. 1. 2. 1相同的线性相关系数法方法计算钍窗死时间TUTh ; 步骤2. 2.采用与步骤2. 1相同的方法计算钍基准模型上最终铀窗死时间TThu和最终 韦土窗死时间TThTh ; 步骤2. 3具体包括以下步骤： 采用线性插值法计算混合校验模型的铀窗死时间Tm和钍窗死时间TMTh : α ^jPm Pv-~- a b Σ Pnj 4今 t _ - Tjmj /u _ p \_l_t MU ~ ^ ^Th) + ^ThU 1U - I Th T - ^UTh ^ThTh ip _ p \iT 1MTh ~ ~〇 〇 \ΓΜ iThTh l 1U -1 Th . 9 式中， Pui表示第i个铀基准模型上铀窗与钍窗的原始计数率比值； PThj表示第j个钍基准模型上铀窗与钍窗的原始计数率比值； PM表示混合校验模型上铀窗与钍窗的原始计数率比值； !"表示混合校验模型铀窗死时间，单位：s ; TMTh表示混合校验模型钍窗死时间，单位：s ; 步骤2. 4具体包括以下步骤： 采用下式计算和 Nc 二 Naiumu - 1-Nmtc，Tmu < Jij€ 二 ^MTh 碰-\ - N .T L 1 iy MIC 1 MTh · 9 式中， 表示经死时间校正后铀窗计数率，单位^ ; 表示经死时间校正后钍窗计数率，单位?Γ1 ; NMTC表示混合校验模型上总道计数率，单位s'
7. 根据权利要求6所述的用于铀矿勘探的伽玛能谱测井仪校正方法，其特征在于：步 骤2· 1. 2· 1中，1?为10的整数倍。
8. 根据权利要求6所述的用于铀矿勘探的伽玛能谱测井仪校正方法，其特征在于：步 骤3具体包括以下步骤： 对基准模型依据下式建立方程组，采用最小二乘法解方程组得到四个灵敏度系数值 Suu、SThU、Suth 和 STlrth : I sUu CMn+Suth CMth = ncmu \βτ?ηι 七 Mu + Smh . L Mth - NMTh . 式中， Suu表示单位含量的铀对铀窗产生的伽玛计数率，即铀对铀窗的灵敏度系数，单位： s 1 · l%eU ; SThu表示单位含量的铀对钍窗产生的伽玛计数率，即铀对钍窗的灵敏度系数，单位： s 1 · l%eU ; Suth表示单位含量的钍对铀窗产生的伽玛计数率，即钍对铀窗的灵敏度系数，单位： s 1 · l%Th ; SThth表示单位含量的钍对钍窗产生的伽玛计数率，即钍对钍窗的灵敏度系数，单位： s1 · l%Th ; CMu表示混合校验模型的铀含量，单位：％ ; CMth表示混合校验模型的杜含量，单位：％ ; 表示经死时间校正后铀窗计数率，单位^ ; 表示经死时间校正后钍窗计数率，单位s'
9. 根据权利要求8所述的用于铀矿勘探的伽玛能谱测井仪校正方法，其特征在于：采 用下表所示模型作为计算灵敏度系数的基准模型： | U质量| Th质量| K质量 模型类型 模型编号 百分比 百分比 百分比 ___(%) (%) (%) 铀基准模型 UF-〇·5-1__^53__004__1-494 UF-0.2- I 0.211 0.0018 1.635 左丄#、獻士廿ThF-0.7- 1 0.0055 0J19 L32^ ,·. ?. ! . ThF.〇 〇5, I I 0^00068 1 0,0491 | 0.315 O
10. 根据权利要求8所述的用于铀矿勘探的伽玛能谱测井仪校正方法，其特征在于：步 骤4具体包括以下步骤： 通过下式计算混合校验模型的铀、钍含量： ^ K-Smh-NcTh-Suth Λ suirsmh-suth-snu < σ Nmsnil 、 Suu · Smh - Sjhu . Suth - ， 式中， ("表示计算获得的混合校验模型的铀含量，单位; ?表示计算获得的混合校验模型的钍含量，单位：％; 通过下式计算铀、钍含量误差： σ - c η --κΙΟΟ% ' c u < c -C η = - -- x 100% C l th 式中， Cu-混合校验模型的标称铀含量，单位：％ ; cth-混合校验模型的标称钍含量，单位：％ ; nu-铀含量相对误差，单位：％; π th一社含量相对误差，单位：％。
【文档编号】E21B49/00GK104121016SQ201310154192
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2013年4月28日 优先权日:2013年4月28日
【发明者】赵丹, 陆士立, 焦仓文, 李必红, 周觅 申请人:核工业北京地质研究院