一种γ－γ密度测井畸变曲线的修正方法
【专利摘要】本发明属于原子核物理研究与应用领域，具体涉及一种γ－γ密度测井畸变曲线的修正方法；本发明是提供一种在γ—γ密度测井资料整理阶段，消除因岩层放射性因素产生的γ—γ密度曲线畸变的修正方法。包括：步骤一，选取修正深度段；步骤二，计算岩层骨架密度值；步骤三，计算平均修正系数值；步骤四，计算修正深度段岩层密度并绘制修正后γ－γ密度曲线；本发明解决了修正前曲线在铀富集层段的大幅波动问题，同时可为地震勘探提供准确的声阻抗资料并能够有效地监察γ－γ密度测井的质量，该修正方法还同样适用扩孔、塌孔段影响的γ－γ密度测井畸变曲线。
【专利说明】
一种γ - γ密度测井畸变曲线的修正方法
技术领域
[0001] 本发明属于原子核物理研究与应用领域，是对核测井因岩层放射性因素干扰而使 采集的信息发生畸变进行修正的一种方法。
【背景技术】
[0002] 丫一丫密度测井技术是原子核物理研究与应用领域的拓展，它主要是通过井孔内 人工放射性核素与岩层产生康普顿散射效应来取得井下地层密度信息与技术参数的。
[0003] 从γ射线与物质的作用可知，当γ射线能量介于0.25MeV到2.5MeV之间时，在轻元 素介质中，全衰减系数(μ)可表征为
[0004] μ^μκ^〇.5σ0Νρ....................................(1)
[0005] 式中，μκ-康普顿衰减系数;〇e - γ射线对每个电子的散射截面;Ν-阿佛加德罗常 数;Ρ-作用物质的密度。（1)式说明，γ射线与物质作用时的全衰减系数主要取决于康普顿 衰减系数，且与γ射线所穿过的岩石密度成正比，这就是放射性γ - γ测井的理论基础。
[0006] 位于无限空间的均匀各向同性的介质中的点状放射源，其源强不变且无其它放射 源存在时，则其γ量子的空间传播可以近似地认为遵守扩散理论，其分布情况，可用扩散方 程(略)表示，扩散方程的解
[0008]式中，Φ-空间离点源r远处的γ量子密度;Q-源强;C一光速;r一放射源到计数管 的距离(源距）。对(2)式的偏导方程求解：
[0012] 地质勘查测井所使用的γ - γ密度探管是采用②所设计的源距(r)，即仪器接收 的γ光子密度(Φ)与岩石密度(ρ)成反比，因此，这就意味着仪器接收的γ光子密度的增大 就是岩石密度的减小。所以，当探管经过铀富集层段时，仪器接收了附加的经岩石康普顿散 射产生的大量γ光子，从而造成岩石密度测量值的降低，在测井成果图上，γ - γ密度曲线 显示出与γ测井曲线呈镜像对称的曲线形态，这种畸变的γ - γ密度曲线在实际应用上有 如下缺陷和不足：
[0013] 1、鉴别岩性方面。物探方法在判别岩性上都存在一个等效性问题，物性相同（或相 近)但岩性相异是其主要原因。例如，有一泥砂剖面，综合测井系统仅有(或仅能进行)定量 γ测井和γ - γ密度测井时，三侧向电阻率显示一段阻值为40~45Ω μ，厚度3m的电性层 段，同时，定量γ曲线也显示为铀富集形态；γ - γ密度曲线显示与定量γ测井曲线呈镜像 对称的曲线形态（畸变曲线）。一般经验地认为视电阻率为40~45 Ω Μ应是砂砾岩的电性特 征，但岩心显示的是钙质细砂岩。造成误判的原因是单一曲线存在等效性。倘若γ - γ密度 曲线未发生畸变且密度值在2.30g/cm3以上时，判为钙质砂岩是不成问题的。以此推测，如 果一口钻孔中有若干段厚大铀富集层时，γ - γ密度曲线辅助鉴别岩性的作用将大大地降 低。
[0014] 2、确定岩层孔渗性方面。γ - γ密度测井虽然测量的是岩层的密度，但是它体现 的是岩层的孔隙度：
[0016]式中，Φ -岩石孔隙度，％ ;ρ-岩石密度，g/cm3;pma-岩石的骨架密度，取2.68g/ cm3;pf-孔隙内流体的密度，饱和含水时取1. OOg/cm3。在可地浸砂岩铀矿勘查中，最重要的 就是要弄清楚铀矿层的可渗透性，而渗透性的主要衡量指标就是孔隙度。γ - γ密度曲线 被铀矿层干扰后的畸变曲线对判断铀矿层渗透性显然是无益的。它不能让矿床建设者第一 时间了解铀矿层的渗透性情况。
[0017] 3、可地浸砂岩铀矿勘查到了详查阶段，弄清楚铀矿层的密度和湿度等矿量参数成 了首要任务。目前实行的方法就是实时矿心取样，在野外条件下，这种费时费力的方法很难 将矿石的密度和湿度测量准确，因为渗透性好的岩石持水性差，矿心从钻孔中取出后孔隙 中所含的水就会部分地丢失，造成湿度很难测准。如果γ - γ密度曲线未被干扰且了解矿 心含水饱和情况的话，依靠测得的矿石干密度和γ - γ密度值，即可求得矿石的湿度，用以 检查实测湿度的误差，并进行合理的修正，但被干扰的γ - γ密度曲线却失去了参照标准。
[0018] 因此，铀矿层干扰引起γ - γ密度测井曲线产生畸变所造成的诸多不便助使人们 去寻找一种修正的办法，即结合地震资料正反演中引用的Garden经验公式，把γ - γ密度 测井和声波测井联系起来，以消除因岩层放射性因素产生的γ - γ密度曲线畸变的修正方 法。
【发明内容】
[0019] 本发明解决的技术问题是提供一种在丫一丫密度测井资料整理阶段，消除因岩层 放射性因素产生的γ - γ密度曲线畸变的修正方法。
[0020] 本发明是这样实现的：
[0021 ] -种γ - γ密度测井畸变曲线的修正方法，包括：
[0022]步骤一，选取修正深度段；
[0023]步骤二，计算岩层骨架密度值；
[0024]步骤三，计算平均修正系数值；
[0025] 步骤四，计算修正深度段岩层密度并绘制修正后γ - γ密度曲线。
[0026] 如上所述一种γ - γ密度测井畸变曲线的修正方法，其特征在于：
[0027]步骤一，选取修正深度段:在畸变的γ - γ密度曲线峰值两侧各取一个γ - γ密 度值Pi和Ρ2,并将选取的γ - γ密度值Pi和Ρ2在定量伽玛曲线上对应的深度段确定为修正 深度段。
[0028]步骤二，计算岩层骨架密度值pma:在声波时差曲线上选取修正深度段内γ - γ密 度值Ρ1和Ρ2对应的声波测井测量的声波时差△ tl·，△ t2,将声波时差△ t代入公式(6)计算出 上端声波(纵波)在岩石中的传播速度Vpl和下端声波(纵波)在岩石中的传播速度Vp2:
[0030] 式中，At-声波测井测量的声波时差，ys/m;vp-声波(纵波)在岩石中的传播速 度，m/s;
[0031] 再将根据公式(6)计算得出的Vpl和Vp2代入Garden经验公式(5)
[0033]公式(5)中，pma-岩层骨架密度，g/cm3;由公式(5)计算得出上端岩层骨架密度值 Pmal和下端岩层骨架密度值Pma2。
[0034]步骤三，计算平均修正系数值：
[0035]将γ - γ密度值上端岩层骨架密度值pmal、下端岩层骨架密度值pma2带入到 公式(7)中求取修正深度段上、下端的修正系数(KhKs)及平均修正系数值(K)。
[0039]步骤四，计算修正深度段岩层密度并绘制修正后γ - γ密度曲线：
[0040]将平均修正系数Κ乘以修正深度段各点的岩层骨架密度值pma即获得修正深度段的 岩层密度，并根据修正深度段的岩层密度绘制出修正后的γ - γ密度曲线。
[0041]本发明的有益效果是：
[0042]经过修正后的γ - γ密度曲线解决了修正前曲线在铀富集层段的大幅波动以及 前述的三个问题外，还有如下优点：
[0043] (1)能够为地震勘探提供准确的声阻抗资料。声阻抗是岩层密度与声波(纵波)速 度的乘积。在地震资料反演中有很重要的作用，它能够区分地层的岩性以及所包含的流体 成分。
[0044] (2)能够有效地监察丫一丫密度测井的质量。由公式(4)可知，岩层密度等于岩层 骨架密度和岩层孔隙内流体的密度之和，即，岩层骨架密度小于岩层密度。在泥一砂剖面 上，如果γ - γ密度值小于公式(5)计算的岩层骨架密度值，则说明密度探管或校准出现了 故障或问题，据此，可以有效地检查和评价综合测井质量。
[0045] (3)该修正方法同样适用扩孔、塌孔段影响的γ - γ密度测井畸变曲线。
【附图说明】
[0046] 图1为γ - γ密度测井畸变曲线的修正方法流程图；
【具体实施方式】
[0047]下面对本发明技术进行进一步描述：
[0048] 一种γ - γ密度测井畸变曲线的修正方法，具体修正方法如下：
[0049] 步骤一，选取修正深度段:在畸变的γ - γ密度曲线峰值两侧各取一个γ - γ密 度值pi和Ρ2,并将选取的γ - γ密度值pi和Ρ2在定量伽玛曲线上对应的深度段确定为修正 深度段；
[0050] 步骤二，计算岩层骨架密度值pma:在声波时差曲线上选取修正深度段内γ - γ密 度值pi和Ρ2对应的声波测井测量的声波时差△ t，△ t2,将声波时差△ t代入公式(6)计算出 上端声波(纵波)在岩石中的传播速度Vpl和下端声波(纵波)在岩石中的传播速度Vp2:
[0052] 式中，At-声波测井测量的声波时差，ys/m;vp-声波(纵波)在岩石中的传播速 度，m/s;
[0053] 再将根据公式(6)计算得出的vpl和vp2代入Garden经验公式(5)
[0055]公式(5)中，pma-岩层骨架密度，g/cm3;由公式(5)计算得出上端岩层骨架密度值 Pmal和下端岩层骨架密度值Pma2。
[0056]步骤三，计算平均修正系数值：
[0057]将γ - γ密度值上端岩层骨架密度值pmal、下端岩层骨架密度值pma2带入到 公式(7)中求取修正深度段上、下端的修正系数(KhKs)及平均修正系数值(K):
[0061]步骤四，计算修正深度段岩层密度并绘制修正后γ - γ密度曲线：
[0062]将平均修正系数κ乘以修正深度段各点的岩层骨架密度值pma即可获得修正深度段 的岩层密度，并根据修正深度段的岩层密度绘制出修正后的γ - γ密度曲线。
[0063]本发明中采用平均修正系数是因为用单一端的修正系数往往会造成另一端修正 的岩层密度值在接口处数值不一致，导致曲线呈"断崖"式接触，将两端的修正系数平均后 可以减小这种误差，使修正后的γ - γ密度曲线与正常密度曲线在接口处更加和谐、平滑 顺畅。
【主权项】
1. 一种丫 一丫密度测井崎变曲线的修正方法，其特征在于，包括： 步骤一，选取修正深度段； 步骤二，计算岩层骨架密度值； 步骤Ξ，计算平均修正系数值； 步骤四，计算修正深度段岩层密度并绘制修正后丫一丫密度曲线。2. 根据权利要求1所述一种丫 一丫密度测井崎变曲线的修正方法，其特征在于： 步骤一，选取修正深度段:在崎变的丫一丫密度曲线峰值两侧各取一个丫一丫密度值P1 和P2,并将选取的丫一丫密度值P1和P2在定量伽玛曲线上对应的深度段确定为修正深度段。3. 根据权利要求2所述一种丫 一丫密度测井崎变曲线的修正方法，其特征在于： 步骤二，计算岩层骨架密度值Pma:在声波时差曲线上选取修正深度段内丫一丫密度值 P1和P2对应的声波测井测量的声波时差Δ ti，Δ t2,将声波时差Δ t代入公式(6)计算出上端 声波(纵波)在岩石中的传播速度Vpl和下端声波(纵波)在岩石中的传播速度Vp2 :式中，Δ t-声波测井测量的声波时差，ys/m;Vp-声波(纵波)在岩石中的传播速度，m/ S； 再将根据公式(6)计算得出的Vpl和vp2代入Garden经验公式巧）公式(5 )中，Pma-岩层骨架密度，g/cm3 ;由公式(5 )计算得出上端岩层骨架密度值Pmal和 下端岩层骨架密度值Pma2。4. 根据权利要求3所述一种丫 一丫密度测井崎变曲线的修正方法，其特征在于： 步骤Ξ，计算平均修正系数值： 将丫一丫密度值P1、化和上端岩层骨架密度值Pmal、下端岩层骨架密度值Pma2带入到公式 (7)中求取修正深度段上、下端的修正系数化1、Κ2)及平均修正系数值化）。5. 根据权利要求4所述一种丫 一丫密度测井崎变曲线的修正方法，其特征在于： 步骤四，计算修正深度段岩层密度并绘制修正后丫一丫密度曲线： 将平均修正系数Κ乘W修正深度段各点的岩层骨架密度值Pma即获得修正深度段的岩层 密度，并根据修正深度段的岩层密度绘制出修正后的T -T密度曲线。
【文档编号】G06F19/00GK106094037SQ201610424533
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月15日 公开号201610424533.1, CN 106094037 A, CN 106094037A, CN 201610424533, CN-A-106094037, CN106094037 A, CN106094037A, CN201610424533, CN201610424533.1
【发明人】陈霜, 何英, 彭云彪, 李强, 丁忙生
【申请人】核工业二〇八大队