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1、第三章，能谱岩性密度测井利用井下仪器内放射源辐射与地层的相互作用产生康吴散射，通过测量康吴散射强度确定地层密度的测井方法称为地层密度测井。 利用康吴散射线和地层作用的光电效应吸收以及康吴散射线同时测定(双窗口)确定地层岩性和密度的测井方法称为岩性密度测井。 通过测量康吴散射线的能谱确定地层岩性和密度的方法称为能谱岩性密度测井。 以上三种井统称为散射井。 第3.1节能谱岩性密度井的基本原理，3.1.1能谱岩性密度井的物理基础，1、地层对源辐射的散射线岩性密度井的基本特征：辐射源和测量辐射的NaI(Tl )检测器都在地层的同一侧，能记录的地层散射线的多少(1)源的准直孔1 )楔形直孔2 )位于平面

2、的一定角度的窗形准直孔。 与楔形窗形相比，探针入射散射约30度，修正率高，探针统一性好，而且得到的地层密度值误差小5%(0.765%和1.451% )，提高了地层密度测量的灵敏度。 (2)散射线与入射的源光子能量的关系： (图3.1 )散射线强度与入射能量及原子序数z的关系。 如下图所示，在z定时，散射线的强度随着入射光子能量的增加而减弱。 因为在这里，姜黄散射界面与入射光子能量成反比。 因此，在能谱岩性密度测井中，作为入射光子的辐射源，选择发射能量为0.661Mev的单能线的137Cs源。 强度、(3)散射线强度与原子序号的关系：从上图可以看出(从图3.1也可以看出)散射线强度随着z的增大而

3、变弱。 由于康吴散射截面与z成正比，所以z越小，散射概率越大，散射线和散射物质产生光电效应的概率越大，部分散射线被吸收，不再从地层界面出来，这两种作用的综合效应随着z的增大，散射线强度越弱。 同时，当散射服务物质无限厚(地层)时，轻物质的散射射线强度不仅有一次散射射线的作用，还有来自深部的多重散射射线的作用，使散射射线中的低能量光子增加。 重物质的散射强度主要是井壁表层的一次散射线，来自里面的散射线被吸收。 因此，检测表层一次或二次康吴散射线和来自深部的多次康吴散射线强度(反映光电效应吸收的概率)是地层岩性密度测井的基础。 测量分析整个地层康吴散射线的能谱是能谱岩性密度测井的物理基础。 2、岩

4、石物理残奥仪及康吴散射和吸光残奥仪。 岩石对辐射的散射和散射辐射的光吸收与地层岩石的原子序数有关，即岩石的物理残奥、康吴散射残奥和光吸收数有关。 因此，必须给出这些残奥仪的明确定义：3、地层岩石的散射吸收光谱与相关物理残奥仪的关系放射线源为137Cs、入射光子的能量为0.661Mev的单能量线、三种散射吸收介质、检测到的三个散射吸收光谱如下图所示由图可知，三种介质的密度相同，即康吴散射光谱在h区间不变，而在低能谱区间s区间，三种光谱不同，反映了光吸收截面指数与体积光吸收截面指数u的差异。3.1.2能谱岩性密度测井地质依据以上物理基础，可以利用康吴散射和散射地层中的吸收光谱测量密度和光吸收断面指

5、数。 但是，地层有不同的密度吗？ 不同的光吸收截面指数？ 他们和油藏有什么关系？ 这是地质的根据。 (1)不同岩石骨架的密度不同，因此井剖面可根据密度区分不同的岩性地层。特别是其他球物理方法难以区分的岩盐和硬石膏、硬石膏和致密灰岩、致密灰岩和白云岩、石膏和高孔隙率灰岩等，可以根据密度来分离它们。 特别是煤层容易区别。 (2)细孔性地层(参照上式)相当于致密地层中的岩石骨架的一部分被密度小的水、原油或天然气代替，其密度比致密地层小(参照上式)。 空隙率越大，地层的密度越小。 因此，密度校正测井数据可以用于确定地层的孔隙率。 准确的密度测井是孔隙率测井的主要方法之一。 (3)利用PE值可以区分密度

6、相近的岩石骨架，如石英和一般页岩的体积密度相近。 另一方面，光吸收截面指数Pe之差大，可以区别。 另外石英、灰岩和白云岩的密度差虽小，但Pe差大，容易区别。 (4)利用体积光吸收截面指数u的值，即使是孔隙率为30%的灰岩(方解石)地层，第3.2节能光谱岩性密度测井系统(数据获取)能谱岩性密度测井系统也有近源距离和远源距离两个NaI(Tl )测井， 在井下微处理器的控制下，获取40800KeV能量范围内从地层散射的散射射线的全光谱.两个光谱数据存储在下井仪器中，通过数字遥测系统，通过电缆向地面纠正机发送信号进行数据处理此外，长源距离传感器的扇形窗角度大于短源距离传感器，可确保长源距离传感器有足够

7、的修正率，减少统一修正误差，但相应地层增大了井眼对测量的影响，尤其是井壁不规则或按压不良时。 同时，防止频谱失真的出现，其中短源距离检测器的校正因子过高，以减少井眼的影响。 地层散射光谱的全光谱测量对于实时能量尺度很有用。 可通过在地面校正计算机中预先存储的程序对测定散射光谱进行实时能量比例，校正漂移的能量窗。 由于可以同时经由能量标度来校正长、短的源间距离检测系统的增益，所以分别控制、调节两检测系统的增益，可以提高各能量窗(轨道区域)的校正数的测定精度。 仪器输出参考峰位置、探测系统增益和能量分辨率以及增益稳定性好坏的路线测量值曲线，监测两探测器的稳定性，操作员监测测井情况，供说明人参考。

8、能谱岩性密度测量仪将光谱分析放置在井下(井下多通道)，将记录在长、短源距检测器中的散射光谱数据储存在井下，通过遥测系统全部发送到地面，地面纠偏机自动进行实时刻度和各种数据处理。 这种数字传输和频谱分析方法克服了传输的非线性和陆地频谱分析降低了探测系统的能量分辨率的缺点。 3.3节能光谱岩性密度测井的数据处理3.3.1能谱岩性密度测井的实测光谱数据处理1、散射实测光谱的基本特征能谱岩性密度测井测得的散射实测光谱如下图所示。 (2)对长、短源距离探测器在同一地层得到的散射光谱进行了较好的比较，无明显差异。 但是，由于长、短源极间距扇形检测窗的圆心角的大小不同，所以在相对较低的能量段中，高能量段的修

9、正率、短源极间距比长源极间距检测系统高。 由于圆心角大、弧面积大，所以低能量的光子相对多，另外，由于源距离长、康吴散射的次数多，所以能量向低能量方向移动，低能量计数相对多。3、谱增益、零切割、分辨率的校正算法和能量比例谱的增益、零切割、分辨率开始时用背景光谱(长、短源距离检测系统)校正算法，零切割通过背景光谱的校正算法得到3.3.2能谱岩性密度测井和的校正方法，(1)以密度刻度为刻度，与实际测量一样，应给出光吸收截面指数Pe窗和康吴散射(密度)窗。 我们实测的地层散射吸收光谱如下图所示，权重光谱分为8个窗，各能量窗的典型能量范围如表3.4所示。 (2)机器的Pe (光吸收截面指数)刻度也同样用上述2种模块： Al、Al钢片、井眼注满意淡水进行实验测定，得到2点，但是机器的Pe响应是非线性的，所以第3点、第3点的刻度取的这3个常数是曲线的曲率K1、斜率K2、截距例如NLSAP、NLSFP、NLSBP和NLSAC、NLSFC、NLSBC分别是3种模块光谱光电吸收窗和康吴窗的修正率。 检测系统光电窗(Pe窗)和康吴窗的修正率。 此比的大部分与地层密度无关，但仍有一部分对密度的依赖性，