自然伽马能谱测井在评价沉积环境方面的运用
自然伽马能谱测井资料应用
学生姓名： 专业班级： 资工（基）10902 指导教师： 李维彦 时 间： 2012.5.18
自然伽马能谱测井资料在研究沉积环境方面的应用
一． 自然伽马能谱测井原理
自然伽马能谱测井是根据铀、钍、钾三种放射性元素在衰变时放出的γ射线能谱不同，测定地层中铀、钍、钾含量的一种测井方法。
通过对自然伽马射线能谱分析，不仅可以测定地层放射性总的水平，而且，还可以分别测出与泥质含量关系比较稳定的铀、钍、钾的含量，铀、钍、钾在地层中的分布与岩性、有机物的含量及地层水的活动有着密切关系，从而可更好地来确定和划分地层岩性剖面，解决更多的地质和油田开发中的问题。
(1)U 、Th 和40K 的伽马射线能谱
K40只有能量为1.46MeV 伽马射线，铀系和钍系有各种能量伽马射线，但大部分分布在1.3MeV 以下。
钍系在2.62MeV 处有一明显峰值，可作为钍系的特征谱；
铀系在1.76MeV 处也出现一个峰值，作为铀系的特征谱。
（2）岩石的放射性的强弱 放射性最强：火成岩 放射性中等：变质岩
放射性最弱：沉积岩（在沉积岩中:泥岩及含有放射性元素的岩石放射性最强；纯地层放射性最弱；其它地层的放射性为中等 。）
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（3）测量原理图：
自然伽马能谱测井仪的下井仪器与自然伽马测井仪基本相同，使用NaI 闪烁计数器，将入射的伽马射线能量的大小以脉冲的幅度大小输出，不同之处是地面仪器部分，地面仪器的核心是多道脉冲幅度分析器，该分析器将能谱分为五个能窗。其测量原理如右图。
二． 自然伽马能谱测井研究沉积环境原理
由于源岩层含有固体有机质，这些有机质富含有机碳，而有机质具有密度
低和吸附性强等特征。因此，源岩层在许多测井曲线上具有异常反应。 在正常情况下，含碳越高的源岩层，其测井曲线上的异常反应就越大。自然伽马曲线常表现为高异常。铀和有机质之间有良好的经验关系，海相富含有机质的页岩和石灰岩，浮游生物吸附铀离子，呈高放射性，可用此法划分海相烃源岩。富含碳的源岩层，在体积密度曲线上表现为低密度异常，在声波时差曲线上表现为高时差异常；电阻率的高低随源岩层成熟与否发生变化。
在还原环境和有机质富集的条件下，可以使泥质沉积吸附大量的铀离子，自然伽马能谱测井中铀曲线代表地层中铀的含量，可以用来评价生油岩。有关研究资料表明，在还原环境下，铀含量的高低与有机碳的含量有密切的关系，有机碳含量越高，铀的含量也越高，有机碳含量与铀含量是一种递增关系，因此铀值越高，评价生油岩就越有利。
用Th/U比值研究沉积环境的评判标准： 陆相沉积、氧化环境、风化层，Th ／U ＞7；
海相沉积、灰色或绿色页岩，Th ／U ＜7； 海相黑色页岩、磷酸盐岩，Th ／U ＜2。
用Th/U、U/K和Th ／K 比值还可研究许多其它地质问题，如从化学沉积物到碎屑沉积物Th ／U 比增加，随着沉积物的成熟度增加，Th/K比增大。用Th/U、U/K和Th ／K 比值还可以识别粘土矿物。
三． 自然伽马能谱测井研究沉积环境在实际中的运用
深部高伽马异常层岩性主要为泥岩、炭质泥岩等。下图异常层为二叠系太原组煤层底板炭质泥岩。声波时差曲线幅值比煤层小，电阻率电位比煤层低，自然伽马呈明显高值，高达260API 。
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鄂尔多斯盆地已发现的铀矿化均为砂岩型铀矿。到目前为止，盆地内发现大型铀矿1处，小型铀矿床2处，矿点8个，矿化点数10个，总体上构成环盆周边分布的5个砂岩型铀矿集中区。
由此可以得出鄂尔多斯盆地油、气、煤、铀共存关系，和从古生代到新生代的沉积环境
四． 结论
( 1 ) 自然伽马能谱测井测量的地层中铀(U)、钍(Th)、钾(K)的含量，为地质研究提供了非常重要的资料，利用能谱资料可以计算泥质含量，识别粘土矿物类型，评价生油岩以及研究沉积环境等。其中以Th/U比值作为研究沉积环境的主要评判标准
( 2 ) 在油田沉积相带及储层评价中，也可以结合自然伽马、自然电位测井曲线，利用自然伽马、自然电位曲线同步减小幅度评价渗砂层，指示划分水下分流河道主体微相带；利用自然伽马、自然电位减小幅度差评价低渗砂、致密砂层，指示划分水下分流河道堤泛( 侧翼) 微相带；并以自然电位比自然伽马减小幅度的相对细小差异识别油水层；形成一种更有效地识别划分沉积相带和储层的方法。
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