石油測(cè)井中放射性測(cè)井中的常用單位與換算淺析

魏宏偉

中國(guó)石油集團(tuán)測(cè)井有限公司長(zhǎng)慶事業(yè)部

1、引言

1896年貝克勒爾發(fā)現(xiàn)了放射性現(xiàn)象，之后人們將放射性方法應(yīng)用到解決地學(xué)方面的問(wèn)題。放射性測(cè)井是“根據(jù)巖石及其空隙流體的核物理性質(zhì)，研究井地質(zhì)剖面，探勘石油、天然氣、煤記憶鈾等有用礦藏，研究石油地質(zhì)、油井工程和油井開(kāi)發(fā)的地球物理方法，是地球物理測(cè)井的一個(gè)極為重要的分支。”在石油勘探和開(kāi)發(fā)中，人們可以通過(guò)采用放射性測(cè)井方法來(lái)研究和劃分地質(zhì)剖面，用來(lái)檢查油井工程的質(zhì)量與測(cè)定底層的吸水面等。本文以放射性測(cè)井為研究對(duì)象，重點(diǎn)分析放射性測(cè)井中的使用單位并對(duì)其換算關(guān)系進(jìn)行淺析。

2、放射性測(cè)井的方法和單位

放射性測(cè)井的方法比較多，無(wú)論使用哪種方法均以研究巖石與其空隙流體的某種核物理為基礎(chǔ)，總體來(lái)說(shuō)可以分為三大類(lèi)：一是伽瑪測(cè)井，“研究伽瑪輻射為基礎(chǔ)，包括自然伽馬、自然伽馬能譜、地層密度（伽馬-伽馬）測(cè)井、巖性密度測(cè)井等。”二是中子測(cè)井，“研究中子與巖石及其孔隙流體相互作用為基礎(chǔ)，包括超熱中子、熱中子、中子伽瑪、中子壽命等。”三是核磁測(cè)井，“利用核磁現(xiàn)象研究底層自用流體含量。”從總體上來(lái)看，放射性測(cè)井具有十分獨(dú)特的有點(diǎn)，使用放射性測(cè)井能夠在井下快速的分析和確定巖石及其孔隙流體中的各種化學(xué)元素含量的有效方法，并且使用該方法能夠不受井內(nèi)介質(zhì)的限制，因此，是套管井中唯一能夠進(jìn)行底層評(píng)測(cè)評(píng)的測(cè)井方法。

放射性測(cè)井發(fā)展于20世紀(jì)30年代的末期，隨著核物理學(xué)、和電子學(xué)以及地質(zhì)學(xué)的發(fā)展與應(yīng)用，人們針對(duì)策略目的的不同，在放射性測(cè)井中使用了不同的放射性單位。同時(shí)一些輻射力和單位的概念也在不斷的發(fā)生變化，即使是統(tǒng)一名稱(chēng)在不同的時(shí)期也被賦予了不同的含義，從而使得在一段想當(dāng)長(zhǎng)得時(shí)間里（20世紀(jì)50~60年代），輻射量與單位的使用呈現(xiàn)比較混亂的局面如，有貝可、伽馬、納庫(kù)/Kg·小時(shí)、PA/KG、API、居里等等。20世紀(jì)70年代之后，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展與實(shí)際應(yīng)用的需要，國(guó)際輻射單位和策略委員會(huì)（ICRU）制定出了一套完整的描述電離輻射的量和單位的法規(guī)，并在19號(hào)、25號(hào)和33號(hào)報(bào)告中對(duì)這些量和單位的定義做了十分詳細(xì)的論述。例如，在測(cè)井規(guī)范中要求使用的規(guī)范單位是PA/Kg。因此，對(duì)不同測(cè)井單位的含義以及單位、換算關(guān)系的清晰了解和認(rèn)識(shí)對(duì)于測(cè)井技術(shù)人員來(lái)講是十分重要的。

2.1放射性測(cè)井

我們都知道在元素周期表中，原子序數(shù)增大的同時(shí)，原子核中的中子數(shù)同質(zhì)子數(shù)之間的比從1:1（氚）增至1:1.59（鈾），在這個(gè)過(guò)程中，原子核在逐漸的增大，并且當(dāng)原子核過(guò)大或者中子數(shù)過(guò)多時(shí)原子核會(huì)不穩(wěn)定，這就會(huì)放出一些射線(xiàn)，會(huì)衰變成一些較輕的、穩(wěn)定的、新的原子核，這種性質(zhì)被稱(chēng)為放射性。“但元素的原子核收到人為的放射性射線(xiàn)轟擊時(shí)，也可能發(fā)生放射性衰變，這種放射性成為人工放射性。利用人工放射性中的Y設(shè)想說(shuō)進(jìn)行的測(cè)井，即成為放射性測(cè)井。”

2.2放射性測(cè)井的兩個(gè)基本單位

放射性測(cè)井單位同安培（A）和庫(kù)侖（C）這兩個(gè)物理單位有著直接緊密的聯(lián)系。安培（A）是電流強(qiáng)度單位“指的是單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)某一截面的電荷量。”庫(kù)侖（C）是電路單位，“當(dāng)流過(guò)某曲面的電流1安培時(shí)，每秒鐘說(shuō)通過(guò)的電量定義為1庫(kù)侖。”

2.3放射性測(cè)井的基本單位與相互換算關(guān)系

（1）放射性強(qiáng)度的單位。又稱(chēng)放射性活度，“即通常使用的放射源的強(qiáng)度”。放射性強(qiáng)度的國(guó)際單位制（SI）是用貝克勒爾（bec?querel）來(lái)表示，簡(jiǎn)稱(chēng)貝可，是指在1秒鐘內(nèi)發(fā)生一次和衰變，用符號(hào)Bq來(lái)表示，居里（Ci）是常用單位。一居里（curie）指的是在一秒鐘內(nèi)發(fā)生3.7x1010次和衰變，Ci是簡(jiǎn)稱(chēng)符號(hào)。居里（curie）同貝可（becquerel）之間的換算關(guān)系可以表述為1Ci=3.7x1010Bq（貝可）。1986年起我國(guó)開(kāi)始正式執(zhí)行國(guó)際單位制（SI）。

（2）伽馬射線(xiàn)的強(qiáng)度單位。指“在一定條件下，可用照射量率表示伽馬射線(xiàn)輕度，即借用微倫琴/小時(shí)做輻射強(qiáng)度單位。即1微倫琴/小時(shí)+1伽馬（Y）”，需要指明的是照射量率和輻射強(qiáng)度不是同一個(gè)概念，它們之間只是借用的關(guān)系。

（3）照射劑量。指的是“描述X射線(xiàn)或Y射線(xiàn)使空氣產(chǎn)生電力能力的物理量，是指單位質(zhì)量的物體，在X射線(xiàn)或Y射線(xiàn)輻射后產(chǎn)生電力的電路。照射量的國(guó)際單位是庫(kù)侖/千克（C/Kg），專(zhuān)用單位是倫琴（R），即在溫度0攝氏度時(shí)，壓力760mmHg的1cm3空氣中，生產(chǎn)正負(fù)電荷各一個(gè)靜電單位的例子的伽馬射線(xiàn)的劑量為一倫琴（1R）。”庫(kù)侖和倫琴之間的換算關(guān)系式可以表述為：1庫(kù)侖（C）/千克（Kg）≈3.877x103倫琴。1倫琴=2.58x10-4庫(kù)侖/千克。1微倫琴=0,258x10-9庫(kù)侖（C）/千克（Kg）。

3、結(jié)語(yǔ)

放射性測(cè)井使用的物理量的單位比較多，上文指出的物理單位以及它們之間的換算關(guān)系僅僅是眾多單位與換算關(guān)系中的很少一部分。由于它們之間的換算關(guān)系比較復(fù)雜，因此，在實(shí)際的工作中容易出錯(cuò)，從而對(duì)測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)的質(zhì)量和精確度造成影響。因此，測(cè)井工作者應(yīng)當(dāng)對(duì)它們之間的使用單位、符號(hào)標(biāo)記以及單位之間的換算關(guān)系做到清楚和明白，只有這樣才能夠保障工作的質(zhì)量。

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