密度測井儀檢定結果的不確定度評定

摘 要 ：根據《JJG（軍工）42—2014密度測井儀檢定規程》的規定，在檢定密度儀所用儀器設備和技術條件下，對密度測井儀檢定結果的不確定度進行評定。分析并列出了檢定過程中對測量結果有明顯影響的不確定度來源，如計量標準、137Cs源放射性統計漲落、儀器穩定性、環境輻射變化、儀器刻度等方面。并對各不確定度分量進行了量化，同時給出了相應的分析評定方法，評定了SYSTEM VI-9139a型密度測井儀檢定結果的擴展不確定度為5%，其最大項為由環境輻射變化引入的不確定度，該項不確定度為1.5%。

關鍵詞 ： 密度測井儀 計量 不確定度 評定

中圖分類號： P63 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）04（A）-00

1 引言

密度測井儀主要是用來測量地層圍巖密度，從而準確的確定地層巖性、計算地層有效孔隙度、礦物儲量和地層含氫指數（影響核子測井結果的巖層間隙水），在各種礦床勘探中有著非常重要的作用。

測量是科研、生產過程中不可缺少的一項工作，測量不確定度是對測量結果質量的定量表征。而評定密度測井儀測量結果的不確定度，首先需要評定檢定密度測井儀時，檢定結果的不確定度。GB/T27025—2008《檢測和校準實驗室能力的通用要求》和GJB2725A—2001《測試實驗室和校準實驗室通用要求》也要求在校準證書給出對校準結果不確定度的說明。

2 測量用設備、測量方法和數學模型

2.1 依據文件

JJG（軍工）42-2014密度測井儀檢定規程

JJF1059.1-2012 測量不確定度評定及表示

2.2 計量標準

主要計量標準裝置為密度-孔隙度測井模型標準裝置，它位于石家莊市核工業航測遙感中心，其實物見圖1，技術指標見表1。

2.3 被測對象

型號為SYSTEM VI-9139a，編號為1249的密度測井儀（以下簡稱儀器）。

2.4 環境條件

溫度：23℃；

相對濕度：小于45%；

周圍無強震動、強電磁干擾；

無其它影響測量結果的放射源。

2.5 測量方法

將密度測井儀置于標準模塊中，推靠器推靠好后作定點測量，采集時間應保證長、短源距的原始累計計數均不低于90000，記錄長、短源距計數率，根據刻度系數和密度計算方法，計算模塊的密度值。

2.6 數學模型

3. 不確定度評定

3.1 不確定度來源分析

由上述數學模型和密度測量原理可以看出影響測量結果的因素有密度-孔隙度測井模型標準、放射性統計漲落、儀器穩定性變化、環境輻射貢獻的變化等，在評定不確定度時要考慮這些因素。

3.2 標準不確定度評定

3.2.1 密度-孔隙度測井模型標準量值的不確定度（ ）

新建模型的物性參數（密度、孔隙度、滲透率）定值結果是由石油行業的3家經過國家計量認證的實驗室，通過對模型模擬樣柱或巖心樣柱分析確定的，各實驗室和各分析方法間彼此相互獨立，其復現量值的不確定度主要來源于以下幾個方面：

a） 國家一級標準物質復現量值的不確定度（ ）

實驗室采用國家一級標準樣進行比對分析測量時，標準樣的不確定度u1。對于滲透率則沒有此項不確定度，卻有壓差、流體粘度等測試條件控制不準確引入的不確定度，此項不確定度設為 。

b） 分析測試方法技術手段不完善引入的不確定度 。

c） 巖心體積度量不準確引入的不確定度 。

d） 模型樣品分析測量結果統計漲落引入的不確定度 。

模型密度定值由3家實驗室完成，每家實驗室做12個單樣分析測試，其相應的不確定度分量分別為：0.31%、0.16%、0.52%、0.69%，則取該項不確定度 。

上述各不確定度分量互相獨立，密度-孔隙度測井模型標準復現量值的合成標準不確定度 是上述各項不確定度分量的方和根：

3.2.2 儀器校準/檢定過程的不確定度（ ）

被校檢儀器在檢定過程中的測量不確定度主要來源于Cs源放射性統計漲落，儀器穩定性變化、環境輻射貢獻的變化等方面，說明該隨機過程誤差不僅是儀器或測量標準的特性，而且是整個測量過程的特征。

（1）儀器校準/檢定過程的B類不確定度（ ）

a） 儀器的穩定性引入的不確定度

對于SYSTEM VI-9139a密度測井儀，根據儀器的技術性能指標，在儀器性能正常時，估算此項因素所引起的不確定度不超過1.0%。

b） 環境輻射變化引入的不確定度

該系列模型體源設置的場地在室外，雖然天氣溫度等環境因素變化大，但由于模型常年浸泡在水中，且自身輻射接近環境本底，儀器接受的放射性輻射主要來自本身的Cs源，綜合考慮，環境因素帶來的不確定度定為 。

c） 儀器刻度引入的不確定度

對于SYSTEM VI-9139a密度測井儀，根據儀器的技術性能指標，儀器刻度所引起的不確定度不超過1.0%。

綜上所述，用該系列模型體源檢定的儀器，其檢定測量過程的不確度來源有儀器穩定性、環境影響和儀器刻度。上述各分量彼此獨立，因而被校儀器的檢定測量過程B類不確定度（ ）可由下式計算，即：

（2）儀器校準/檢定過程的A類不確定度（ ）

對于被校檢儀器的檢定測量數據，放射性統計漲落引起的不確定度大小與測得的計數相關，因而可通過控制測量計數來控制此項不確定度。

從表2中的統計結果可以看出，各模型體源測量結果的不確定度最大為0.5%。因此，放射性統計漲落引起的不確定度 為0.5%。

3.3 合成標準不確定度

3.3.1主要標準不確定度匯總表

根據以上分析，主要標準不確定度匯總表見表3。

3.3.2 合成標準不確定度

4. 結論

根據《JJG（軍工）42—2014輻射編錄儀檢定規程》的規定和本站檢定密度測井儀所用標準設備的技術條件，以SYSTEM VI-9139a型密度測井儀為例使用A類和B類不確定定度評定方法對各種不確定度分量進行了評定，得出其擴展不確定度最大為5%（k=2）。

參考文獻

[1] JJF1059—2012，測量不確定度評定與表示[S].北京：國家質量監督檢驗檢疫總局，2011

[2] 邱益香，等.密度測井儀校準方法. SY/T 6579—2003

[3] 葉德培等.一級注冊計量師基礎知識及專業務實[M].北京：中國質檢出版社，2013