放射性測井在XX地區的應用

顏中華

（安徽省核工業勘查技術總院，安徽蕪湖241000）

放射性測井在XX地區的應用

顏中華*

（安徽省核工業勘查技術總院，安徽蕪湖241000）

為了在鉆孔中直接尋找放射性異常，確定鉆孔中放射性礦體的具體位置、厚度和品位，以及研究深部地層巖石放射性分布特征，采用伽馬測井儀進行放射性測井。

利用伽馬測井解釋；確定礦體埋藏深度、厚度及品位；參加礦體儲量計算

放射性測井的目的：確定鉆孔內鈾礦層起止深度、品位和厚度，測定巖（礦）石和地層的γ照射量率，測定鐳—氡放射性平衡系數。

1　儀器設備

1.1性能要求

用于鈾礦地質勘查的γ測井儀，含量測量范圍為0%～5%eU，靈敏閾應達到0.001%eU；用于劃分巖性的γ測井儀，含量測量范圍為0%～0.01%eU，靈敏閾應達到0.0001%eU。

1.2穩定性

1.2.1短期穩定性

γ測井儀在測量范圍內的任何一固定γ照射量率值的點上連續工作8h，其所測量的γ照射量率的相對差應不大于5%（每組γ照射量率測量值為30個，組間間隔時間為1h）。

1.2.2長期穩定性

γ測井儀使用前后應在檢查短期穩定性的同一固定γ照射量率值的點上進行長期穩定性檢查。每一次檢查γ照射量率測量值為5個。當儀器長期穩定性γ照射量率相對差大于5%時，該儀器應重新校準，符合要求后，方可投入使用。

1.2.3非線性檢查

γ測井儀在量程范圍內，在固體鐳源標準上實際測量的γ照射量率與理論值的相對誤差應不超過5%。

1.2.4在固體鐳源標準上的一致性檢查

多臺儀器在固體鐳源標準上進行同一固定點位置相同γ照射量率校準時，其中任意2臺儀器測量的γ照射量率的相對差應不大于5%。

2　伽馬測井工作方法

測井組經常主動了解鉆探進度情況，地質生產技術組一般在測井前24h口頭或下發測井通知，測井組在測井前對儀器進行校正及靈敏度檢查，并提前到達井場對儀器設備進行準備和檢查，以便沖孔結束后立即測井。

為了保證測井電纜和探管的順利升降和消除礦粉對沖液的污染，每次測井前均用無放射性污染的清水或泥漿沖孔。對沒有氡氣擴散和放射性水污染、孔壁較完整的鉆孔一般用清水沖孔2h左右，使井中的舊井液全部更新后立即測井；對井壁破碎，巖粉過多的鉆孔一般采用先撈渣，然后用無放射性污染的泥漿一般沖孔2～3h后方進行測井，并對泥漿比重進行實際測定，以便對測井異常曲線定量解釋時進行沖洗液對伽馬射線吸收的修正。對發現有氡氣擴散或放射性水污染的鉆孔，采用先大水量長時間沖孔（沖孔時間大于3～4h），使鉆孔中的氡氣或放射性水被沖出井口，然后采用邊灌水邊測井的方法，使鉆孔中的氡氣或放射性水完全予以消除。

沖孔結束后，立即清理井場，把所有鉆具和工具安放妥當，在機臺前準備出寬松的測井場地，然后立即在適當的位置上妥善固定測井絞車和井口滑輪，并檢查是否靈活、牢固。根據鉆機高度確定井口的準確位置，并精確測量和計算測定的實際深度，其計算公式為：

H=H標+H1-Rm

Rm=L+rm-l

式中：H標——按電纜標記計算的距離；

H1——第一標記至計數管中心的距離；

Rm——井口至井臺標志點的距離；

L——鉆機高度；

l——機高計算點至臺板的距離；

rm——臺板通過滑輪至井臺標志點距離。

測井的零點位置與實際測井深度采用刻度鋼板丈量。在做好以上工作后將電纜通過井口滑輪從井口中心下放入井，每次測井在下放探管時均在井口測定底數。當探管下放接近鉆進深度時，放慢下放速度，探管到達井底后立即從井底提升約0.5m左右，而后檢查儀器的供電狀況。在巖石放射性正常場，測量點距為1m，在放射性異常場，測量點距為0.1m。

3　測井曲線的定量解釋方法

3.1測井曲線的繪制

在繪制測井曲線前，首先對測井原始資料進行核對檢查，其主要目的是核對測井點的實際深度是否準確，然后將測井的儀器讀格數按儀器實際校正曲線換算成照射量率值。異常段解釋曲線的深度比例尺采用1∶20，其照射量率比例尺根據照射量率值的高低適當選擇，原則上使任何異常都能繪制在15cm寬度范圍內，異常段兩翼一般繪至正常場50cm以上，并使異常曲線最小面積不小于5cm2。

3.2測井曲線的定量解釋

3.2.1確定礦體厚度的方法

確定礦體厚度時，首先根據異常曲線的形狀、寬度和礦化分布特征，一般將礦層劃分為0.010%～0.029% U、0.030%～0.049%U、0.050%～0.099%U和大于0.100%U四個級別，遇特高樣單獨分開。在礦層群的分樣過程中，一般在不影響含量級別的情況下，對小于70cm的夾石不單獨分樣，但在含量變化較大的礦層群中，含量的級別分得較細，不同品位級別不論其厚度大小極大部分都采取單獨分樣。按礦體最低邊界品位為0.010%U的原則，采用1/2最大強度法，直線段中點法和給定強度法確定礦層邊界。

3.2.1.1最大強度法

當礦層厚度大于30cm，曲線陡、坡度大、礦層邊界清楚或比較清楚的單一異常曲線和異常曲線復雜礦化不均勻的礦層群，但礦層邊緣曲線陡、坡度較大、礦體邊緣礦化近于均勻，且礦體邊緣30～40cm有明顯的高峰值時，采用1/2最大強度法確定礦體邊界。

3.2.1.2直線段中點法

當礦體邊界附近異常最大強度不顯著（礦體邊緣50cm范圍內沒有出現最大峰值）或圍巖強度不穩定時，礦體的邊界用直線段中點法確定。直線段選3個點以上，放射性照射量率變化最大，此直線段中點位置反映的即為礦體邊界。

3.2.1.3給定強度法

當礦體厚度大于50cm且鈾含量分布不均勻、礦體邊界不清楚、礦體邊界附近沒有出現明顯的峰值、其含量由邊界向礦體中心逐漸增高、曲線緩、坡度小的異常曲線采用給定強度法確定礦體邊界。給定強度值由下式計算所得：

I給=K·Q給·25.8nc/ng·h

式中：K——測井條件下的換算系數（nc/ng·h/0.010% U）；

Q給——給定的鈾含量。

確定礦層邊界品位的鈾含量為0.010%U、0.030% U和0.050%U。

用給定強度法確定礦層邊界時，在鉆孔中有套管和沖洗液時，其強度值均進行了修正。

當采用1/2最大強度法，直線段中點法和給定強度法確定礦層群邊界進行定量解釋時，當各礦層之間的非礦脈石夾層不大于最低可采厚度（不大于70cm）、礦層群鈾含量變化不大、整個礦層群的加權平均品位等于或高于最低工業品位，確定礦層邊界時將該礦層群作為單一礦層進行解釋。當礦層群鈾含量變化大，為不降低工業品位，在礦層群之間的距離大于30～40cm時，分別劃分出富礦層和脈石夾層，對礦層群中的每個異常峰采用與解釋單峰異常曲線相同的方法確定礦層邊界。

3.2.2確定礦石中鈾含量的方法

當礦層邊界確定后，首先對異常面積進行測定和計算。采用1/2最大強度法和直線段中點法確定礦層邊界時，其異常面積為礦層產生的全部曲線所包圍的面積以及礦層兩側30～40cm內礦層所引起的異常面積；采用給定強度法確定礦層邊界時，其異常面積由決定礦層邊界強度的兩點向深度坐標引垂線和深度坐標軸所包圍的閉合面積。異常面積由電腦軟件求得。異常面積的計算由下式確定：

S=B·m·n

式中：B——測井解釋曲線圖上測定的異常面積，cm2；

m——測井解釋曲線圖上的深度坐標比例尺；

n——測井解釋曲線圖上的強度坐標比例尺。

對單一礦層和密度相同（或相近）的礦層群，天然產狀礦體內的鈾含量根據異常曲線面積按下式確定：

式中：K——測井條件下的換算系數（28.38nc/ng·h/ 0.010%U）；

H——礦層厚度，cm；

S——礦層（H）產生的全部輻射強度曲線所包圍的異常面積（nc/ng·h～cm）；

n水、n套——沖洗液和鐵套管對伽馬射線的吸收系數。

4　伽馬測井質量評述

4.1中間性測井

中間性測井一般在揭穿主礦體后以及孔內出現事故而鉆孔仍需繼續施工和孔壁破碎需要護壁前進行。從整個中間性測井和終孔檢查測井誤差看，鉆孔在鉆進過程中，孔徑擴大對測井結果有較明顯的影響（一般測井時間間隔越長、礦層越破碎、中間性測井與終孔檢查測井時的輻射強度減弱越明顯，測井異常曲線面積均呈明顯減小的趨勢，引起的中間性測井至終孔檢查測井的誤差就越大），因此，對中間性測井到終孔檢查測井時間過長、孔內礦層部位破碎嚴重、孔壁垮塌的鉆孔其測井結果以中間性測井結果為準，終孔檢查測井資料僅供參考。

4.2重復測井

應在基本測井結束后，使用同一臺儀器由同一個操作員進行測井。鈾含量不小于0.03%，且米百分值不小于0.021的礦段應進行100%的重復測井；鈾含量在0.01%～0.03%之間，且米百分值小于0.021的礦化段，重復測井應不少于總礦化段的20%。

4.3檢查測井

為了檢查基本測井可能存在的系統誤差和漏掉異常，在中間性測井和終孔測井結束后，選擇具有代表性的控制孔和測井可疑鉆孔采用不同儀器、不同人員或同一儀器、不同人員進行了檢查測井，按兩次測井異常段面積相對誤差不大于±10%的要求進行。

5　伽馬測井曲線定量解釋采用的幾個參數的確定

5.1沖洗液和鐵套管對伽馬射線吸收的修正

當測井時鉆孔中有沖洗液（水或泥漿）和鐵套管時，在解釋計算礦體鈾含量和采用給定強度法確定礦體邊界時，對沖洗液和鐵套管對伽馬射線的吸收均根據實際情況進行具體修正。沖洗液的厚度d液按下式計算：

式中：D孔徑——當鉆孔中無套管時為鉆孔的直徑，cm，當鉆孔中有套管時為套管的內直徑，cm；

D探管——探管的直徑，cm。

當沖洗液為泥漿時，則在沖孔過程中對泥漿比重前后多次進行實際測定，取其平均值，然后將沖洗液的厚度（d液）換算成水的等效厚度（d水），其換算公式為：

d水=d液·ρ液

式中：ρ液——沖洗液的密度，g/cm3。

5.2鈾—鐳放射性平衡系數

鈾—鐳放射性平衡系數計算：

鈾—鐳放射性平衡系數：

式中：Κp——鈾—鐳放射性平衡系數；

QRa、Qu——樣品分析鐳、鈾含量的數值，以百分數表示。

平衡系數在0.90～1.10之間，γ測井確定的當量鈾含量可不予修正。

當鐳—氡放射性平衡系數不小于0.90時，γ測井確定的當量鈾含量可以不予修正，當鐳—氡放射性平衡系數小于0.90時，礦層鈾含量應按以下公式進行修正：

式中：Qu、Qa——不存在和存在壓氡現象時的鈾含量的數值，以百分數表示；

PRn——鐳一氡放射性平衡系數的數值。

6　幾點認識

通過幾年測井，我總結到，要做好放射性測井，要做好以下幾點：

①儀器設備一定要精準；

②測井深度的零點與鉆探的零點要一致；

③孔徑大小要測量，泥漿比重要符合要求；

④巖礦芯拿取、擺放要準確無誤；

⑤礦層解釋確定邊界的方法一定要合理；這樣才能為礦體計算提供可靠的依據。

P31.8

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1004-5716（2016）06-0108-03

2015-06-19

2015-06-25

顏中華（1968-），男（漢族），湖南衡陽人，工程師，現從事地球物理勘探工作。