地层元素测井技术的发展及其应用

地层元素测井技术的发展及其应用

赵庆才

云南华联锌铟股份有限公司，云南 文山 663700

摘要:文章首先对地层元素测井技术的工作原理进行阐述，随后解析地层元素测井技术数据处理方法，最后探究地层元素测井技术的发展和实际运用。

关键词：地层元素；测井技术；发展；运用

1阐述地层元素测井技术工作原理

所谓的地层元素测井技术，就是一种以核物理学为基础的技术，该项技术是运用中子的物理特点，使用中子源发射出装置，把中子发射出来，然后把中子在地层中跟其中元素发生反应，使元素的原子核出现伽马射线，随后可以运用专业的仪器对伽马射线开展记录和科学解析，就能精准地获得有关数据信息。在该项技术当中，通过中子源所发射出来的快中子会在很短的时间内跟地层中元素的原子核出现特定的散射情况，在此当中元素的原子核会吸纳快中子从而形成一个复核，而且还会发放出一种低能中子吸纳快中子当中的原子核，一直处于一种激发状况，在此期间吸纳了快中子的原子核若释放激发出来，就会回到基础状态，并且还会释放出非弹性散发射的伽马射线，具有差异性的原子核会跟快中子出现反应后，其反射面和放出来的伽马射线具有一定的差异性，从记录和解析这两种射线能够精准的获得地层构成信息。

2分析地层元素测井技术数据处理方法

2.1构建标准的伽马能谱

运用地层元素测井技术对地层元素开展探测工作，首先要构建地层中经常用到的元素标准伽马能谱，只有构建了这个标准的伽马能谱，才可以更好对仪器的收集数据开展更加仔细的解析。其可以使用有关实验，随后运用数值模拟的方法，对数据进行处理可以得到。对地层元素进行探测期间要运用地层中经常见到的标准伽马能谱，将此作为凭证，对测井仪器开展校准工作，为所测得的数据处理提供有效凭证。一般情况下，在运用数值模拟方式对数据进行处理过程中，就能得到标准的伽马能谱，科研工作人员需要结合实际状况计算出模型的制定，这样能更精准的获得标准的伽马能谱。

2.2地层元素的产额

对于底层元素测井过程而言，相对产额在其中有着至关重要的作用，这个数据主要表现出单独元素所发射出来的伽马光子，再发射的总伽马光子中的价值。若能够获得某个元素单独存在过程中伽马光子的实际数据。随后就可以得到混合出现的伽马光子能谱，这样能够分别得到每个元素中所形成的伽马光子总数功绩。每个元素之间单独存在的图线都会被称之为单原子标准普，而根基相对应的，每个元素混合出现的电磁波，也就是所谓的混合谱。解谱期间探究工作人员一般都会运用这两者之间进行统一处理，这样的相对产额就会得到百分比含义。想要求解相对产额就要运用单元素标准普，混合谱和解谱的算法，这三个一样都不可以缺少。首先，单元素标准谱需要结合实际情况选择含量大、对相关工作影响大的元素，这就要用科学的方法来获得氮元素的标准光谱，通常需要进行相关实验，随后通过数学方法得到。另外确定解谱算法，因为测量数据以一定的方式显示在仪器上，从中可以找到对应关系。

2.3灵敏度因子

灵敏度因子也是该技术中最重要的数据之一，它能有效反映各元素对热中子的吸收程度。每个元素的敏感度也不同。该参数只与检测仪器和元件本身有关，地层对该参数的大小没有影响。利用这一特性，研究人员可以用科学的方法求出已知地层中各元素的敏感系数，并可应用于其它地层。但由于这一参数的特殊性，很难用绝对值来衡量，所以可以用比值来衡量。这个方法的关键是从很多元素中选择一个作为标准。标准元素的选择需要有非常严格的要求。首先，该元素广泛存在于自然界，含量较高，数量相对稳定。其次，该元件必须具有较大的热中子俘获截面。考虑到以上因素，通常选择硅作为标准元素。如果硅的灵敏度系数设为1，则其他元件的灵敏度系数为硅元件灵敏度系数的比值。

2.5转换为矿物含量

由以上解析可知，要想得到每种元素在形成过程中的质量百分比，就需要知道形成因子、敏感因子和相对产率。灵敏度系数已知，其值相对恒定。需要对数据进行处理，得到相对收率和地层因素。这样就可以通过计算得到元素含量。然后用数理统计中的因子分析法将其转化为矿物含量。

3探究地层元素测井技术的发展和实际运用

3.1明确矿物含量

科研人员可以使用地层元素测井技术准确的测量地层中的矿物含量。这对于很多行业都有着非常重要的意义。尤其对于石油天然气行业，相关企业可以对油井进行地层元素测井，就可以详细的得到相关的岩层数据，这样可以为企业选择合适的作业方式以及合适的作业机械提供有力的数据帮助，避免企业选择错误的方式和机械，从而导致不必要的损失。

3.2明确粘土含量与类型

有关科研人员可以将地层元素测井技术与一些传统测井技术相结合，获得非常精确的粘土类型和粘土含量数据。相关企业也在探究粘土含量与类型和单一元素的关系，粘土含量与单一氧化物或碳酸盐的关系，以及与氧化物或碳酸盐组合的关系。粘土的含量包括高岭石、绿泥石等。通过对这些数据的进一步分析和研究，发现铝与粘土含量的相关性很高。同样，二氧化硅、碳酸钙、碳酸镁和铁元素的组合也与粘土含量有很好的相关性，为确定地层中的粘土含量奠定了非常坚实的数据基础，对中国的许多工业以及资源的开发都具有重要意义。

3.3解析岩性

在岩性分析中，地层元素测井技术有着非常重要的应用，通过利用这项技术可以对地层的岩性进行准确的判断。目前很多研究人员，都在研究岩性与氧化物组合之间的关联，通常可以利用氧化物的三元交会图，通过地层元素测井技术可以确定地层中的矿物含量，然后可以利用氧化物的三元交会图就可以对地层岩性进行判断。在进行岩性分析的过程中，可以根据氧化钙，氧化镁以及二氧化硅的交会图进行岩性的判断，也可以利用氧化钙，硫元素以及三氧化二铁组合进行岩性的判断。利用非弹性散射谱可以识别碳元素及其含量这样可以判断煤层的存在。在进行一些比较复杂的岩性识别时，还可以利用FMI 在结合地层元素测井技术对火山岩等复杂岩性进行识别。地层元素测井技术在岩性分析中起到了非常关键的作用。

3.4评估储层

油田开采过程中运用地层元素测井技术，该种技术有着非常重要的作用，一般该技术可以精准的对油田储存开展评估，该项技术能够为油田储存的评估提供更加精准的数据，比如沉积的体积以及胶结成分解析等各个方面。关于这些数据信息，更有利于油田开采企业精准的识别储存以及非储存，这样对于油田开采企业而言有着至关重要的意义，并且还能很大程度上将企业的成本降低，提高其经济效益。

4结束语

地层元素测井技术就是把核物理运用到勘探工作的显著技术，其是核物理在地质学中的运用。使用这项技术，可以更好达到对地层中矿物含量的勘测，进而有利于科研人员进一步探究地层，使科研人员能够有效确认岩性和粘土含量及类型，有助于工作人员探究沉积环境。随着该技术的不断改进和发展，必将有更广泛的运用。

参考文献：

[1]韩锐羿. 基于D-T 中子源的地层元素测井蒙特卡罗模拟[D]. 吉林大学，2019.

[2]张罡. 地层元素测井伽马能谱数值模拟[D]. 成都理工大学， 2018.

[3]郭宇, 杜洋. 地层元素测井技术的发展及其应用[J]. 西部探矿工程, 2017, 29(007):78-81.

[4]张鑫, 郑佳奎, 吴都,等. 地层元素测井在三塘湖盆地页岩油评价中的应用[J]. 新疆石油天然气, 2019, 015(003):22-27.

[5]金云智, 高楚桥, 高永德, et al. 用地层元素测井资料定量计算火成岩岩性组分[J]. 测井技术, 2018, 42(05):37-40.