活化測井

活化測井（activation logging）是在井中對地層進行核活化分析的測井方法。

基本介紹

• 中文名：活化測井
• 外文名：activation logging
• 定義：井中對地層進行核活化分析
• 分類：中子活化法和γ活化法
• 意義：判斷地層特徵
• 套用學科：工程地質學

簡介

活化測井（activation logging）是指通過探測活化伽瑪射線來判斷地層特徵的方法。根據所利用的射線源不同，有中子活化法和 活化法。

活化測井的套用範圍很廣，例如，利用中子活化測井，可以根據氯和鈉可以確定油水界面；在金屬與非金屬礦鑽孔中，可以用中子活化測井和 活化測井分別研究銅、錳、鈷、金、鋯和螢石等。

方法原理

地層中有100多種礦物，其中氧、矽、鋁三種元素就占98.7%。鋁是泥質中比較穩定的成分，Al₂O₃在砂岩中占4.8%，而在泥岩中占15%-21%，含有較多的Al₂O₃。可見，鋁元素在地層評價中有著重要地位，若能用測井方法求出鋁在地層中的含量，就可用它來確定地層中泥質含量。實際證明，用這種方法比用自然電位和自然伽瑪的方法更直接。然而，常規的測井方法很難確定鋁的含量，就是脈衝中子伽瑪能譜測井較比現代的方法也是如此。

岩石的某些穩定核素，在中子的照射下能轉變為放射性核素，這種核反應叫做活化。這種被激活的穩定核素有自己的半衰期，能放出具有特徵能量的 、 或 射線。其中 射線稱為活化（次生）伽瑪射線，能被探測。通過探測活化伽瑪射線來判斷地層特徵的方法稱活化測井（activation logging）。

沉積中常以²⁸Si、²⁷Al、⁴⁸Ca等指示核素來區分岩性和油水層，引出了矽測井、鋁測井、鈣測井。其中，鋁活化測井又分為快中子活化測井和熱中子活化測井兩種。

快中子活化測井

採用中子能量很高的14.1MeV的快中子束來照射，活化方程為

²⁷₁₃Al+¹₀n→²⁷₁₂Mg+P

生成的²⁷Mg是放射性核，它衰變放出活化伽瑪射線，其強度可以測得，進而算出鋁含量。

快中子鋁活化，由於中子能量高達14MeV，因此能引起地層中其他元素被活化。同時，快中子經過地層的減速最終成為熱中子，熱中子也會使許多元素髮生熱中子活化，以上兩種活化反應放出的活化伽瑪射線，嚴重干擾了指示元素鋁活化測量。因此，在石油測井時，常伴隨其他活化測井方法，來消除有關的交叉干擾，而不單單使用快中子活化測井法。

同時，快中子活化核比熱中子活化核的半衰期長，使測速低於熱中子活化測井，因而常用熱中子活化測井。

熱中子鋁活化測井

中子從中子源發出來後，當快中子通過地層時，受到地層的慢化最終成為熱中子。

用伽瑪射線探測器測量的鋁能窗活化伽瑪射線的計數率，然後再將計數率轉換為鋁的含量。為突出²⁷Al的指示作用，應採取下列措施：

選擇中子能量低的中子源

熱中子鋁活化測井採用鐦中子源。這種中子源中子產額高，中子能量為2.3MeV，和地層作用時，作用方式單一，大大降低了其他元素快中子活化時產生的伽瑪射線的干擾影響。 。

選擇適當的測速

測速對計數率非常敏感，因此在鋁活化測井時，為了提高儀器對鋁活化的靈敏度，要選擇一個適當的測速，並且要對測得計數率進行測速校正。

選擇合適的測量能譜段

只記錄與鋁活化放出7射線特徵能量1.779MeV左右的伽瑪射線，從而消除掉其他干擾射線，能窗的選擇是一個關鍵。

選擇合適的源距

要選擇合適的源距。