[發(fā)明專利]融合自然γ能譜與中子時間譜的鈾礦測井刻度參數求法

有效

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• 申請日: 2018-05-25
• 公開（公告）號: CN108825219B
• 公開（公告）日: 2021-08-10
• 發(fā)明（設計）人: 湯彬;王海濤;陳銳;黃凡;張積運;張雄杰;劉志鋒;王仁波;周書民;管少斌;瞿金輝
• 申請（專利權）人: 東華理工大學
• 主分類號: E21B49/00
• 分類號: E21B49/00
• 代理公司: 江西省專利事務所 36100
• 代理人: 胡里程

本發(fā)明公開了一種用于鈾礦探采的融合自然γ能譜與瞬發(fā)中子時間譜的鈾礦測井方法與刻度參數求法。具體是指：沿鉆孔逐點測量巖礦層內天然放射性元素形成的自然γ能譜、脈沖中子鈾裂變引發(fā)的瞬發(fā)中子時間譜，并依此解析巖礦層內鈾、釷、鐳、鉀等天然放射性元素含量的鈾礦測井方法，及其換算系數、靈敏度因子、本底響應等刻度參數求法。本發(fā)明是兩大類核測井方法的有機組合與數據融合，特別是針對鈾礦定量的單一核測井方法而言，該法無需對“鈾?鐳?氡”進行放射性平衡修正，因而具有無需巖芯取樣和化學分析等特點，以及具有提高鉆探效率、降低勘探成本、縮短鈾定量周期等優(yōu)點，還能夠通過計算機編程實現鈾礦定量現場解析。

技術領域

本發(fā)明涉及一種用于鈾礦探采(鈾礦勘探和地浸采鈾)的能夠沿鉆孔逐點測量巖礦層內天然放射性元素形成的自然γ能譜、脈沖中子鈾裂變引發(fā)的瞬發(fā)中子時間譜的鈾礦測井方法；以及利用飽和礦層標準模型井的融合測井數據對巖礦層鈾、釷、鐳、鉀等天然放射性元素定量時的換算系數、靈敏度因子、本底響應等測井儀刻度參數求法。

背景技術

固體礦產定量主要依賴于鉆孔巖芯取樣的化學分析方法，該法是最直接的巖礦層元素定量方法，也帶來了取芯鉆探效率低、巖芯取樣成本高、化學分析周期長等缺點。特別是放射性礦產大多屬于稀有貴金屬，其中鈾礦的礦層厚度普遍偏薄且含量很低，當砂巖鈾礦的厚度僅達70cm以上、鈾含量僅達0.01％以上時，就被認為是工業(yè)鈾礦，更是加劇了化學分析方法帶來的缺點。

為此，放射性礦產定量普遍采用以核測井的元素定量解釋方法為主，巖芯取樣的化學分析方法為輔的元素定量技術，其中采用自然γ測井的放射性礦產定量解釋方法最為普遍。這是由于巖礦層內的鈾系、釷系和鉀元素放出的γ射線約占自然γ射線的99％，因此自然γ測井不僅是尋找放射性礦產的主要方法，還可初步實現鈾、釷、鉀等元素的定量解釋。

鈾、釷僅僅是鈾系、釷系的母元素，這些母元素自身并不放出γ射線，而是由母元素衰變而來的某些子元素放出γ射線，這些子元素稱為γ核素。當母元素與子元素的衰變率相同時，稱其達到放射性平衡。一旦達到放射性平衡，就能按該γ核素放出的γ射線推斷鈾、釷等母元素的含量。

通常，釷系元素在巖礦層中易于達到放射性平衡，由釷系γ射線確定釷含量沒有懸念；但鈾系中的“鈾-鐳-氡”很難保證放射性平衡，常常將鈾系分為鈾組、鐳組兩個子系，各子系更易于達到放射性平衡。因鐳組γ射線占鈾系γ射線的份額高達97％以上，依據鐳組γ射線確定鐳含量基本沒有懸念；然而由鈾組γ射線確定鈾含量難度很大，這是由于鈾組γ射線份額和能量均很低所致。因現行自然γ測井只能按鐳組γ射線推斷鈾含量，此時須事先求取鈾鐳平衡系數(甚至鐳氡平衡系數)，并依此修正推斷出的鈾含量才能確保其可靠性?？梢姡匀沪脺y井的鈾礦定量解釋方法始終依賴部分巖芯取樣及化學分析方法，并求得鈾鐳平衡系數，因而難以徹底規(guī)避取芯鉆探效率低、巖芯取樣成本高、化學分析周期長等缺點。

從理論上說，脈沖中子引發(fā)鈾裂變的瞬發(fā)中子測井方法不受鈾以外的放射性元素干擾，是用于鈾礦定量的理想方法。但是，鈾裂變瞬發(fā)中子數量少，則測井效率很低，相比自然γ能譜測井，其測井速度要慢很多。如果將自然γ能譜測井、鈾裂變瞬發(fā)中子測井兩種方法有機融合，依此構建具有測井數據融合的組合測井方法，就可在無須巖芯取樣和化學分析的前提下，既能快速確定巖礦層的釷、鐳、鉀等放射性元素含量，特別是能提高鈾含量的準確性。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于研發(fā)一種用于鈾礦探采的融合自然γ能譜與鈾裂變超熱中子時間譜的鈾礦測井方法，以及利用該測井方法融合測井數據求取巖礦層內鈾、釷、鐳、鉀等天然放射性元素含量時的測井儀刻度參數求法。

本發(fā)明的技術方案為：

1、融合自然γ能譜與鈾裂變瞬發(fā)中子時間譜的鈾礦測井方法

融合自然γ能譜與鈾裂變瞬發(fā)中子時間譜的鈾礦測井方法就是將兩種測井方法有機地融合在一起，形成一種新的測井方法。具體包括：