放射性测井在XX地区的应用

2016-09-16颜中华

西部探矿工程 2016年6期

关键词：矿层测井放射性

颜中华

（安徽省核工业勘查技术总院，安徽芜湖241000）

放射性测井在XX地区的应用

颜中华*

（安徽省核工业勘查技术总院，安徽芜湖241000）

为了在钻孔中直接寻找放射性异常，确定钻孔中放射性矿体的具体位置、厚度和品位，以及研究深部地层岩石放射性分布特征，采用伽马测井仪进行放射性测井。

利用伽马测井解释；确定矿体埋藏深度、厚度及品位；参加矿体储量计算

放射性测井的目的：确定钻孔内铀矿层起止深度、品位和厚度，测定岩（矿）石和地层的γ照射量率，测定镭—氡放射性平衡系数。

1　仪器设备

1.1性能要求

用于铀矿地质勘查的γ测井仪，含量测量范围为0%～5%eU，灵敏阈应达到0.001%eU；用于划分岩性的γ测井仪，含量测量范围为0%～0.01%eU，灵敏阈应达到0.0001%eU。

1.2稳定性

1.2.1短期稳定性

γ测井仪在测量范围内的任何一固定γ照射量率值的点上连续工作8h，其所测量的γ照射量率的相对差应不大于5%（每组γ照射量率测量值为30个，组间间隔时间为1h）。

1.2.2长期稳定性

γ测井仪使用前后应在检查短期稳定性的同一固定γ照射量率值的点上进行长期稳定性检查。每一次检查γ照射量率测量值为5个。当仪器长期稳定性γ照射量率相对差大于5%时，该仪器应重新校准，符合要求后，方可投入使用。

1.2.3非线性检查

γ测井仪在量程范围内，在固体镭源标准上实际测量的γ照射量率与理论值的相对误差应不超过5%。

1.2.4在固体镭源标准上的一致性检查

多台仪器在固体镭源标准上进行同一固定点位置相同γ照射量率校准时，其中任意2台仪器测量的γ照射量率的相对差应不大于5%。

2　伽马测井工作方法

测井组经常主动了解钻探进度情况，地质生产技术组一般在测井前24h口头或下发测井通知，测井组在测井前对仪器进行校正及灵敏度检查，并提前到达井场对仪器设备进行准备和检查，以便冲孔结束后立即测井。

为了保证测井电缆和探管的顺利升降和消除矿粉对冲液的污染，每次测井前均用无放射性污染的清水或泥浆冲孔。对没有氡气扩散和放射性水污染、孔壁较完整的钻孔一般用清水冲孔2h左右，使井中的旧井液全部更新后立即测井；对井壁破碎，岩粉过多的钻孔一般采用先捞渣，然后用无放射性污染的泥浆一般冲孔2～3h后方进行测井，并对泥浆比重进行实际测定，以便对测井异常曲线定量解释时进行冲洗液对伽马射线吸收的修正。对发现有氡气扩散或放射性水污染的钻孔，采用先大水量长时间冲孔（冲孔时间大于3～4h），使钻孔中的氡气或放射性水被冲出井口，然后采用边灌水边测井的方法，使钻孔中的氡气或放射性水完全予以消除。

冲孔结束后，立即清理井场，把所有钻具和工具安放妥当，在机台前准备出宽松的测井场地，然后立即在适当的位置上妥善固定测井绞车和井口滑轮，并检查是否灵活、牢固。根据钻机高度确定井口的准确位置，并精确测量和计算测定的实际深度，其计算公式为：

H=H标+H1-Rm

Rm=L+rm-l

式中：H标——按电缆标记计算的距离；

H1——第一标记至计数管中心的距离；

Rm——井口至井台标志点的距离；

L——钻机高度；

l——机高计算点至台板的距离；

rm——台板通过滑轮至井台标志点距离。

测井的零点位置与实际测井深度采用刻度钢板丈量。在做好以上工作后将电缆通过井口滑轮从井口中心下放入井，每次测井在下放探管时均在井口测定底数。当探管下放接近钻进深度时，放慢下放速度，探管到达井底后立即从井底提升约0.5m左右，而后检查仪器的供电状况。在岩石放射性正常场，测量点距为1m，在放射性异常场，测量点距为0.1m。

3　测井曲线的定量解释方法

3.1测井曲线的绘制

在绘制测井曲线前，首先对测井原始资料进行核对检查，其主要目的是核对测井点的实际深度是否准确，然后将测井的仪器读格数按仪器实际校正曲线换算成照射量率值。异常段解释曲线的深度比例尺采用1∶20，其照射量率比例尺根据照射量率值的高低适当选择，原则上使任何异常都能绘制在15cm宽度范围内，异常段两翼一般绘至正常场50cm以上，并使异常曲线最小面积不小于5cm2。

3.2测井曲线的定量解释

3.2.1确定矿体厚度的方法

确定矿体厚度时，首先根据异常曲线的形状、宽度和矿化分布特征，一般将矿层划分为0.010%～0.029% U、0.030%～0.049%U、0.050%～0.099%U和大于0.100%U四个级别，遇特高样单独分开。在矿层群的分样过程中，一般在不影响含量级别的情况下，对小于70cm的夹石不单独分样，但在含量变化较大的矿层群中，含量的级别分得较细，不同品位级别不论其厚度大小极大部分都采取单独分样。按矿体最低边界品位为0.010%U的原则，采用1/2最大强度法，直线段中点法和给定强度法确定矿层边界。

3.2.1.1最大强度法

当矿层厚度大于30cm，曲线陡、坡度大、矿层边界清楚或比较清楚的单一异常曲线和异常曲线复杂矿化不均匀的矿层群，但矿层边缘曲线陡、坡度较大、矿体边缘矿化近于均匀，且矿体边缘30～40cm有明显的高峰值时，采用1/2最大强度法确定矿体边界。

3.2.1.2直线段中点法

当矿体边界附近异常最大强度不显著（矿体边缘50cm范围内没有出现最大峰值）或围岩强度不稳定时，矿体的边界用直线段中点法确定。直线段选3个点以上，放射性照射量率变化最大，此直线段中点位置反映的即为矿体边界。

3.2.1.3给定强度法

当矿体厚度大于50cm且铀含量分布不均匀、矿体边界不清楚、矿体边界附近没有出现明显的峰值、其含量由边界向矿体中心逐渐增高、曲线缓、坡度小的异常曲线采用给定强度法确定矿体边界。给定强度值由下式计算所得：

I给=K·Q给·25.8nc/ng·h

式中：K——测井条件下的换算系数（nc/ng·h/0.010% U）；

Q给——给定的铀含量。

确定矿层边界品位的铀含量为0.010%U、0.030% U和0.050%U。

用给定强度法确定矿层边界时，在钻孔中有套管和冲洗液时，其强度值均进行了修正。

当采用1/2最大强度法，直线段中点法和给定强度法确定矿层群边界进行定量解释时，当各矿层之间的非矿脉石夹层不大于最低可采厚度（不大于70cm）、矿层群铀含量变化不大、整个矿层群的加权平均品位等于或高于最低工业品位，确定矿层边界时将该矿层群作为单一矿层进行解释。当矿层群铀含量变化大，为不降低工业品位，在矿层群之间的距离大于30～40cm时，分别划分出富矿层和脉石夹层，对矿层群中的每个异常峰采用与解释单峰异常曲线相同的方法确定矿层边界。

3.2.2确定矿石中铀含量的方法

当矿层边界确定后，首先对异常面积进行测定和计算。采用1/2最大强度法和直线段中点法确定矿层边界时，其异常面积为矿层产生的全部曲线所包围的面积以及矿层两侧30～40cm内矿层所引起的异常面积；采用给定强度法确定矿层边界时，其异常面积由决定矿层边界强度的两点向深度坐标引垂线和深度坐标轴所包围的闭合面积。异常面积由电脑软件求得。异常面积的计算由下式确定：

S=B·m·n

式中：B——测井解释曲线图上测定的异常面积，cm2；

m——测井解释曲线图上的深度坐标比例尺；

n——测井解释曲线图上的强度坐标比例尺。

对单一矿层和密度相同（或相近）的矿层群，天然产状矿体内的铀含量根据异常曲线面积按下式确定：

式中：K——测井条件下的换算系数（28.38nc/ng·h/ 0.010%U）；

H——矿层厚度，cm；

S——矿层（H）产生的全部辐射强度曲线所包围的异常面积（nc/ng·h～cm）；

n水、n套——冲洗液和铁套管对伽马射线的吸收系数。

4　伽马测井质量评述

4.1中间性测井

中间性测井一般在揭穿主矿体后以及孔内出现事故而钻孔仍需继续施工和孔壁破碎需要护壁前进行。从整个中间性测井和终孔检查测井误差看，钻孔在钻进过程中，孔径扩大对测井结果有较明显的影响（一般测井时间间隔越长、矿层越破碎、中间性测井与终孔检查测井时的辐射强度减弱越明显，测井异常曲线面积均呈明显减小的趋势，引起的中间性测井至终孔检查测井的误差就越大），因此，对中间性测井到终孔检查测井时间过长、孔内矿层部位破碎严重、孔壁垮塌的钻孔其测井结果以中间性测井结果为准，终孔检查测井资料仅供参考。

4.2重复测井

应在基本测井结束后，使用同一台仪器由同一个操作员进行测井。铀含量不小于0.03%，且米百分值不小于0.021的矿段应进行100%的重复测井；铀含量在0.01%～0.03%之间，且米百分值小于0.021的矿化段，重复测井应不少于总矿化段的20%。

4.3检查测井

为了检查基本测井可能存在的系统误差和漏掉异常，在中间性测井和终孔测井结束后，选择具有代表性的控制孔和测井可疑钻孔采用不同仪器、不同人员或同一仪器、不同人员进行了检查测井，按两次测井异常段面积相对误差不大于±10%的要求进行。