[发明专利]融合自然γ能谱与中子时间谱的铀矿测井刻度参数求法

说明书

本发明公开了一种用于铀矿探采的融合自然γ能谱与瞬发中子时间谱的铀矿测井方法与刻度参数求法。具体是指：沿钻孔逐点测量岩矿层内天然放射性元素形成的自然γ能谱、脉冲中子铀裂变引发的瞬发中子时间谱，并依此解析岩矿层内铀、钍、镭、钾等天然放射性元素含量的铀矿测井方法，及其换算系数、灵敏度因子、本底响应等刻度参数求法。本发明是两大类核测井方法的有机组合与数据融合，特别是针对铀矿定量的单一核测井方法而言，该法无需对“铀‑镭‑氡”进行放射性平衡修正，因而具有无需岩芯取样和化学分析等特点，以及具有提高钻探效率、降低勘探成本、缩短铀定量周期等优点，还能够通过计算机编程实现铀矿定量现场解析。

技术领域

本发明涉及一种用于铀矿探采(铀矿勘探和地浸采铀)的能够沿钻孔逐点测量岩矿层内天然放射性元素形成的自然γ能谱、脉冲中子铀裂变引发的瞬发中子时间谱的铀矿测井方法；以及利用饱和矿层标准模型井的融合测井数据对岩矿层铀、钍、镭、钾等天然放射性元素定量时的换算系数、灵敏度因子、本底响应等测井仪刻度参数求法。

背景技术

固体矿产定量主要依赖于钻孔岩芯取样的化学分析方法，该法是最直接的岩矿层元素定量方法，也带来了取芯钻探效率低、岩芯取样成本高、化学分析周期长等缺点。特别是放射性矿产大多属于稀有贵金属，其中铀矿的矿层厚度普遍偏薄且含量很低，当砂岩铀矿的厚度仅达70cm以上、铀含量仅达0.01％以上时，就被认为是工业铀矿，更是加剧了化学分析方法带来的缺点。

为此，放射性矿产定量普遍采用以核测井的元素定量解释方法为主，岩芯取样的化学分析方法为辅的元素定量技术，其中采用自然γ测井的放射性矿产定量解释方法最为普遍。这是由于岩矿层内的铀系、钍系和钾元素放出的γ射线约占自然γ射线的99％，因此自然γ测井不仅是寻找放射性矿产的主要方法，还可初步实现铀、钍、钾等元素的定量解释。

铀、钍仅仅是铀系、钍系的母元素，这些母元素自身并不放出γ射线，而是由母元素衰变而来的某些子元素放出γ射线，这些子元素称为γ核素。当母元素与子元素的衰变率相同时，称其达到放射性平衡。一旦达到放射性平衡，就能按该γ核素放出的γ射线推断铀、钍等母元素的含量。

通常，钍系元素在岩矿层中易于达到放射性平衡，由钍系γ射线确定钍含量没有悬念；但铀系中的“铀-镭-氡”很难保证放射性平衡，常常将铀系分为铀组、镭组两个子系，各子系更易于达到放射性平衡。因镭组γ射线占铀系γ射线的份额高达97％以上，依据镭组γ射线确定镭含量基本没有悬念；然而由铀组γ射线确定铀含量难度很大，这是由于铀组γ射线份额和能量均很低所致。因现行自然γ测井只能按镭组γ射线推断铀含量，此时须事先求取铀镭平衡系数(甚至镭氡平衡系数)，并依此修正推断出的铀含量才能确保其可靠性。可见，自然γ测井的铀矿定量解释方法始终依赖部分岩芯取样及化学分析方法，并求得铀镭平衡系数，因而难以彻底规避取芯钻探效率低、岩芯取样成本高、化学分析周期长等缺点。

从理论上说，脉冲中子引发铀裂变的瞬发中子测井方法不受铀以外的放射性元素干扰，是用于铀矿定量的理想方法。但是，铀裂变瞬发中子数量少，则测井效率很低，相比自然γ能谱测井，其测井速度要慢很多。如果将自然γ能谱测井、铀裂变瞬发中子测井两种方法有机融合，依此构建具有测井数据融合的组合测井方法，就可在无须岩芯取样和化学分析的前提下，既能快速确定岩矿层的钍、镭、钾等放射性元素含量，特别是能提高铀含量的准确性。

发明内容

本发明的目的在于研发一种用于铀矿探采的融合自然γ能谱与铀裂变超热中子时间谱的铀矿测井方法，以及利用该测井方法融合测井数据求取岩矿层内铀、钍、镭、钾等天然放射性元素含量时的测井仪刻度参数求法。

本发明的技术方案为：

1、融合自然γ能谱与铀裂变瞬发中子时间谱的铀矿测井方法

融合自然γ能谱与铀裂变瞬发中子时间谱的铀矿测井方法就是将两种测井方法有机地融合在一起，形成一种新的测井方法。具体包括：