[发明专利]一种岩屑中元素含量的检测系统及方法

说明书

一种岩屑中元素含量的检测系统及方法，其中，该系统包括：屏蔽体，其用于对伽马射线进行屏蔽；岩屑装样盒，在检测过程中，岩屑装载在岩屑装样盒中，并且岩屑装样盒放置在屏蔽体内；伽马探测器，在检测过程中，伽马探测器放置在岩屑装样盒的中心位置；数据处理装置，其与伽马探测器连接，用于根据伽马探测器传输来的伽马数据确定待测岩屑中预设元素的含量。本系统以及检测方法能够实现对岩屑中指定元素的现场快速检测。该检测系统中所包含的伽马屏蔽体以及岩屑装样盒更为轻便，测量时间更短、测量结果更为准确，其能有效提高随钻岩屑铀钍钾测量的准确性和整体运行效率。

技术领域

本发明涉及油气勘探开发技术领域，具体地说，涉及一种岩屑中元素含量的检测系统及方法。

背景技术

钻井勘探具有高投入和高风险的特点，并且随着油气资源的日益枯竭，勘探开发地层深度和复杂度逐渐增大，投入和风险也随之增加。为了减少油气钻探开发风险，节省资金投入，钻井过程中往往等间隔深度捞取井底被钻头破碎的岩屑，并分析其油气、物理、化学特性，以井深为序绘图或者绘制曲线，地质工程师通过这些数据、曲线、图形图像深入了解井底钻遇岩层，进而指导现场钻井决策和后期的完井开发策略。

岩层的铀钍钾含量是重要的地质数据，通过铀钍钾含量可以研究钻遇地层泥沙含量、岩层的脆性和地层沉积特性。

目前岩石的铀钍钾含量测量技术通常首先测量岩屑的自然伽马能谱，然后根据钾、钍系、铀系的特征峰位再进行伽马能谱的解谱，从而确定给出岩屑的铀钍钾含量。

由于钍系和铀系的放射性同位素特征峰复杂，通常选取铀系特征峰1.76MeV和钍系特征峰2.62MeV作为解谱特征峰。由于伽马能谱图中的1.76MeV和2.62MeV峰位区的计数较低，以及现场测量本底值高，因此为了提高解码准确度，也就需要较长的测量时间，以提高计数。然而，如何快速准确测量和计算出铀钍钾含量的解决方案较少。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种岩屑中元素含量的检测系统，所述系统包括：

屏蔽体，其用于对伽马射线进行屏蔽；

岩屑装样盒，在检测过程中，岩屑装载在所述岩屑装样盒中，并且所述岩屑装样盒放置在所述屏蔽体内；

伽马探测器，在检测过程中，所述伽马探测器放置在所述岩屑装样盒的中心位置；

数据处理装置，其与所述伽马探测器连接，用于根据所述伽马探测器传输来的伽马数据确定待测岩屑中预设元素的含量。

根据本发明的一个实施例，所述预设元素包括铀、钍和/或钾。

根据本发明的一个实施例，所述岩屑装样盒为环状圆柱结构，其包括若干大小相同的用于放置岩屑的扇形空间。

根据本发明的一个实施例，当装入待测岩屑时，所述岩屑装样盒中的扇形空间仅存在装满扇区和空扇区。

根据本发明的一个实施例，所述数据处理装置配置为：

利用所述伽马探测器分别获取测量环境的伽马能谱和待测岩屑的伽马能谱；

根据所述测量环境的伽马能谱和待测岩屑的伽马能谱确定所述待测岩屑的伽马能量窗的平均计数；

利用预设元素含量计算系数，根据所述待测岩屑的的伽马能量窗的平均计数，确定所述待测岩屑中预设元素的含量。

根据本发明的一个实施例，所述数据处理装置配置为根据如下表达式确定所述待测岩屑中预设元素的含量：

其中，SC^T表示待测岩屑中预设元素的含量，A表示预设元素含量计算系数，WSE_s表示待测岩屑的的伽马能量窗的平均计数。