[科普中国]-活化测井

活化测井（activation logging）是在井中对地层进行核活化分析的测井方法。

简介活化测井（activation logging）是指通过探测活化伽玛射线来判断地层特征的方法。根据所利用的射线源不同，有中子活化法和 活化法。

活化测井的应用范围很广，例如，利用中子活化测井，可以根据氯和钠可以确定油水界面；在金属与非金属矿钻孔中，可以用中子活化测井和 活化测井分别研究铜、锰、钴、金、锆和萤石等。

方法原理地层中有100多种矿物，其中氧、硅、铝三种元素就占98.7%。铝是泥质中比较稳定的成分，Al2O3在砂岩中占4.8%，而在泥岩中占15%-21%，含有较多的Al2O3。可见，铝元素在地层评价中有着重要地位，若能用测井方法求出铝在地层中的含量，就可用它来确定地层中泥质含量。实际证明，用这种方法比用自然电位和自然伽玛的方法更直接。然而，常规的测井方法很难确定铝的含量，就是脉冲中子伽玛能谱测井较比现代的方法也是如此。

岩石的某些稳定核素，在中子的照射下能转变为放射性核素，这种核反应叫做活化。这种被激活的稳定核素有自己的半衰期，能放出具有特征能量的 、 或 射线。其中 射线称为活化（次生）伽玛射线，能被探测。通过探测活化伽玛射线来判断地层特征的方法称活化测井（activation logging）。

沉积中常以28Si、27Al、48Ca等指示核素来区分岩性和油水层，引出了硅测井、铝测井、钙测井。其中，铝活化测井又分为快中子活化测井和热中子活化测井两种。1

快中子活化测井采用中子能量很高的14.1MeV的快中子束来照射，活化方程为

2713Al+10n→2712Mg+P

生成的27Mg是放射性核，它衰变放出活化伽玛射线，其强度可以测得，进而算出铝含量。

快中子铝活化，由于中子能量高达14MeV，因此能引起地层中其他元素被活化。同时，快中子经过地层的减速最终成为热中子，热中子也会使许多元素发生热中子活化，以上两种活化反应放出的活化伽玛射线，严重干扰了指示元素铝活化测量。因此，在石油测井时，常伴随其他活化测井方法，来消除有关的交叉干扰，而不单单使用快中子活化测井法。

同时，快中子活化核比热中子活化核的半衰期长，使测速低于热中子活化测井，因而常用热中子活化测井。1

热中子铝活化测井中子从中子源发出来后，当快中子通过地层时，受到地层的慢化最终成为热中子。

用伽玛射线探测器测量的铝能窗活化伽玛射线的计数率，然后再将计数率转换为铝的含量。为突出27Al的指示作用，应采取下列措施：

选择中子能量低的中子源热中子铝活化测井采用锎中子源。这种中子源中子产额高，中子能量为2.3MeV，和地层作用时，作用方式单一，大大降低了其他元素快中子活化时产生的伽玛射线的干扰影响。 。

选择适当的测速测速对计数率非常敏感，因此在铝活化测井时，为了提高仪器对铝活化的灵敏度，要选择一个适当的测速，并且要对测得计数率进行测速校正。

选择合适的测量能谱段只记录与铝活化放出7射线特征能量1.779MeV左右的伽玛射线，从而消除掉其他干扰射线，能窗的选择是一个关键。

选择合适的源距要选择合适的源距。1

本词条内容贡献者为:

刘勇 - 副教授 - 西南大学资源环境学院