DZT 0083-1993 核地球物理刻度井标准.pdf

uz 中华人民共和国地质矿产行业标准 D Z / T 0 0 8 3 一 9 3 核 地 球 物 理 刻 度 井 标 准 1 9 9 3 一 1 2 一 0 9 发布1 9 9 4 门 0 一 0 1 实施 中华人民共和国地质矿产部发 布 中华人民共和国地质矿产行业标准 A z / T 0 0 8 3 一 9 3 核 地 球 物 理 刻 度 并 标 准 1 主题内容与适用范围 本标准规定了核地球物理刻度井 又称标准模型 的种类、 分级、 技术要求、 计量单位及设置环境， 适 用于核地球物理测井仪器的刻度。 引用标准 G B 3 1 0 。 国际单位制及其应用 G B 3 1 0 1 有关量、 单位和符号的一般原则 G B 3 1 0 2 . 1 -3 1 0 2 . 2 量和单位 G B 4 9 6 。 核科学技术术 语 G B 1 1 9 3 3 . 7 地质仪器术语 地球物理勘探测井仪器术语 刻度井的种类 3 . 1 从制成方式上可划分为人工配料制成的刻度井和采取天然岩 矿 石制成的刻度井， 后者包括具备 相应技术要求的天然产状岩 矿 层经人工钻孔形成的刻度井。 3 . 2 从核地球物理测井方法上可划分为天然放射性刻度井和人工放射性刻度井。 3 . 2 . 1 天然放射性刻度井 a . 高含量放射性矿刻度井; b . 低含量自 然伽玛刻度井。 3 . 2 . 2 人工放射性刻度井 密度刻度井; b . 中子孔隙度刻度井。 3 . 3 一个刻度井 若同时具备两个或更多种类刻度井的技术要求， 则可一井 多用。 刻度井的分级 刻度井 分为一级 和二级。 按核地球物理测井方法分类后， 每类一级刻度井 在全国 只能有一 套， 根据 我国 实际情况， 应在部门刻度井的基础上优选产生， 并由国 家标准化 机构核定后， 作为国 家基准。 区 域性 刻度井必须实 施从一 级刻度井的量值传递， 并经部门标准化机构核定后为二级 刻度井。 5 刻度井的结构 5 . 1 构 成 刻度井的井孔一般按纵向设置， 由标准模层、 围 岩模层和延伸孔三部分构成， 横切井孔的模层断面 形状可以 是圆 形， 也可以 是多边形， 但同 一个刻度井中 各模层断面形状应该一致。 根据需要， 一 个刻度井 可包括一个或几个标准模层， 一个标准模层与另一个标准模层可直接连接， 也可在其间 设置围岩模层 或不同厚度的围岩夹层 ， 但整个天然放射性刻度井的上下盘必须设置围岩模层; 模层与模层间的界面 中华人民共和国地质矿产部1 9 9 3 一 1 2 一 0 9批准1 9 9 4 一 1 0 一 0 1实施 I D Z / T 0 0 8 3 一9 3 要 平整. 其不平整度不得大于5 m m 。 刻度井的 最下方应设置长度不小于2 m的延伸孔. 刻度井的模层 可设置在地面、 半地下或全地下。 5 . 2体积 5 . 2， 标准模层的体积要达到核地 球物理测井“ 无限大” 饱和 条件， 以圆 柱体为 例， 令扣除井孔半径 后的标准模层的半径为 ， 标准模层的厚度为h ， 各种类型刻度井的r 与h 计算公式如下 a . 夭ft前射件 刻彦井 ， “，. ” ”” ， “ “ 一 1 式中 p . 标准模层的面密度， 按p , 1 2 0 g / c m 取值; p 标准模层的密度， g / c m 9 , 标准模层的厚度 h可用专门函数G z, y , u 求得， 函数中 二 一 合 。 ，. . ， ” . 2 Y 之 u 二;pr , ， 一3 式中 p 实测的标准模层的伽玛射线 线性衰减系数, c m - , ; r o 一 标 准 模 层 井 孔 的 半 径, c m , 注 专门函数G 二 、 Y , u , Y u 的函数值可从附录A中查得， 令G x , Y , u 0 . 9 7 0 0 一级刻度井 , G s , Y , a O . 9 5 0 0 二级刻度井 ， 可 用内 擂法反求出相应的h _ 值。 b . 密 度刻度井 r R 4 式中 式 中 R 散射伽玛射线的 9 9 . 5 所反映的模层深度， c m, h 2 L十 S ⋯ 。 。 ⋯ ， ， ， ‘ 甲 ， ⋯ 5 L -源距 ， 一般可取 L 6 0 c m; S 刻度曲线“ 坪区 ” 常数， 可取S 3 0 c m , 中子孔隙度刻度井 r R6 式中 R 中子对模层9 5 的贯穿深度， c m, h L 2 . 5 L; S 。 - ， 一S7 式中 L - 源 距， 一 般 可 取L 6 0 c m ; L , 石灰岩的中子减速长度， 参考值L , } . 3 5 c m ; S 刻度曲线“ 坪区” 常数， 可取S 3 0 c m . D Z / T 0 0 8 3 一9 3 5 . 2 2 横切井孔的围岩 模层断面尺寸应与标准模层一致， 在井孔方向 上的厚度不应小于标准模层厚度 的二分之一。 5 . 3 井孔 5 . 3 . 1 井孔孔径设计应尽量靠近国家规定的孔径系列， 实际孔径与给定值间 的误差不得大于士1 写。 5 . 3 . 2 井 孔 与 模 层 界 面的 相 遇 角 应 符合 设 计 要 求， 其 实 际 值 与 给 定 值 间的 绝 对 误 妻 木 得 大于 士 2 - 中 子孔隙 度刻度井按士1 。 要求 。 5 . 3 . 3 井孔内 尽量不设置套管， 井孔表面应光滑; 如果需要设置套管， 则应注意套管选材， 并要确定套 管影响的修正值。 6 刻度井的技术参数 61 取样 6 . 1 . 1 各种类型刻度井的每个模层都应按纵横向 均匀 分布 进行取样， 且要求有足够的代表 性， 以 求刻 度井的各向同性。每个取样点为一个单样品。 6 . 1 . 2 每个模层都应按等重量法从每个单样品中缩分出部分样品， 混合在一起， 搅拌均匀后， 各组成一 个组合样品。 6 . 1 . 3 单样品及组合样品都要缩分出正样品与副样品， 正样品送实验室分析测试， 副样品随刻度井一 起长期保留备用。 6 . 2 参数 6 . 2 . 1 刻度井的参数值应结合野外地质勘探的实际需要进行设计。 6 . 2 . 2 刻度井的主要参数包括模层中的铀、 镭、 牡、 钾含量， 铀镭平衡系数， 模层的密度、 孔隙度、 湿度、 物质组 分、 伽玛和中子饱和度以及有效原子序数等， 必须 通过分析测试或 理论计算给出 其数值。 6 . 2 . 3 刻度井的特性参数是指天然放射性刻度井标准模层中的铀、 镭、 牡、 钾含量， 密度刻度井标准模 层的密度和中子孔隙度刻度井标准模层的孔隙度。 6 . 2 . 4 确定刻度井的物质组分应遵守如下规定 a . 对组合样品进行分析， 并定量给出刻度井标准模层和围岩模层的元素、 化合物组分， 以百分含 量表示的 各项组分之和 不含烧失量 应在9 7 环1 0 3 之间。 b . 依式5 环 的钾标准模层一个， 本底标准模层一个和在本标准中1 0 . 1 . 2 . 1 . a 与1 0 . 1 . 2 . 1 . 6 所示铀、 牡含 量范围内， 不同铀牡含量比值及适度钾含量的铀牡钾混合标准模层三个。 1 0 . 1 . 2 . 2 刻度井的组成方式 一个刻度井中既可包含若干个标准模层， 也可 仅包含 一个标准模层， 并由 创门 组成刻度井群。 1 0 , 1 - 3 二级刻度井可以由若干个标准模层组成系列刻度井， 其组成方式同本标准中1 0 . 1 . 2 . 2 条， 但 标准模层的数 量不做具体规定， 也可以由单个标准 模层构成孤立的刻度井， 即允许不构成系列刻度井。 1 0 . 14 不同 级别刻度井的标准模层的伽玛饱和度 s 、 特性参数定 值的总不确定度 △ 和铀镭平衡系 数 K , 见表2 中 规定。 表 2 刻度井级别 S△K, 一 级 9 8 2 . 59 5 - 1 0 5 二级 9 6蕊 5 . 09 0 - 1 1 0 不同 级别刻度井的 标准模层中的 放射性杂质含量不得超过表3 中 规定。 表 3 刻度井 级别 钾标准模层铀标准模层处标准模层本底标准模层 钾含量 范 围 铀牡 铀 含量范围 含量比 T h U 牡 含量范围 含 量 比 U r h 钾铀牡 1 0 - 0 1 0 - 0 一 级 54 8 0 . 0 1 0 0 . 0 4 91 ;3 00. 01 0- 0 , 0 9 91 3 0 15 1 0 0 . 0 5 0 - 6 . 0 0 01 5 00 . 1 0 0 - - 1 . S o o1 5 0 二级 551 0 0 . 0 1 0- 0 . 0 4 91 2 00 . 0 1 0 -- 0 . 0 9 91 2 0 0 . 0 5 0 - 6 . 0 0 0I ;4 00 . 1 0 0 - I . 5 0 01 ;4 0 刻度井的标准模层、 围 岩模层都必须是整体的， 即不 允许由若 干模块拼合而 成。 n z / T 0 0 8 3 一9 3 1 0 . 2 低含量自然伽玛刻度井 这类刻度井一般是指其铀钦含量均在 1 0 0 - 1 0 “以下的刻度井， 运用这类刻度井对测井仪器的刻 度有两种方法， 即含量刻度法和组合总量刻度法， 不同刻 度方法对刻度井 的要求也不相同。 1 0 . 2 . 1 对含量 刻度法刻度井的 要求 含量刻度法 是一种可以直接区 分放射性元素单项含量的刻度方法， 因此使用这种方法对刻度井的 要求类同于高含量放射性矿刻度井。 1 0 . 2 . 1 . 1 应该遵守本标准中1 0 . 1 . 1 , 1 0 . 1 . 2 . 2 , 1 0 . 1 . 3 和1 0 . 1 . 6 条的 规定。 1 0 . 2 . 1 . 2 不存在单个标准模层的一级刻度井， 每个系列一级刻度井至少应包括同一井径的铀标准模 层、 社标准模层、 钾标准模层、 铀含量与牡含量的比 值大体按1 * 2 并有适 度钾含量的铀 牡钾混合标 准模 层和本底标准模层各一个。 1 0 . 2 . 1 . 3 不同级别刻度井的标准模层的伽玛饱和度 B , 特性参数定值的总不确定度 △ 和铀镭平衡 系数 K , 见表 4中规定。 表 4 刻度井级别 B△ K, 一级 9 85 3 . 0 9 5 - 1 0 5 二级 9 5 6 . 0 9 0 . 1 1 0 1 0 不同 级别刻度井的 标准模层中 的放射性杂质含量不得超过表s 中 规定。 _表 5 刻度并级别 钾标准模层铀标准模层 牡标准模层 本底标准模层 铀含量 . 1 0 - 0 牡含量 1 0 - s 含 量 比 T h U 含量比 U ‘1 ’ h 钾铀牡 1 0 一 一 级48 1 1 01 1 00 1 848 二级 51 0 1 0 . 2 . 1 . 5 一级刻度井的定值除执行本标准中 6 . 3 . 1条的规定外， 还要与一级高含量放射性矿刻度井 进行联测比对. 1 0 . 2 . 2 对组合总量刻度法刻度井的要求 组合总量刻度法是一种观测放射性总的组合照射量率的刻度方法。 1 0 . 2 . 2 . 1 标准 模层特性参数定值的总不确定度， 一级刻度井不得大于 2 . 5 0 0 ， 二级刻度井不得大于 5 . 0 . 1 0 . 2 . 2 . 2 刻度井至少由三个模层组成 一个标准模层和二个围岩 模层。 为了减少能谱差异对刻度的影 响， 标准模层中铀牡钾含量的比 值应尽量与泥岩中的值相接近; 为了提高观测的精 度， 标准模层中的铀 牡钾含量值应该相应地比泥岩中的值高一倍左右; 标准模层的 上下围 岩模层应视 为低活度标准模层， 其 厚度与标准 模层相同， 铀牡钾含量值相应为标准模层中 铀牡钾含量值的十分之一以 下 1 0 . 2 - 2 . 3 为防止氧射气和牡射气的逸散， 三个模层均应置于淡水中。 1 0 . 2 - 2 . 4 如果一个模层是由若干模块拼合而成 ， 则要求模块间的界面不平整度不得大于1 m m， 井孔 错位 不得大于2 m m . 1 0 . 3 密度刻度井 1 0 - 3 . 1 一级与二 级刻度井的具 体要求 做如下 规定 a . 标准模层特性参数定值的总不确定度 一级刻度井不大于 2 . 5 写， 二级刻度井不大于 5 . 0 肠; D Z / T 0 0 8 3 一9 3 b 标准模层的数量 在密度值为1 . 0 g / c m -3 . 0 9 / c m 范围内， 一级刻度井不少于四 个， 二级刻 度井 不少于三 个; 并尽量做到按密度间隔均匀分布。 1 0 - 3 . 2 同 一刻度并中的各个标准模层的有效原子序数应 相近 水层 除外，且不大于2 0 ; 对每个标准 模层的有 效原子序数应严格测定; 要求标准层中 原子序数大于2 0 的元素含量尽量低， 以满足光电 吸收 系数与总吸收系数之比小于千分之一。 1 0 - 3 . 3 刻度井标准模层中的天然放射性元素含量要尽量低， 铀不得大于 1 2 . 1 0 -, 牡不得大于 1 5 . 1 0 - , ， 钾不得大于 3 1 0 - 3 . 4 如果一个模层是由 若干 模块拼合而成的， 其加工要求应符合本标准中1 0 . 2 . 2 . 4 条的规定。 1 0 . 4 中子孔隙度刻度井 1 0 . 4 . ， 刻度井的 标准 模层应采用碳酸钙含量在9 8 0 o 以上的天然石灰岩制 成; 也可采用人工配料方法 堆积 而成， 并保证其碳酸钙含量在9 1 写以上。 1 0 - 4 . 2 刻度井一般应由 不少于3 个不同孔隙度的标准 模层组成。 各标准模层的孔隙度值应以1 5 左 右为中 心向 高低两个方向按 对数 均匀分布. 标准模层特性参数定值的总不确定度， 一 级刻度井不得 大于 2 . 5 ， 二级刻度井不得大于5 . 0 0 1 0 - 4 . 3 标准模层中对于热中子俘获截面较大的氯、 硼、 福、 礼及其他稀土 等有害元素的含量应尽量低， 并要定 量给出其准确值。 1 0 - 4 . 4 为了防止 外来 射线的 于扰并使标准模层的 孔隙 被水充分饱和， 在标准模层最上部应设置其 厚 度与标 准模层相同的一屏蔽水层， 整个刻度井应始终注满淡水。 1 0 - 4 . 5 如果一个模层是由若干模块拼合而成， 则其加工要求应符合本标准中1 0 . 2 . 2 . 4 条的规定。 1 1 刻度井的设置环境 1 1 . 1 地质 情况良 好， 无暗河、 流沙、 防空洞等， 做到基础稳定。 1 1 . 2 要 求 设 置 环 境 不 影 响 对 测 井 仪 器 的 刻 度， 刻 度井 又 不 影响 周围 环 境 及 居民 生 活 。 1 1 . 3 刻度 井应设有防止雨淋、 日 晒、 冰冻等的防腐蚀设施， 必 须采取防污染、 渗漏、 沉浮等 措施。 1 1 . 4 刻度井的设置应符合国家有关安全防护与环境保护的规定。 D z / T 0 0 8 3 一9 3 附录A G x , y , u 函数表 G x ,y ,u f y d f〔 杀平d t,， 一 参考件 表 A1 工 Y o . 1y o . 2y 0 . 3y 0 . 4yo . 5y 0 . 6Y O . 8Y 1 . 0y 1 . 5y 2 . 0 2 . 4 2 . 6 2 . 8 3 . 0 3 . 2 3 . 4 3 . 6 3 . 8 4 . 0 4 2 4 . 4 4 . 6 4 . 8 5 1 0 0 . 9 6 9 3 0 . 9 7 5 8 0 . 9 8 0 9 0 . 9 8 4 8 0 . 9 8 7 9 0 . 9 9 0 4 0 . 9 9 2 3 0 . 9 9 3 8 0 . 99 5 0 0. 9 9 6 0 0 . 9 9 6 7 0 . 9 9 7 3 0 . 9 9 7 8 0 . 9 9 8 2 0 . 9 5 8 2 0 . 9 6 6 4 0 . 9 7 3 0 0 . 9 7 8 1 0 . 9 82 3 0 . 9 8 5 5 0 . 9 8 5 2 0 . 9 9 0 3 0 . 9 9 2 0 0 . 9 9 3 3 0 . 9 9 4 5 0 . 9 9 5 4 0 . 9 9 6 1 0 . 9 9 6 7 0 . 9 4 5 0 0 . 9 5 5 2 0 . 9 6 3 3 0 . 9 6 9 8 0 . 9 7 5 1 0 . 9 7 9 3 0 . 9 8 2 8 0 . 9 8 5 6 0. 9 8 7 9 0 . 9 8 9 7 0 . 9 9 1 3 0 . 9 9 2 6 0 . 9 9 3 6 0 . 9 9 4 5 0 . 9 3 0 3 0 . 9 4 2 4 0 . 9 52 2 0 . 9 6 0 2 0 . 9 6 6 6 0 . 9 7 1 9 0 . 9 76 3 0 . 9 79 9 0 . 9 8 2 8 0 . 9 8 5 3 0 . 9 8 7 3 0 . 9 8 9 0 0 . 9 9 0 5 0 . 9 91 7 0 . 9 1 4 5 0 . 9 2 8 5 0 - 9 4 00 0 . 9 4 9 4 0 . 9 5 7 2 0 . 9 6 3 6 0 . 9 6 8 8 0 . 9 7 3 3 0 - 9 7 7 0 0 . 9 8 0 0 0 . 9 8 2 6 0 . 9 8 4 8 0 . 9 8 6 7 0 . 9 8 8 2 0 . 8 9 7 8 0 . 9 1 3 8 0 . 9 2 6 9 0 . 9 3 7 8 0 . 9 4 6 8 0 . 9 5 4 3 0 . 9 6 0 6 0 . 9 6 5 9 0 . 9 7 0 4 0 . 9 7 4 1 0 . 9 7 7 . 3 0 . 9 8 0 0 0 . 9 8 2 3 0 . 9 8 4 3 0 . 8 6 3 0 0 . 8 8 2 4 0 . 8 9 8 7 0 . 9 1 2 4 0 . 9 2 4 0 0 . 9 3 3 8 0 . 9 4 2 2 0 . 9 4 9 2 0 . 9 5 5 3 0 . 9 6 0 5 0 . 9 6 4 9 0 . 9 6 8 7 0 . 9 7 2 0 0 . 9 7 4 9 0 . 8 2 7 3 0 . 8 4 9 8 0 . 8 6 8 9 0 . 8 8 5 3 0 . 8 9 9 3 0 . 9 1 1 3 0 . 9 21 6 0 . 9 3 0 5 0 . 9 3 8 2 0 . 9 4 4 8 0 . 9 5 0 6 0 . 9 5 5 6 0 . 9 6 0 0 0 . 9 6 3 9 0 . 7 4 0 3 0 . 7 6 8 3 0 . 7 9 2 9 0 . 8 1 4 5 0 . 8 3 3 5 0 . 8 5 0 3 0 . 8 6 5 1 0 . 8 7 8 2 0 . 8 8 9 7 0 . 8 9 9 9 0 . 9 0 9 0 0 . 9 1 7 0 0 . 9 2 4 2 0 . 9 3 0 6 0 . 6 6 2 0 0 . 6 9 2 7 0 . 7 2 05 0 . 7 4 5 5 0 . 7 6 7 9 0 . 7 8 8 1 0 . 8 0 6 3 0 . 8 2 2 7 0 . 8 3 7 4 0 . 8 5 0 6 0 . 8 6 2 6 0 . 8 7 3 4 0 . 8 8 3 1 0 . 8 9 1 9 附加说明 本 标准由 全国地质矿产标准化技术委员会物探化探分技术委员会提出 本标准由中国核工业总公司地质局负责起草。 本标准起草人汪隆平、 陈煌久、 赵廷业、 徐钧、 钱威伦、 魏世新。