摘 要：阐述说明建立油、煤田测井刻度站的重要意义，介绍国、内外测井刻度的原理及方法。
关键词：地层密度；补偿密度测井；探测器；刻度；测井技术
引言
近年来，随着测井方法和应用技术的不断发展，测井技术的应用已经深入到能源勘探的各个领域。可解决的地质问题越来越多，由当初只能解释油、煤层发展到划分全钻孔岩性剖面、测定放射性矿层、含水层、地热水、流量、岩石强度、岩层产状、破碎带、裂隙带和溶洞位置，对岩层进行岩性分析、对煤层进行碳、灰、水百分含量分析并估算发热量。而所有这些资料的正确获得都离不开对测井仪的标准刻度，这样才能对地层的含油、煤情况做出正确的评价，为地质部门提供丰富可靠的实用性地质资料。
1 我国测井技术的发展现状
我国测井技术在现场测井资料的获取技术还较为落后，时常会导致信息获取失真，新技术、新科学的应用还较为滞后。从生产测井技术来讲，我国目前还没有一种有效的定型地面仪器，不能够较为精确的对各种地质环境、储藏状况进行详细的了解。所以所有的仪器都必须进行校准刻度才能做出对测井资料的可靠的定性、定量解释。
测井技术缺乏规范化、系统化。现阶段我国的测井技术设备大多是测井部门自己进行生产的，没有对仪器的结构、规格标准化规定，更没有标准化生产。所以，就造成了测井设备不能够做到长久性的使用，缺乏互换性与一致性及兼容性。
由于各仪器厂家众多，测井设备的标定没有统一的标准，特别是仪器的刻度更是没有形成标准化，有的仪器生产厂家没有建立标准的刻度装置，还只是借鉴国外的一些标准来刻度，不能适应我国的地质环境的变化，因此测井资料的准确性很难保证精准。
2 测井仪刻度的重要意义
测井资料采集的质量直接影响油、煤田的勘探、开发进程，一套合格的测井资料准确性的基础和前提是由可靠的测井设备来支撑，各种测井设备必须符合相应的校验及刻度技术条件。测井过程是一个间接测量的过程，在这个过程中每个环节都存在误差和误差传递。因此，每个环节都存在不同因素对测井质量的影响。特别是对定量解释工作来说更是至关重要，直接影响着资料的真实性、可靠性及准确性。由于不同测井公司仪器性能不同，各个测井公司的测井质量评价标准又存在着一些差异，这就造成了国内各地测井质量的参差不齐，没有一个统一的刻度标准。
3 密度测井刻度的原理
3.1 补偿密度测井仪刻度的工作原理
在密度测井仪中，使用CS137放射源来进行仪器的刻度，伽玛射线和地层的相互作用中产生光电效应、康普顿-吴有训效应和电子对的形成。但这个过程中康普顿占绝对的优势，当源强和源距选定后，地层的密度越大，探测器接收的伽马射线就越少，计数率就越小，反之也成立。
在实际测井中，由于井壁不规则和推靠等因素，仪器测得的密度值（称为视密度）ρa，不仅与地层密度ρb有关，而且还与泥饼的厚度和密度及平均原子序数有关，所以为了消除泥饼的影响，使用双源距补偿办法来求得地层真密度。使用双源距补偿的办法，可以由长、短源距的计数率直接给出地层的密度值，而不考虑泥饼的影响。
根据康普顿效应原理，可以得出双源距密度测井的补偿方程：
ρ={（T-lnL）+[（T-lnL）-tgα（T-lnS）]tgβ/（tgα+tgβ）}/RL （1）
在式（1）中RL为长源距；L、S分别为长短源距计数值；α、β分别为脊角和肋角。几国内几种补偿密度测井仪器的工作原理都基本相同。
3.2 补偿密度测井仪的刻度方法
第一步：用镁块刻度。令ρ=ρ1，Δρ=0。其中ρ1=ρ mg=2.2。由补偿方程（1）可得ρ1=（T-lnL1），（T-lnL1）-tgα（T-lnS1）=0
第二步：用铝块刻度。令ρ=ρ2，Δρ=0。其中ρ2=ρ mg=2.8。
由补偿方程（1）可得ρ2=（T-lnL2） （2）
（T-lnL2）-tgα（T-lnS2）=0 （3）
上述两点刻度后，就可以在脊肋图中确定脊线和脊角。
第三步：用反镁块刻度。令ρ=ρ3，Δρ=0.2。其中ρ3=ρ 反mg=2.48。由补偿方程（1）可得
ρ={（T-ln3）+[（T-lnL3）-tgα（T-lnS3）]tgβ/（tgα+tgβ）}/RL （4）
由上式（2）（3）（4）可得：tgα=ln（L2/L1）/ln（s2/s1） （5）
RL=ln（L1/L2）/（ρ1-ρ2） （6）
tgβ={Ln[L1·L2·L3（ρ3-ρ2）（ρ2-ρ1）（ρ1-ρ3）]}/{Ln[S1·S2·S3（ρ3-ρ2）（ρ2-ρ1）（ρ1-ρ3）]} （7）
由第三步得出的（5）式和（7）式，可确定肋线、肋角。
对于其它密度仪器其工作原理基本相同，刻度原理都类似。
4 国外测井公司刻度理论
4.1 刻度理论标准
仪器标准化最基本的方法是建立标准刻度井，在刻度井中进行标定。这一方法是由美国最先采用的，在休斯顿大学建造了第一套标准刻度井。
休斯顿大学的标准刻度井由三个模拟地层组成，两个低放射性地层和一个高放射性地层。在上部有一个厚度为3/8in的钢盖板，用它来阻断宇宙射线。每个模拟地层厚度均为2.438m，直径为1.219m。地层均用混凝土做成，并在中间一层加入含有U、TH和K的放射性矿物，且浓度比泥岩中这些放射性物质的浓度高一倍。混合物的密度是1.47g/cm3。
高放射性地层中含有：U13ppm占总放射性的47%；Th 24Pppm 占总放射性的34%；K4%占总放射性的19%。
高放射性和低放射性地层中测得的度数差定为200API，作为标准刻度。高放射性地层的自然伽玛放射性大约是泥岩的两倍，且等于低放射性模型地层的十倍。这样就定出了在全国统一的模型超标准刻度井上进行刻度叫一级刻度。
4.2 密度测井刻度的三个级别
密度测井刻度是将将密度测井计数率转换成密度值。国外有三级刻度模式：
一级刻度：在至少模拟三种不同密度地层的标准刻度井中进行。例如，美国休斯文顿大学的刻度井中模拟三种不含泥的纯石灰岩地层：奥斯汀灰岩密度为2.260g/cm3，印第安纳灰岩密度为2.405g/cm3，伽太基灰岩密度为2.680g/cm3。这样就建立建立起测井响应与灰岩密度测定值之间的关系。
二级刻度：利用根据标准刻度井制作的刻度器（圆柱状或半圆柱状的铝块（2.7g/cm3）或镁块（1.76g/cm3）对仪器进行室内刻度。
三级刻度：利用一种便携式刻度器在现场对仪器进行刻度。这种刻度器带有标准源，放出的伽玛射线强度已知，用以模拟某种密度地层的散射伽玛射线强度。
5 结束语
由于我国幅员辽阔，各地的地质地层的复杂多变，使得测井具有多种性和复杂性的特点。同时由于勘测目的不同，测井设备生产厂家众多，对不同勘测目的的测井设备全国没有一个统一的刻度标准，特别是煤田测井更是如此。呼吁在全国不同的地区、针对不同的测井方法建立测井刻度站来进行统一刻度，完善勘探测井刻度装置，建立完备的全国统一测井体制这样才能够为地质资料的获取提供真实、可靠的的保证制度。
参考文献
[1]胡澍.地球物理测井仪器[M].北京：石油工业出版社，1990.
[2]张利光.密度补偿测井仪的刻度及适用条件[J].核电子学与探测技术，2003（5）.
作者简介：张福生，男，民族：汉，1988年毕业于陕西煤炭工业学校，专业为地球物理勘探，籍贯：河北省芦龙县，职称现为中级，长期从事地球物理勘探工作。
