核測井是可以透視千米巖層探索深部油氣資源的眼睛，可以揭示地層深處原子核的奧秘，探尋石油、天然氣和其他礦藏。

提起核能，人們就會(huì)想到核武器，就會(huì)聯(lián)到氫彈、原子彈、貧鈾彈，產(chǎn)生恐懼感。其實(shí)放射性是物質(zhì)的普遍特性，放眼全世界，幾乎到處都有放射性物質(zhì)。巖石中普遍含有天然放射性元素鉀、釷和鈾，具有天然放射性。嚴(yán)格來說，沒有任何一種巖石是非放射性的，只是放射性的水平有高有低。研究表明，天然巖石的放射性并不會(huì)對人體造成傷害，很多天然石材如花崗石、大理石廣泛應(yīng)用于日常生活中。

石油、天然氣資源是現(xiàn)代人類賴以生存的基礎(chǔ)性資源，石油工業(yè)為人類提供了食品、汽油、衣物、日常用品等。但石油、天然氣資源往往儲(chǔ)存在地下幾千米的空間中，人類想開發(fā)和利用這些資源，就必須具備透視地下的能力。除了人工地震以外，測井是可以給地質(zhì)學(xué)家提供地下情報(bào)的關(guān)鍵技術(shù)，核測井是其中必不可少的一個(gè)環(huán)節(jié)。

地下巖石的放射性是石油核測井的指路燈，高放射性地層通常沒有產(chǎn)油能力，而放射性比較低的地層往往能產(chǎn)油。核測井可透過厚厚的鋼套管和水泥環(huán)看到后面的地層，能看清這些地層是砂巖、石灰?guī)r、白云巖還是火山巖，能看清地層的孔隙有多大，能分辨孔隙中的流體是原油還是水。核測井測量的γ射線、中子和核磁等三類信號(hào)，攜帶著來自地層的豐富信息，就像紅、黃、藍(lán)三原色一樣能調(diào)和出色彩斑斕的多種圖像，以適應(yīng)地質(zhì)和工程應(yīng)用需求�？恐�這雙特殊的眼睛，測井分析家可以把地層深處的核現(xiàn)象看得一清二楚，追溯地球演化史中的原子核演化過程，進(jìn)而重現(xiàn)幾億年前的地質(zhì)景觀和生油環(huán)境。

比較常見的核測井有三種：一是自然伽馬測井。深藏于地層中的鈾、釷、鉀是天然放射性元素，都能“發(fā)光”，但它們發(fā)射的光子能量不同，就像三盞具有不同光譜的燈，各有各的能譜。探測這些元素在地層的分布，必須采用自然伽馬能譜測井。每個(gè)放射性核素都有標(biāo)志能量的γ射線，通過測量這些γ射線的強(qiáng)度就可以確定放射性核素在地層中的含量。γ射線能譜儀捕捉不同能量的γ射線，并轉(zhuǎn)變?yōu)殡娒}沖，由此可確認(rèn)這三種元素的含量，進(jìn)而可劃分巖性，研究沉積環(huán)境，確定泥質(zhì)含量并識(shí)別黏土礦物，區(qū)分生油層和儲(chǔ)油層，尋找鉀礦和鈾礦。二是中子測井。將中子源放入鉆井內(nèi)，中子源放出的中子與井壁周圍的物質(zhì)發(fā)生不同程度的作用，當(dāng)快中子與氫核相碰撞時(shí)，由于兩者質(zhì)量相近，快中子的大部分動(dòng)能傳遞給氫核而變成了慢中子，后者易被各種物質(zhì)的原子核俘獲，釋放出強(qiáng)度較大的γ射線。若快中子與其他物質(zhì)的原子核相碰撞，損失的動(dòng)能較少，能到達(dá)地層深處，經(jīng)多次碰撞才會(huì)變成慢中子。這時(shí)它將被其他物質(zhì)的原子核俘獲而釋放出γ射線，因γ射線要穿過較深的地層，衰減較大，到達(dá)地面時(shí)的強(qiáng)度較小。根據(jù)探測儀上測到的γ射線強(qiáng)度變化就可推斷鉆井周圍地層的含氫量，由此劃出石油層或水層分布。三是核磁測井。如果在井下儀器中用極化線圈產(chǎn)生與地磁場垂直的強(qiáng)脈沖磁場，迫使氫核的自旋軸離開地磁場的方向，當(dāng)極化磁場去掉后，它們繞地磁場旋進(jìn)并逐漸恢復(fù)到原有狀態(tài)。氫核的旋進(jìn)在感應(yīng)線圈中產(chǎn)生逐漸衰減的射頻信號(hào)，其幅度取決于地層中自由流體的氫核數(shù)，被稱自由流體指數(shù)。根據(jù)自由流體指數(shù)可獲得巖石的自由流體孔隙度，配合其它資料可計(jì)算滲透率�！�

（作者單位：自然資源部中國地質(zhì)調(diào)查局油氣資源調(diào)查中心）