[发明专利]一种基于散射能谱双能窗计算岩石密度的方法

摘要

本发明公开了一种基于散射能谱双能窗计算岩石密度的方法，属于岩石物理特性技术领域，采用基于散射能谱双能窗的岩石密度测量装置进行岩石密度的计算，首先基于伽马射线与物质发生康普顿散射原理记录散射伽马能谱；选定高能窗和低能窗，利用模拟或刻度的方法获得高、低能窗散射伽马计数与密度响应的函数关系式；进一步获得密度测量值校正量与高、低能窗密度测量值之差的关系以抵消岩性对测量结果的干扰，从而准确的计算被测样品的密度。本发明相对现有的放射法测量物质密度技术，具有计算准确、便捷、不受岩性影响等优势。

主权项

一种基于散射能谱双能窗计算岩石密度的方法，采用基于散射能谱双能窗的岩石密度测量装置，其包括伽马放射源、核密度测量仪、待测岩石样品、伽马探测器，所述伽马放射源与伽马探测器以一定的间距放置于待测岩石样品的同一表面，所述伽马放射源和伽马探测器之间设置有伽马屏蔽体；其特征在于：所述的基于散射能谱双能窗计算岩石密度的方法，按照如下步骤进行：步骤1：伽马放射源放出伽马射线经康普顿散射，以伽马探测器探测的散射伽马能谱为依据，选定高能窗和低能窗，其计数率分别为Nk、Np，利用蒙特卡罗数值模拟方法获得无岩性影响时高能窗和低能窗的计数率与密度的响应公式为：NK=t1e-t2ρK]]>NP=K1e-k2ρP]]>式中，k1，k2和t1，t2是与核密度测量仪有关的固定参数；进一步，高能窗和低能窗的密度响应：ρK=1t2(lnt1-lnNK)]]>ρP=1k2(lnk1-lnNP);]]>步骤2：待测岩石样品的密度一定时，高能窗和低能窗的计数率的对数受岩性指数的影响程度不一致，通过高能窗和低能窗的伽马计数率计算出的密度响应偏离真实被测岩石样品密度的大小亦不一致，基于高能窗的密度响应构建的待测岩石样品真密度计算公式形式为：ρ＝ρK+Δρ；式中，Δρ为密度校正量；步骤3：利用蒙特卡罗数值模拟方法或实验刻度的方法通过改变待测岩石样品的密度和岩性指数，对基于散射能谱双能窗的岩石密度测量装置进行刻度，得到Δρ＝f(ρP‑ρK)的函数关系，Δρ＝f(ρP‑ρK)表示为：Δρ＝a1(ρP‑ρK)+a2(ρP‑ρK)2+…+ai(ρP‑ρK)i；式中，a1，a2为常数，i＝1，2，3…；步骤4：由步骤2和步骤3，得到待测岩石样品的真密度为：ρ＝ρK+a1(ρP‑ρK)+a2(ρP‑ρK)2。