JPH0156397B2 - - Google Patents
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- JPH0156397B2 JPH0156397B2 JP52020126A JP2012677A JPH0156397B2 JP H0156397 B2 JPH0156397 B2 JP H0156397B2 JP 52020126 A JP52020126 A JP 52020126A JP 2012677 A JP2012677 A JP 2012677A JP H0156397 B2 JPH0156397 B2 JP H0156397B2
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- JP
- Japan
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- linear combination
- determining
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- Prior art date
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
- G01V5/00—Prospecting or detecting by the use of ionising radiation, e.g. of natural or induced radioactivity
- G01V5/04—Prospecting or detecting by the use of ionising radiation, e.g. of natural or induced radioactivity specially adapted for well-logging
- G01V5/06—Prospecting or detecting by the use of ionising radiation, e.g. of natural or induced radioactivity specially adapted for well-logging for detecting naturally radioactive minerals
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Geology (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Geophysics (AREA)
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
- Measurement Of Radiation (AREA)
- Fertilizing (AREA)
- Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
- Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は試掘孔中の自然ガンマ線測定データを
処理する方法に関する。
処理する方法に関する。
もつと詳しく言えば、試掘孔のそれぞれ異なる
深度レベルにおいて、これらのレベルにおける地
層の自然ガンマ線総量の値と３つの自然放射性元
素（すなわちトリウム、ウラン、カリウムの３元
素で以下Ｔ、Ｕ、Ｋと略称することにする）の含
量の値から試掘孔（縦穴）により横切られた各地
層の粘土含量の表示データを決定する方法（地質
測定検査方法）に係るものである。
深度レベルにおいて、これらのレベルにおける地
層の自然ガンマ線総量の値と３つの自然放射性元
素（すなわちトリウム、ウラン、カリウムの３元
素で以下Ｔ、Ｕ、Ｋと略称することにする）の含
量の値から試掘孔（縦穴）により横切られた各地
層の粘土含量の表示データを決定する方法（地質
測定検査方法）に係るものである。
米国特許第3976878号明細書はＴ、Ｕ、Ｋの自
然ガンマ線のスペクトル分析により地層のＴ、
Ｕ、Ｋ含量を測定する方法および装置を開示して
いる。ガンマ線スペクトルは５つの隣合うウイン
ドーに分解され、３つのウインドーは３つの放射
性元素のそれぞれ３つの主エネルギピーク特性を
含み残りの２つのウインドーはスペクトルの低エ
ネルギ部分に位置されている。３つの放射性元素
の既知濃度を含む目盛定めブロツクから使用され
る装置に対する特定の係数重みが計算される。各
ウインドーにおけるカウントの割合の単純加算値
が各放射性元素に関する特性の重み係数にそれぞ
れ割当てられ、その結果求められたＴ、Ｕ、Ｋ含
量をppm或は％表示で表わすことができる。
然ガンマ線のスペクトル分析により地層のＴ、
Ｕ、Ｋ含量を測定する方法および装置を開示して
いる。ガンマ線スペクトルは５つの隣合うウイン
ドーに分解され、３つのウインドーは３つの放射
性元素のそれぞれ３つの主エネルギピーク特性を
含み残りの２つのウインドーはスペクトルの低エ
ネルギ部分に位置されている。３つの放射性元素
の既知濃度を含む目盛定めブロツクから使用され
る装置に対する特定の係数重みが計算される。各
ウインドーにおけるカウントの割合の単純加算値
が各放射性元素に関する特性の重み係数にそれぞ
れ割当てられ、その結果求められたＴ、Ｕ、Ｋ含
量をppm或は％表示で表わすことができる。
４番目の量Ｇは、API単位で表わされた量で、
その深度レベルに関する自然ガンマ放射能の総量
値を表わすものである。
その深度レベルに関する自然ガンマ放射能の総量
値を表わすものである。
自然ガンマ線総量値は粘土表示標識の信頼性の
高いものの１つであることは知られている。しか
しこの総量値だけでは信頼性は不完全なものであ
る。もし３つの放射性元素Ｔ、Ｕ、Ｋがほぼ粘土
に集中しているとすると、その粘土に無関係の堆
積層に別の放射性鉱物が見出されることは実際に
知られている。たとえばカリウムを含む特に雲母
質の砂土や時としてトリウムを含む菱鉄鉱などの
場合である。粘土に関係しないこれら放射性元素
の存在は、検査されている地層に含まれている放
射性元素の相対的含量（比Ｔ／ＧあるいはＫ／
Ｇ）の隣接地層における同じ放射性元素の相対的
含量に比較して相対的に高い値をとることにより
明白に示される。
高いものの１つであることは知られている。しか
しこの総量値だけでは信頼性は不完全なものであ
る。もし３つの放射性元素Ｔ、Ｕ、Ｋがほぼ粘土
に集中しているとすると、その粘土に無関係の堆
積層に別の放射性鉱物が見出されることは実際に
知られている。たとえばカリウムを含む特に雲母
質の砂土や時としてトリウムを含む菱鉄鉱などの
場合である。粘土に関係しないこれら放射性元素
の存在は、検査されている地層に含まれている放
射性元素の相対的含量（比Ｔ／ＧあるいはＫ／
Ｇ）の隣接地層における同じ放射性元素の相対的
含量に比較して相対的に高い値をとることにより
明白に示される。
ウランに関しては、その相対含量（Ｕ／Ｇ）の
高い値すなわち標準粘土における測定値よりもは
るかに大きな値はその堆積層の地層に有機物が存
在していることに関係している場合が多い。これ
は地質時代に有機物を含む地層にウランを集合さ
せる便宜を与えたためである。有機物の割合が相
当大きい海洋粘土はその結果非常に高いウラン含
有率を示している。ここで言う「標準粘土」とは
同じ堆積層におけるＴ、Ｕ、Ｋの相対的含量は全
く異なるがそれでも比較的よく知られた範囲の値
にある粘土を指しており、たとえば比較的高ウラ
ン含有の海洋粘土は標準粘土から除外される。
高い値すなわち標準粘土における測定値よりもは
るかに大きな値はその堆積層の地層に有機物が存
在していることに関係している場合が多い。これ
は地質時代に有機物を含む地層にウランを集合さ
せる便宜を与えたためである。有機物の割合が相
当大きい海洋粘土はその結果非常に高いウラン含
有率を示している。ここで言う「標準粘土」とは
同じ堆積層におけるＴ、Ｕ、Ｋの相対的含量は全
く異なるがそれでも比較的よく知られた範囲の値
にある粘土を指しており、たとえば比較的高ウラ
ン含有の海洋粘土は標準粘土から除外される。
本発明の目的は、地相中に攪乱元素が存在して
いても正しい地層中の粘土含量を求めることがで
きる試掘孔中の自然ガンマ線測定データの自動処
理方法を提供することにある。
いても正しい地層中の粘土含量を求めることがで
きる試掘孔中の自然ガンマ線測定データの自動処
理方法を提供することにある。
本発明による試掘孔中の自然ガンマ線測定デー
タの自動処理方法は、攪乱元素と呼ばれる３つの
自然ガンマ線放射元素のひとつの存在が粘土に関
係していない場合に、試掘孔の領域中の地層の粘
土含量の表示データを得るために、前記試掘孔周
辺の地層中の全自然ガンマ線放射量および３つの
自然ガンマ線放射性元素の含有量の測定データを
自動的に処理する方法であつて、 前記試掘孔領域中の前記測定データの基準値を
決定する決定段階と、 前記測定データの少なくとも２つの測定データ
の線型結合の結果としても粘土含量の値を決定す
る決定段階と、 得られた値から粘土含量の表現を生成する生成
段階とを有し、 前記線型結合の係数は、前記基準値から誘導さ
れ、統計的変動が最小になるように重みづけされ
ていることを特徴とする。
タの自動処理方法は、攪乱元素と呼ばれる３つの
自然ガンマ線放射元素のひとつの存在が粘土に関
係していない場合に、試掘孔の領域中の地層の粘
土含量の表示データを得るために、前記試掘孔周
辺の地層中の全自然ガンマ線放射量および３つの
自然ガンマ線放射性元素の含有量の測定データを
自動的に処理する方法であつて、 前記試掘孔領域中の前記測定データの基準値を
決定する決定段階と、 前記測定データの少なくとも２つの測定データ
の線型結合の結果としても粘土含量の値を決定す
る決定段階と、 得られた値から粘土含量の表現を生成する生成
段階とを有し、 前記線型結合の係数は、前記基準値から誘導さ
れ、統計的変動が最小になるように重みづけされ
ていることを特徴とする。
第１図および第２図を参照して本発明を詳述す
る。第２図において符号５０は試掘孔５４を通し
た地質系統５６の調査用探針である。この調査用
探針５０は、シンチレータ６０および光電子増倍
管６２からなるガンマ線検出器５８と、増幅器６
４と、分解装置６６と、トランスミツタ６８とを
有している。地層系統５６から放射されるガンマ
線はガンマ線検出器によつて検出され、増幅器６
４を介して分解装置６６に送られる。分解装置６
６は送出されてきたガンマ線スペクトルを５つの
隣合うウインドーに分解する（米国特許第
3976878号明細書参照）。そして上記５つのウイン
ドーのうち上の３つのウインドーは３つの放射性
元素Ｔ、Ｕ、およびＫのそれぞれ３つの主エネル
ギピーク特性を含み、残りの２つのウインドーは
スペクトルの低いエネルギ部分に位置している。
分解装置６６の出力はトランスミツタ６８によつ
てケーブール５２を介してレシーバ７０に送出さ
れ、カウンタ７２によつてカウントされる。すな
わち、５つのウインドーにおけるカウント値比率
w1、w2、w3、w4、w5がカウンタ７２の出力と
して得られる。このカウント他比率w1、w2、
w3、w4、w5からトリウム（Ｔ）、ウラン（Ｕ）、
およびカリウム(k)の含量ならびに自然放射線総量
(G)が計算機７４によつて次の(1)〜(4)式を用いて演
算される。
る。第２図において符号５０は試掘孔５４を通し
た地質系統５６の調査用探針である。この調査用
探針５０は、シンチレータ６０および光電子増倍
管６２からなるガンマ線検出器５８と、増幅器６
４と、分解装置６６と、トランスミツタ６８とを
有している。地層系統５６から放射されるガンマ
線はガンマ線検出器によつて検出され、増幅器６
４を介して分解装置６６に送られる。分解装置６
６は送出されてきたガンマ線スペクトルを５つの
隣合うウインドーに分解する（米国特許第
3976878号明細書参照）。そして上記５つのウイン
ドーのうち上の３つのウインドーは３つの放射性
元素Ｔ、Ｕ、およびＫのそれぞれ３つの主エネル
ギピーク特性を含み、残りの２つのウインドーは
スペクトルの低いエネルギ部分に位置している。
分解装置６６の出力はトランスミツタ６８によつ
てケーブール５２を介してレシーバ７０に送出さ
れ、カウンタ７２によつてカウントされる。すな
わち、５つのウインドーにおけるカウント値比率
w1、w2、w3、w4、w5がカウンタ７２の出力と
して得られる。このカウント他比率w1、w2、
w3、w4、w5からトリウム（Ｔ）、ウラン（Ｕ）、
およびカリウム(k)の含量ならびに自然放射線総量
(G)が計算機７４によつて次の(1)〜(4)式を用いて演
算される。
Ｔ＝α1・w1＋α2・w2＋α3・w3
＋α4・w4＋α5・w5 (1)
Ｕ＝β1・w1＋β2・w2＋β3・w3
＋β4・w4＋β5・w5 (2)
Ｋ＝γ1・w1＋γ2・w2＋γ3・w3
＋γ4・w5＋γ5・w5 (3)
Ｇ＝δ（w1＋w2＋w3＋w4＋w5） (4)
ここで、α1、…α5、β1、…β5、γ1、…γ5は重
みつき係数であり、δは重みつき係数から経験的
に導出される係数である。
みつき係数であり、δは重みつき係数から経験的
に導出される係数である。
なお、Ｔ、Ｕ、Ｋは％表示あるいはppm表示で
表わされ、ＧはAPI単位として知られる標準単位
で表示されるものとする。
表わされ、ＧはAPI単位として知られる標準単位
で表示されるものとする。
計算機７４によつて演算された演算結果はレコ
ーダ７８によつて磁気テープに記録されるととも
にプロツタ７６によつて表示される。
ーダ７８によつて磁気テープに記録されるととも
にプロツタ７６によつて表示される。
このように試掘孔中の自然ガンマ線を測定し、
この測定結果からトリウム、ウラン、およびカリ
ウムのそれぞれの含量および自然放射線総量を求
めることは公知である（例えば、米国特第許第
3976878号明細書参照）。
この測定結果からトリウム、ウラン、およびカリ
ウムのそれぞれの含量および自然放射線総量を求
めることは公知である（例えば、米国特第許第
3976878号明細書参照）。
上述のようにして求められたトリウム、ウラン
およびカリウムのそれぞれの含量（Ｔ、Ｕおよび
Ｋ）、ならびに自然放射線総量(G)から粘土含量
Vclが計算機８０によつて演算され、演算結果が
プロツタ８２によつてグラフ表示される。
およびカリウムのそれぞれの含量（Ｔ、Ｕおよび
Ｋ）、ならびに自然放射線総量(G)から粘土含量
Vclが計算機８０によつて演算され、演算結果が
プロツタ８２によつてグラフ表示される。
次に上記粘土含量Vclを求める方法を第１図を
用いて説明する。
用いて説明する。
試掘孔により横切られた地層に関する既知の地
質データ（たとえば雲母の存在）に基いてログデ
ータを迅速に検査した後、試掘孔は500m程度異
なる深度の地帯まで掘り下げられ地質学的に異る
地帯を別々に処理できるようにする。そして検査
される最初の地帯に関するデータ先ず導入させ
（ブロツク１１）、そのデータはたとえばその地帯
の深度の最大最小深さや雲母質の砂か海洋性粘土
かと言うようなその地帯が含んでいる鉱物変異性
のタイプに関するデータである。次に各地層の自
然ガンマ線スペクトルを分析する前述のロギング
装置により供給されるデータＧ、Ｔ、Ｕ、Ｋを各
深度レベル毎に読取る（ブロツク１２）。
質データ（たとえば雲母の存在）に基いてログデ
ータを迅速に検査した後、試掘孔は500m程度異
なる深度の地帯まで掘り下げられ地質学的に異る
地帯を別々に処理できるようにする。そして検査
される最初の地帯に関するデータ先ず導入させ
（ブロツク１１）、そのデータはたとえばその地帯
の深度の最大最小深さや雲母質の砂か海洋性粘土
かと言うようなその地帯が含んでいる鉱物変異性
のタイプに関するデータである。次に各地層の自
然ガンマ線スペクトルを分析する前述のロギング
装置により供給されるデータＧ、Ｔ、Ｕ、Ｋを各
深度レベル毎に読取る（ブロツク１２）。
異なる試掘孔レベルたとえば15cm毎にＧ、Ｔ、
Ｕ、Ｋのデータを磁気テープに記録することは可
能であり、これらデータはレベル毎にテープに読
取られる。これら測定値に関する統計的変分を最
小にするため、予め定められた間隔（約1.05m）
で得られる測定値の平均を各レベルで計算する
（ブロツク１３）。換言すれば、各レベルのため
に、初期量Ｇ、Ｔ、Ｕ、Ｋを検査されるレベルに
集中した７個のレベルの間隔に対して得られるこ
れらの量の平均で置換する。
Ｕ、Ｋのデータを磁気テープに記録することは可
能であり、これらデータはレベル毎にテープに読
取られる。これら測定値に関する統計的変分を最
小にするため、予め定められた間隔（約1.05m）
で得られる測定値の平均を各レベルで計算する
（ブロツク１３）。換言すれば、各レベルのため
に、初期量Ｇ、Ｔ、Ｕ、Ｋを検査されるレベルに
集中した７個のレベルの間隔に対して得られるこ
れらの量の平均で置換する。
次に試掘孔により横切られる特定の地帯におけ
る量Ｇ、Ｔ、Ｕ、Ｋの基準値を決定する。すなわ
ちGmax、Tmax、Umax、Kmaxで表わされる
量Ｇ、Ｔ、Ｕ、Ｋの統計的最大値を計算する（ブ
ロツク１４）。たとえばGmaxの「統計的最大値」
はその地帯のすべてレベルの最高値Ｇとして規定
されるのはなく異常に高い値Ｇを有するレベルを
除去した後のこれらレベルのほとんどの値よりも
高い値として規定される。このような統計的最大
値Gmaxはその値Ｇが最高値のレベルの総数の５
％を除去し残りのレベルの最高値を計算すること
により得ることができる。なお、Tmax、
Umax、Kmaxは、ＧがGmaxをとるレベルにお
ける量Ｔ、Ｕ、Ｋの値である。これら統計的最大
値は実質的に純粋粘度における基準値としてみな
される。
る量Ｇ、Ｔ、Ｕ、Ｋの基準値を決定する。すなわ
ちGmax、Tmax、Umax、Kmaxで表わされる
量Ｇ、Ｔ、Ｕ、Ｋの統計的最大値を計算する（ブ
ロツク１４）。たとえばGmaxの「統計的最大値」
はその地帯のすべてレベルの最高値Ｇとして規定
されるのはなく異常に高い値Ｇを有するレベルを
除去した後のこれらレベルのほとんどの値よりも
高い値として規定される。このような統計的最大
値Gmaxはその値Ｇが最高値のレベルの総数の５
％を除去し残りのレベルの最高値を計算すること
により得ることができる。なお、Tmax、
Umax、Kmaxは、ＧがGmaxをとるレベルにお
ける量Ｔ、Ｕ、Ｋの値である。これら統計的最大
値は実質的に純粋粘度における基準値としてみな
される。
つぎに粘度の平均カウント値比率に相当する値
W1cl、W2cl、W3cl、W4cl、W5clを計算する
（ブロツク１５）。統計的最大値Gmax、Tmax、
Umax、Kmaxが得られているならば、目盛定め
ブロツクにおいて測定される５つのウインドーに
おける重みつき計数を用いて平均カウント値比率
を計算することができる。
W1cl、W2cl、W3cl、W4cl、W5clを計算する
（ブロツク１５）。統計的最大値Gmax、Tmax、
Umax、Kmaxが得られているならば、目盛定め
ブロツクにおいて測定される５つのウインドーに
おける重みつき計数を用いて平均カウント値比率
を計算することができる。
同様に、Gmin、Tmin、Umin、Kminで表わ
される量Ｇ、Ｔ、Ｕ、Ｋの統計的最小値を計算す
る（ブロツク１６）。これらの最小値は実質的に
異物混入のない地層すなわち粘土を含まない地層
におけるＧ、Ｔ、Ｕ、Ｋの値とみなされる。
される量Ｇ、Ｔ、Ｕ、Ｋの統計的最小値を計算す
る（ブロツク１６）。これらの最小値は実質的に
異物混入のない地層すなわち粘土を含まない地層
におけるＧ、Ｔ、Ｕ、Ｋの値とみなされる。
次にその地帯が鉱物変異性を含むかどうか、す
なわち攪乱放射性元素を含むかどうかを検査する
（ブロツク２０）。この情報はブロツク１１のデー
タ導入段階でメモリに記憶されている。
なわち攪乱放射性元素を含むかどうかを検査する
（ブロツク２０）。この情報はブロツク１１のデー
タ導入段階でメモリに記憶されている。
もしその御帯が鉱物変異性を全く含まないなら
ば、自然放射線総量はその地帯における粘土含量
の表示データとして利用され、この粘土含量は次
式により各レベルにおいて次の如く示される（ブ
ロツク２１）。
ば、自然放射線総量はその地帯における粘土含量
の表示データとして利用され、この粘土含量は次
式により各レベルにおいて次の如く示される（ブ
ロツク２１）。
Vcl(G)＝Ｇ−Gmin／Gmax−Gmin (5)
もしその地帯が鉱物変異性を含むならば、各レ
ベルで量Ｇ、Ｔ、Ｕ、Ｋの少なくとも２つの量を
組合せ、攪乱放射性元素の影響を補正した粘度含
量の表示データを得ることができる。本実施にお
いては検査している地帯が雲母質の粘土を含む場
合を調べることにする。海洋性粘土の場合に実施
すべき操作はほぼ同じなのでこれは後で要約して
簡単に述べる。
ベルで量Ｇ、Ｔ、Ｕ、Ｋの少なくとも２つの量を
組合せ、攪乱放射性元素の影響を補正した粘度含
量の表示データを得ることができる。本実施にお
いては検査している地帯が雲母質の粘土を含む場
合を調べることにする。海洋性粘土の場合に実施
すべき操作はほぼ同じなのでこれは後で要約して
簡単に述べる。
雲母質砂土の場合、雲母の存在が異常に高いカ
リウム含量を生じ総自然放射量Ｇの増加をもたら
す。ＴとＵの含量は実質的に粘土含量を表わして
いるが、これら量を粘土含量を表わすデータとし
て利用するにはそれらの統計的変分が大きすぎる
ので利用できない。
リウム含量を生じ総自然放射量Ｇの増加をもたら
す。ＴとＵの含量は実質的に粘土含量を表わして
いるが、これら量を粘土含量を表わすデータとし
て利用するにはそれらの統計的変分が大きすぎる
ので利用できない。
第１段階において、雲母質砂土の目盛定め間隔
を決定する（ブロツク２２）。この目盛定め間隔
は、たとえばＫ／ＴあるいはＫ／Ｕが比Kmax／
TmaxやKmax／Umaxよりもかなり高い値とな
るような少なくともほぼ1m以上の深さにわたり
統計的に安定な間隔である。次にこの目盛定め間
隔における平均値Ccal、Tacl、Ucal、Kcalを決
定する（ブロツク２３）。
を決定する（ブロツク２２）。この目盛定め間隔
は、たとえばＫ／ＴあるいはＫ／Ｕが比Kmax／
TmaxやKmax／Umaxよりもかなり高い値とな
るような少なくともほぼ1m以上の深さにわたり
統計的に安定な間隔である。次にこの目盛定め間
隔における平均値Ccal、Tacl、Ucal、Kcalを決
定する（ブロツク２３）。
ＴとＵの含量が実質的に粘土含量を表わしてい
ることは前述した。それ故次式により粘土含量
Vcl（Ｔ）とVcl（Ｕ）をＴとＵの含量の関数とし
て計算できる。
ることは前述した。それ故次式により粘土含量
Vcl（Ｔ）とVcl（Ｕ）をＴとＵの含量の関数とし
て計算できる。
Vcl（Ｔ）＝Ｔ−Tmin／Tmax−Tmin (6)
Vcl（Ｕ）＝Ｕ−Umin／Umax−Umin (7)
しかしウランとトリウムから発生してカウント
値比率は低いため、その統計的変分は大きすぎる
しVcl（Ｔ）あるいはVcl（Ｕ）の誤差は大きい。
値比率は低いため、その統計的変分は大きすぎる
しVcl（Ｔ）あるいはVcl（Ｕ）の誤差は大きい。
線形（一次）関数Vcl（Ｔ−Ｕ）に従つてVcl
（Ｔ）とVcl（Ｕ）を組合せることができ、これが
統計的部分を最小にすることが見出された。
（Ｔ）とVcl（Ｕ）を組合せることができ、これが
統計的部分を最小にすることが見出された。
H1＝Vcl（Ｔ−Ｕ）＝Ａ・Vcl（Ｔ）
＋（１−Ａ）・Vcl（Ｕ） (8)
Vcl（Ｔ−Ｕ）はＴとＵの含量の線形関数であ
り、Ｔ＝Tmax、Ｕ＝Umaxの場合に値１をと
り、Ｔ＝Tmin、Ｕ＝Uminの場合に値０をとる。
り、Ｔ＝Tmax、Ｕ＝Umaxの場合に値１をと
り、Ｔ＝Tmin、Ｕ＝Uminの場合に値０をとる。
係数Ａ、従つて係数（１−Ａ）を決定するた
め、粘土層の統計的変分によるVcl（Ｔ−Ｕ）の
標準偏差σ1を計算し、σ1が最小となるようにす
るＡの値を求める（ブロツク２５）。
め、粘土層の統計的変分によるVcl（Ｔ−Ｕ）の
標準偏差σ1を計算し、σ1が最小となるようにす
るＡの値を求める（ブロツク２５）。
標準偏差σ1の計算は粘土の平均カウント値比
率W1cl〜W5clを用いて演算しなければならな
い。実際には、十分厚い粘土層が既知であつても
標準偏差σ1を計算するためにその層のそれぞれ
異なる値を利用することはできない。それらの値
の変分は粘土含量の変化のためおよびその統計的
変分の両方のために生じているからである。これ
に反し平均カウント値比率が分かつていれば数学
論的にこの問題を解消できる。
率W1cl〜W5clを用いて演算しなければならな
い。実際には、十分厚い粘土層が既知であつても
標準偏差σ1を計算するためにその層のそれぞれ
異なる値を利用することはできない。それらの値
の変分は粘土含量の変化のためおよびその統計的
変分の両方のために生じているからである。これ
に反し平均カウント値比率が分かつていれば数学
論的にこの問題を解消できる。
実際は、カウント値比率ｗはポアツソンの法則
により与えられる確率関数を有する変量である。
このポアツソンの法則によれば標準偏差σは平均
値の平方値√に等しいことが知られている。さ
らに、本発明の方法の引続く段階で調べられるそ
れぞれの関数は一般式で書くことができる。
により与えられる確率関数を有する変量である。
このポアツソンの法則によれば標準偏差σは平均
値の平方値√に等しいことが知られている。さ
らに、本発明の方法の引続く段階で調べられるそ
れぞれの関数は一般式で書くことができる。
Ｆ＝L1・w1＋L2・w2＋L3・
w3＋L4・w4＋L5・w5 (9)
上式においてL1〜L5は定数係数であり、w1〜
w5は５つのウインドーにおけるカウント値比率
である。
w5は５つのウインドーにおけるカウント値比率
である。
このような関数Ｆに対し、分散加算定理は関数
Ｆの標準偏差σが次式で与えられることを示して
いる。
Ｆの標準偏差σが次式で与えられることを示して
いる。
σ2＝L12・W1＋L22・W2＋L32・
W3＋L42・W4＋L52・W5 (10)
上式においてW1〜W5は標準偏差の２乗すなわ
ち平均値である。
ち平均値である。
Vcl（Ｔ−Ｕ）の場合には係数Ａを得るため次
のような計算を実行する。
のような計算を実行する。
まず任意の係数Ａたとえば０，５を選定し、関
数Vcl（Ｔ−Ｕ）に対し上述の係数L1〜L5を計算
する。ＴはＴ＝5 〓i=1 αi・wiでありVcl（Ｔ）は第(6)
式よりVcl（Ｔ）＝（Ｔ−Tmin）／（Tmax−
Tmin）なので、関数Vcl（Ｔ）の係数はαi／
（Tmax−Tmin）の形をしている。同様に関数
Vcl（Ｕ）の係数はβi／（Umax−Umin）の形式
をとる。従つて関数Vcl（Ｔ−Ｕ）の係数はMi＝
Aαi／（Tmax−Tmin）＋（１−Ａ）βi／（Umax
−Umin）の形になつている。
数Vcl（Ｔ−Ｕ）に対し上述の係数L1〜L5を計算
する。ＴはＴ＝5 〓i=1 αi・wiでありVcl（Ｔ）は第(6)
式よりVcl（Ｔ）＝（Ｔ−Tmin）／（Tmax−
Tmin）なので、関数Vcl（Ｔ）の係数はαi／
（Tmax−Tmin）の形をしている。同様に関数
Vcl（Ｕ）の係数はβi／（Umax−Umin）の形式
をとる。従つて関数Vcl（Ｔ−Ｕ）の係数はMi＝
Aαi／（Tmax−Tmin）＋（１−Ａ）βi／（Umax
−Umin）の形になつている。
第(10)式を適用すれば、粘土の標準偏差σ1は次
式により計算できる。
式により計算できる。
σ12＝5
〓i=1
（Mi）2Wicl (11)
Ａの値を選定し、それ故最小標準偏差σ1が得
られる。
られる。
関数Vcl（Ｔ−Ｕ）は攪乱放射性元素Ｋの影響
に対して補正された粘土含量の表示データを与え
る。本発明の方法の別の段階では検査している地
帯の各レベルでVcl（Ｔ−Ｕ）を計算することが
できる（ブロツク２６）。しかし後述のように統
計的変分の小さい値により粘土含量の表示データ
のさらに良いデータを得ることができる。
に対して補正された粘土含量の表示データを与え
る。本発明の方法の別の段階では検査している地
帯の各レベルでVcl（Ｔ−Ｕ）を計算することが
できる（ブロツク２６）。しかし後述のように統
計的変分の小さい値により粘土含量の表示データ
のさらに良いデータを得ることができる。
下記のデータ処理段階においては、ガンマ線総
量Ｇとカリウム含量Ｋを組合せるための関数を求
める。
量Ｇとカリウム含量Ｋを組合せるための関数を求
める。
まずVcl（Ｔ、Ｕ）により目盛定め間隔の粘土
含量の値Vcl（cal）を計算して（ブロツク３０）、
Tcalに対しVcl（Ｔ）、Ucalに対しVcl（Ｕ）を決
定し、係数Ａが決められている第(8)式において得
られる値を導入する。また予め定められた値Vcl
（cal）を導入することができ（ブロツク２９）、
この値はたとえば目盛定め間隔の地質調査で前以
つて求められていた既知所定値である。
含量の値Vcl（cal）を計算して（ブロツク３０）、
Tcalに対しVcl（Ｔ）、Ucalに対しVcl（Ｕ）を決
定し、係数Ａが決められている第(8)式において得
られる値を導入する。また予め定められた値Vcl
（cal）を導入することができ（ブロツク２９）、
この値はたとえば目盛定め間隔の地質調査で前以
つて求められていた既知所定値である。
次に補正関数Gcolを次のように選び、係数Ｂ
を求める（ブロツク３１）。
を求める（ブロツク３１）。
Gcor＝Ｇ−BK (12)
係数Ｂに対し、関係Vcl（Ｇ−Ｋ）はＧ＝cal、
Ｋ＝Kcalの場合にVcl（cal）の値をとる。このこ
とは次式のように表わされる。
Ｋ＝Kcalの場合にVcl（cal）の値をとる。このこ
とは次式のように表わされる。
H2＝Vcl（Ｇ−Ｋ）
＝（Ｇ−BK）−（Gmin−BKmin）／（Gmax−BKmax）−
（Gmin−BKmin）(13) Vcl（Ｇ−Ｋ）はＧとＫの線形関数であり、Ｇ
＝Gmax、Ｋ＝Kmaxのとき値１をとり、Ｇ＝
Gmin、Ｋ＝Kminのとき値０をとる。
（Gmin−BKmin）(13) Vcl（Ｇ−Ｋ）はＧとＫの線形関数であり、Ｇ
＝Gmax、Ｋ＝Kmaxのとき値１をとり、Ｇ＝
Gmin、Ｋ＝Kminのとき値０をとる。
第(13)式は次のような関係式を選べば等価計算
を行なうことができる。
を行なうことができる。
H′2＝Vcl（Ｇ−Ｋ）＝B′Vcl(G)
＋（１−B′）Vcl(K)
この係数B′と（１−B′）を決定すればVcl（Ｇ
−Ｋ）は目盛定め間隔の値Vcl（cal）をとる。
−Ｋ）は目盛定め間隔の値Vcl（cal）をとる。
係数Ｂを決定してしまえば、その地帯の各レベ
ルに対しVcl（Ｇ−Ｋ）を計算することができ
（ブロツク３８）、従つて雲母に含有された攪乱放
射性元素Ｋの影響を補正された粘土含量の別の表
示データを得ることができる。Vcl（Ｔ−Ｕ）よ
りもVcl（Ｇ−Ｋ）の統計的変分が明らかに減少
されることが判明している。
ルに対しVcl（Ｇ−Ｋ）を計算することができ
（ブロツク３８）、従つて雲母に含有された攪乱放
射性元素Ｋの影響を補正された粘土含量の別の表
示データを得ることができる。Vcl（Ｔ−Ｕ）よ
りもVcl（Ｇ−Ｋ）の統計的変分が明らかに減少
されることが判明している。
そこで、Vcl（Ｔ−Ｕ）とVcl（Ｇ−Ｋ）を組合
せることにより粘土含量の表示データのさらに良
いデータを得ることができる。この目的を達成す
るため関数を次のように選ぶ。
せることにより粘土含量の表示データのさらに良
いデータを得ることができる。この目的を達成す
るため関数を次のように選ぶ。
H3＝Vcl（TUKG）＝CVcl（Ｔ−Ｕ）
＋（１−Ｃ）Vcl（Ｇ−Ｋ） (14)
そして係数Ｃの値を求め、この係数Ｃに対し
Vcl（TUKG）の標準偏差σ2が粘土において最小
になつている（ブロツク３２）。σ2の計算のため
にσ1を求めたときと同様に平均カウント値比率
W1cl〜W5clを用いて計算される。関数Vcl
（TUKG）はＴ、Ｕ、Ｋ、Ｇの線形関数なので第
(9)式の形に書き直すことができる。Vcl（Ｔ−Ｕ）
の係数Mi〔＝Aαi／（Tmax−Tmin）＋（１−Ａ）
βi／（Umax−Umin）〕はすでに計算され求めら
れている。Vcl（Ｇ−Ｋ）の係数Niは次式に従つ
て計算する。
Vcl（TUKG）の標準偏差σ2が粘土において最小
になつている（ブロツク３２）。σ2の計算のため
にσ1を求めたときと同様に平均カウント値比率
W1cl〜W5clを用いて計算される。関数Vcl
（TUKG）はＴ、Ｕ、Ｋ、Ｇの線形関数なので第
(9)式の形に書き直すことができる。Vcl（Ｔ−Ｕ）
の係数Mi〔＝Aαi／（Tmax−Tmin）＋（１−Ａ）
βi／（Umax−Umin）〕はすでに計算され求めら
れている。Vcl（Ｇ−Ｋ）の係数Niは次式に従つ
て計算する。
Ni＝（δ−Bγi）／｛（Gmax−BKmax）
−（Gmin−BKmin）｝
Ｃのいくつかの値を順次選ぶことによりVcl
（TUKG）の係数を計算し、その係数Piは次のよ
うな形である。
（TUKG）の係数を計算し、その係数Piは次のよ
うな形である。
Pi＝CMi＋（１−Ｃ）Ni
第(10)式を用いてσ2を計算すれば
σ2＝5
〓i=1
〔CMi＋（１−Ｃ）Ni〕2Wicl (15)
上式から標準偏差σ2が最小となるように係数
Ｃの値を求めればよい。
Ｃの値を求めればよい。
次にその地帯の各レベルに対するVcl（TUKG）
を計算し（ブロツク３３）、このデータは自然ガ
ンマ線に由来する地層の粘土含量の最終表示デー
タを与える。
を計算し（ブロツク３３）、このデータは自然ガ
ンマ線に由来する地層の粘土含量の最終表示デー
タを与える。
この表示データは各レベル毎に記録され（ブロ
ツク３４）、他のロギング装置から入来する情報
を含むロギングデータの分析のために後でデータ
処理される。このような次に続くデータ処理はた
とえばフランス国特許第2208123号に記載されて
いる。次にその検査地帯に進めて（ブロツク３
６）データ取り最後の地後に達するまで繰返され
る（ブロツク３５）。
ツク３４）、他のロギング装置から入来する情報
を含むロギングデータの分析のために後でデータ
処理される。このような次に続くデータ処理はた
とえばフランス国特許第2208123号に記載されて
いる。次にその検査地帯に進めて（ブロツク３
６）データ取り最後の地後に達するまで繰返され
る（ブロツク３５）。
入手された粘土含量の表示データは深度レベル
の関数としてグラフにプロツトされ（ブロツク３
７）、攪乱放射性元素の影響を補正された自然ガ
ンマ線総量と記録と同様のログ（記録情報）を得
る。
の関数としてグラフにプロツトされ（ブロツク３
７）、攪乱放射性元素の影響を補正された自然ガ
ンマ線総量と記録と同様のログ（記録情報）を得
る。
海洋性粘土を存在するときは、（ブロツク２０
で判別されたとき）実行されるべき残りの操作は
前述した雲母質砂土の場合と実質的に同じであ
る。この場合の攪乱放射性元素はウランであり
（有機含有量が多いため）、そのとき関数H2（ブロ
ツク３１で決められるH2）は量ＵとＧの組合せ
関係Vcl（Ｇ−Ｕ）となる。しかし前述のブロツ
ク２５と３０に対応するブロツクに関しては海洋
粘土の場合に異なる。すなわち海洋粘土の場合は
Vcl（Ｔ）は良好な表示データをもたらさないの
である。従つて攪乱放射性元素Ｕにより影響され
ない量を組合せた関数Vcl（Ｔ−Ｋ）を求めるの
は望ましくなく、関係Vcl(K)に値Ｋ＝Kclを与え
るVcl（cal）を計算する方が好ましい。Vcl(K)は
次式により与えられる。
で判別されたとき）実行されるべき残りの操作は
前述した雲母質砂土の場合と実質的に同じであ
る。この場合の攪乱放射性元素はウランであり
（有機含有量が多いため）、そのとき関数H2（ブロ
ツク３１で決められるH2）は量ＵとＧの組合せ
関係Vcl（Ｇ−Ｕ）となる。しかし前述のブロツ
ク２５と３０に対応するブロツクに関しては海洋
粘土の場合に異なる。すなわち海洋粘土の場合は
Vcl（Ｔ）は良好な表示データをもたらさないの
である。従つて攪乱放射性元素Ｕにより影響され
ない量を組合せた関数Vcl（Ｔ−Ｋ）を求めるの
は望ましくなく、関係Vcl(K)に値Ｋ＝Kclを与え
るVcl（cal）を計算する方が好ましい。Vcl(K)は
次式により与えられる。
Vcl(K)＝Ｋ−Kmin／Kmax−Kmin (16)
残りのデータ処理手順はブロツク３２に関して
前述した手順に従つてVcl(K)とVcl（Ｇ−Ｕ）を線
形に組合せる。粘土含量の最終表示データは３つ
の量Ｕ、Ｋ、Ｇの組合せVcl（UKG）により与え
られる。
前述した手順に従つてVcl(K)とVcl（Ｇ−Ｕ）を線
形に組合せる。粘土含量の最終表示データは３つ
の量Ｕ、Ｋ、Ｇの組合せVcl（UKG）により与え
られる。
本発明の範囲を逸脱することなく前述の方法に
多くの変更処理を加えることができる。たとえば
得られた統計的誤差が許容できる程度の小さなも
のであれば、関数H1とH2の一方のみにより粘土
含量を決定する方法として制限することもでき
る。
多くの変更処理を加えることができる。たとえば
得られた統計的誤差が許容できる程度の小さなも
のであれば、関数H1とH2の一方のみにより粘土
含量を決定する方法として制限することもでき
る。
以上の通り本発明によれば地層の粘土含有量を
極めて正確に求めることができる。この粘土含有
量は炭化水素貯留層を知る上での主要なパラメー
タであることから極めて重要である。
極めて正確に求めることができる。この粘土含有
量は炭化水素貯留層を知る上での主要なパラメー
タであることから極めて重要である。
第１図は本発明の方法の手順を示すフローチヤ
ート、第２図は本発明の方法を実施する装置の具
体例を示すブロツク図である。
ート、第２図は本発明の方法を実施する装置の具
体例を示すブロツク図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 攪乱元素と呼ばれる３つの自然ガンマ線放射
元素のひとつの存在が粘土に関係していない場合
に、試掘孔の領域中の地層の粘土含量の表示デー
タを得るために、前記試掘孔周辺の地層中の全自
然ガンマ線放射量および３つの自然ガンマ線放射
性元素の含有量の測定データを自動的に処理する
方法であつて、 前記試掘孔領域中の前記測定データの基準値を
決定する決定段階と、 前記測定データの少なくとも２つの測定データ
の線型結合の結果として粘土含量の値を決定する
決定段階と、 得られた値から粘土含量の表現を生成する生成
段階とを有し、 前記線型結合の係数は、前記基準値から誘導さ
れ、統計的変動が最小になるように重みづけされ
ていることを特徴とする試掘孔中の自然ガンマ線
測定データの自動処理方法。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の方法において、
前記線型結合は、前記攪乱元素以外の２つの放射
性元素の含有量の測定データの線型結合であるこ
とを特徴とする方法。 ３ 特許請求の範囲第２項記載の方法において、
基準値を決定する前記決定段階は、ほぼ純粋な粘
土層およびほとんど粘土のない地層のそれぞれの
前記試掘孔領域に対する２つの放射性元素の第１
の基準値および第２の基準値を決定する段階を有
することを特徴とする方法。 ４ 特許請求の範囲第１項記載の方法において、
前記線型結合は、前記全自然ガンマ線放射量の測
定データと前記攪乱元素の含有量の測定データの
線型結合であることを特徴とする方法。 ５ 特許請求の範囲第４項記載の方法において、
基準値を決定する前記決定段階は、 それぞれほぼ純粋な粘土層およびほとんど粘土
のない地層におけるそれぞれ前記試掘孔領域に対
する全自然ガンマ線放射量と前記攪乱元素の含有
量の第１および第２の基準値を決定する段階と、 前記攪乱元素を含む目盛定め間隔の範囲内にお
ける前記試掘孔領域に対する前記全自然ガンマ線
放射量と前記攪乱元素の含有量の第３の基準値を
決定する段階と を有することを特徴とする方法。 ６ 特許請求の範囲第１項、第３項、第５項のい
ずれかに記載の方法において、前記線型結合は、
前記基準値から決定され、前記攪乱元素以外の２
つの放射性元素の含有量の測定データの第１の線
型結合と、前記全自然ガンマ線放射線量と前記攪
乱元素の含有量の測定データの第２の線型結合と
の線型結合であることを特徴とする方法。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB7388/76A GB1515092A (en) | 1976-02-25 | 1976-02-25 | Shaly sand evaluation by gamma ray spectrometry |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS52125401A JPS52125401A (en) | 1977-10-21 |
| JPH0156397B2 true JPH0156397B2 (ja) | 1989-11-29 |
Family
ID=9832170
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2012677A Granted JPS52125401A (en) | 1976-02-25 | 1977-02-25 | Method of automatically processing measured data of natural gamma rays in test pit |
Country Status (10)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4096385A (ja) |
| JP (1) | JPS52125401A (ja) |
| AU (1) | AU2189177A (ja) |
| CA (1) | CA1073119A (ja) |
| EG (1) | EG13271A (ja) |
| ES (1) | ES455762A1 (ja) |
| FR (1) | FR2342507A1 (ja) |
| GB (1) | GB1515092A (ja) |
| IT (1) | IT1075405B (ja) |
| NO (1) | NO145966C (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4531188A (en) * | 1972-11-29 | 1985-07-23 | Schlumberger Technology Corporation | Methods for automatic processing of information obtained by well logging |
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| EP0070943A1 (en) * | 1981-07-31 | 1983-02-09 | Societe De Prospection Electrique Schlumberger | Natural gamma ray spectrum analysis and filtering technique |
| BR8204377A (pt) * | 1981-07-31 | 1983-07-19 | Prad Res & Dev Nv | Processo e sistema de filtracao em tempo real em perfilagem nuclear de pocos e semelhantes |
| US4436997A (en) | 1981-08-21 | 1984-03-13 | Mobil Oil Corporation | Method for the determination of clay and mica concentrations in subsurface sandstone formations through radioactive logging |
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| US4622849A (en) * | 1982-09-13 | 1986-11-18 | Dresser Industries, Inc. | Method and apparatus for determining characteristics of clay-bearing formations |
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| US4890486A (en) * | 1984-01-26 | 1990-01-02 | Schlumberger Technology Corp. | In situ determination of hydrocarbon characteristics |
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| US4903527A (en) * | 1984-01-26 | 1990-02-27 | Schlumberger Technology Corp. | Quantitative clay typing and lithological evaluation of subsurface formations |
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-
1976
- 1976-02-25 GB GB7388/76A patent/GB1515092A/en not_active Expired
-
1977
- 1977-01-19 FR FR7701374A patent/FR2342507A1/fr active Granted
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- 1977-02-03 AU AU21891/77A patent/AU2189177A/en not_active Expired
- 1977-02-09 ES ES455762A patent/ES455762A1/es not_active Expired
- 1977-02-14 US US05/768,132 patent/US4096385A/en not_active Expired - Lifetime
- 1977-02-16 IT IT20344/77A patent/IT1075405B/it active
- 1977-02-21 EG EG101/77A patent/EG13271A/xx active
- 1977-02-24 CA CA272,597A patent/CA1073119A/en not_active Expired
- 1977-02-25 JP JP2012677A patent/JPS52125401A/ja active Granted
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