X射线荧光测井中关键技术研究

The mineral resource is greatly important to our national security. Now We need to expand exploration to hold our national secrurity.The drilling is an economic and intuitive method to discover and detmine the concealed orebodies.The well-logging is the essential step for the drilling in order to get the message of well we need. The qualitivate analyis is done by the common well-logging method. X-Ray Fluorescence Well-Logging(XRFWL) method is a convenient and shortcut way to get the concentration of element in orebodies. It is the key advancement of geophysical exploration because it improve the qualitivate to quantivate analysis of well-logging. Now it becomes an essential well-logging method. The program studies the key technologies in XRFWL to convert the intensities of X-RAY to concentration of elements.We study the mechanism of the spectrum created and the affection of well fluid and matrix afftection by numberical method and Models Carlo simulation method. Basing on them, we get the correction method of well fluid and the matrix affection.Then we use the spectrum analysis method to get the pure intensity of characteristic x-ray of element. All this we can establish the mathematics model and the way of precious convervion of the x-ray intensities to element concentration. Many experiments will be done to check the mathesmatics model and the conversion way. The result of programm will support the theory and the technology of XRFWL and improve the precious of XRWL.By the program, we hope to enrich the method of exploration method in china. The result of the program is also an important academtical success. The result can be used in in-situ energy dispersive x-ray fluorescence analysis in ore.

目前我国需加大矿产普查力度以保障国家资源安全。钻探是发现和验证隐伏矿（化）体的经济、直接的手段，而测井是取得钻探成果的重要步骤。X射线荧光测井技术可以快速、便捷地测定井壁中元素含量，使地下物探由"定性"，发展到"定量"阶段，是重要的测井手段。本项目围绕X射线荧光测井中从仪器谱到元素定量分析关键技术，针对X射线荧光测井中谱线解析、井液校正、基体校正等技术难题，从研究X射线荧光测井仪器谱的形成机理和井液、岩壁基体对X射线荧光测井结果的影响规律入手，拟采用数值计算和MC数值模拟两种手段，研究仪器谱解析、井液校正、基体效应校正方法，建立从仪器谱到元素含量数理模型和计算方法。项目通过实验评价数理模型和计算方法的适用性和可靠性。项目成果为X射线荧光测井技术提供理论与技术支撑，显著提高X射线荧光测井对元素定量测定的精确度和准确度，丰富我国核地球物理勘查的方法技术，具有重要学术价值。

本项目由国家自然科学基金资助，2013年开始实施，2015年结束。项目针对目前金属矿勘探过程中，钻探成为一种直接有效的勘探方法，而取芯钻探的成本高，取芯成功率难以保证的情况下，利用X射线荧光分析方法进行元素测井，是一种有效并且性价比较高的测井方法。项目针对X射线荧光测井中存在的主要问题，开展的研究工作和取得的研究如下：.（1）项目中，针对X射线荧光测井的需要，采用MCNP软件构建了用于X射线荧光测井研究的数字化模拟井，为X射线荧光测井关键技术研究和分析方法研究奠定了基础。.（2）项目中采用蒙特卡罗方法、数值理论分析等，对X射线荧光测井的谱特征进行了研究，解析了X射线荧光谱特征同X射线光管特性、井液厚度和井壁基体之间的相关性，为X射线荧光测井仪器设计、测井条件选择提供了参考依据。.（3）项目中，对X射线荧光测井仪器谱的解析方法进行了研究。项目实现了基于人工智能的能量自动刻度方法，对X射线仪器谱中散射本底扣除方法进行了比较，并对AIMA方法进行了改进。对于重叠峰的剥离，结合高斯拟合方法，采用反卷积算法，实现了重叠峰剥离。.（4）对定量分析方法的研究。在项目中，对定量分析方法进行了研究，首先对现场X射线荧光分析中基体进行了研究，确定了基体有效院子序数同散射本底之间的关系；其次实现了改进型基本参数法，提高了定量分析灵敏度。.（5）针对X射线荧光测井井液校正难题，项目提出采用双探测器X射线荧光探管，实现井液校正。模拟数据表明，该方法理论公式正确，但是模拟结果同理论存在一定的误差，需要继续加以研究与改进。. 本项目实施，为X射线荧光测井的实用化提供了理论依据，也为X射线荧光测井方法应用提供参考。对项目中取得成果，可以转化为实用X射线荧光测井方法，提高X射线荧光测井的实用性。本项目结束后，希望可以开展更加结合实际使用的相关研究，为我国矿产勘探提供重要技术支撑。