密度测井仪检定结果的不确定度评定

摘 要 ：根据《JJG（军工）42―2014密度测井仪检定规程》的规定，在检定密度仪所用仪器设备和技术条件下，对密度测井仪检定结果的不确定度进行评定。分析并列出了检定过程中对测量结果有明显影响的不确定度来源，如计量标准、137Cs源放射性统计涨落、仪器稳定性、环境辐射变化、仪器刻度等方面。并对各不确定度分量进行了量化，同时给出了相应的分析评定方法，评定了SYSTEM VI-9139a型密度测井仪检定结果的扩展不确定度为5%，其最大项为由环境辐射变化引入的不确定度，该项不确定度为1.5%。

关键词 ： 密度测井仪 计量 不确定度 评定

中图分类号： P63 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2015）04（A）-00

1 引言

密度测井仪主要是用来测量地层围岩密度，从而准确的确定地层岩性、计算地层有效孔隙度、矿物储量和地层含氢指数（影响核子测井结果的岩层间隙水），在各种矿床勘探中有着非常重要的作用。

测量是科研、生产过程中不可缺少的一项工作，测量不确定度是对测量结果质量的定量表征。而评定密度测井仪测量结果的不确定度，首先需要评定检定密度测井仪时，检定结果的不确定度。GB/T27025―2008《检测和校准实验室能力的通用要求》和GJB2725A―2001《测试实验室和校准实验室通用要求》也要求在校准证书给出对校准结果不确定度的说明。

2 测量用设备、测量方法和数学模型

2.1 依据文件

JJG（军工）42-2014密度测井仪检定规程

JJF1059.1-2012 测量不确定度评定及表示

2.2 计量标准

主要计量标准装置为密度-孔隙度测井模型标准装置，它位于石家庄市核工业航测遥感中心，其实物见图1，技术指标见表1。

2.3 被测对象

型号为SYSTEM VI-9139a，编号为1249的密度测井仪（以下简称仪器）。

2.4 环境条件

温度：23℃；

相对湿度：小于45%；

周围无强震动、强电磁干扰；

无其它影响测量结果的放射源。

2.5 测量方法

将密度测井仪置于标准模块中，推靠器推靠好后作定点测量，采集时间应保证长、短源距的原始累计计数均不低于90000，记录长、短源距计数率，根据刻度系数和密度计算方法，计算模块的密度值。

2.6 数学模型

3. 不确定度评定

3.1 不确定度来源分析

由上述数学模型和密度测量原理可以看出影响测量结果的因素有密度-孔隙度测井模型标准、放射性统计涨落、仪器稳定性变化、环境辐射贡献的变化等，在评定不确定度时要考虑这些因素。

3.2 标准不确定度评定

3.2.1 密度-孔隙度测井模型标准量值的不确定度（ ）

新建模型的物性参数（密度、孔隙度、渗透率）定值结果是由石油行业的3家经过国家计量认证的实验室，通过对模型模拟样柱或岩心样柱分析确定的，各实验室和各分析方法间彼此相互独立，其复现量值的不确定度主要来源于以下几个方面：

a） 国家一级标准物质复现量值的不确定度（ ）

实验室采用国家一级标准样进行比对分析测量时，标准样的不确定度u1。对于渗透率则没有此项不确定度，却有压差、流体粘度等测试条件控制不准确引入的不确定度，此项不确定度设为 。

b） 分析测试方法技术手段不完善引入的不确定度 。

c） 岩心体积度量不准确引入的不确定度 。

d） 模型样品分析测量结果统计涨落引入的不确定度 。

模型密度定值由3家实验室完成，每家实验室做12个单样分析测试，其相应的不确定度分量分别为：0.31%、0.16%、0.52%、0.69%，则取该项不确定度 。

上述各不确定度分量互相独立，密度-孔隙度测井模型标准复现量值的合成标准不确定度 是上述各项不确定度分量的方和根：

3.2.2 仪器校准/检定过程的不确定度（ ）

被校检仪器在检定过程中的测量不确定度主要来源于Cs源放射性统计涨落，仪器稳定性变化、环境辐射贡献的变化等方面，说明该随机过程误差不仅是仪器或测量标准的特性，而且是整个测量过程的特征。

（1）仪器校准/检定过程的B类不确定度（ ）

a） 仪器的稳定性引入的不确定度

对于SYSTEM VI-9139a密度测井仪，根据仪器的技术性能指标，在仪器性能正常时，估算此项因素所引起的不确定度不超过1.0%。

b） 环境辐射变化引入的不确定度

该系列模型体源设置的场地在室外，虽然天气温度等环境因素变化大，但由于模型常年浸泡在水中，且自身辐射接近环境本底，仪器接受的放射性辐射主要来自本身的Cs源，综合考虑，环境因素带来的不确定度定为 。

c） 仪器刻度引入的不确定度

对于SYSTEM VI-9139a密度测井仪，根据仪器的技术性能指标，仪器刻度所引起的不确定度不超过1.0%。

综上所述，用该系列模型体源检定的仪器，其检定测量过程的不确度来源有仪器稳定性、环境影响和仪器刻度。上述各分量彼此独立，因而被校仪器的检定测量过程B类不确定度（ ）可由下式计算，即：

（2）仪器校准/检定过程的A类不确定度（ ）

对于被校检仪器的检定测量数据，放射性统计涨落引起的不确定度大小与测得的计数相关，因而可通过控制测量计数来控制此项不确定度。

从表2中的统计结果可以看出，各模型体源测量结果的不确定度最大为0.5%。因此，放射性统计涨落引起的不确定度 为0.5%。

3.3 合成标准不确定度

3.3.1主要标准不确定度汇总表

根据以上分析，主要标准不确定度汇总表见表3。

3.3.2 合成标准不确定度

4. 结论

根据《JJG（军工）42―2014辐射编录仪检定规程》的规定和本站检定密度测井仪所用标准设备的技术条件，以SYSTEM VI-9139a型密度测井仪为例使用A类和B类不确定定度评定方法对各种不确定度分量进行了评定，得出其扩展不确定度最大为5%（k=2）。

参考文献

[1] JJF1059―2012，测量不确定度评定与表示[S].北京：国家质量监督检验检疫总局，2011

[2] 邱益香，等.密度测井仪校准方法. SY/T 6579―2003

[3] 叶德培等.一级注册计量师基础知识及专业务实[M].北京：中国质检出版社，2013