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自然伽马能谱测井在岩性识别、生油层评价上具有重要作用。为了在钻井过程中实时得到岩石原始的物理性质及进行地质导向,基于自然伽马能谱测量原理,本文实现了随钻自然伽马能谱测井仪的系统、机械及电路设计,并对测量能谱开展了自动稳谱和解谱方法研究,最后在实验井中验证了仪器的测量效果。结果表明:所研制的随钻自然伽马能谱测井仪的稳谱效果可靠,能谱处理得到的铀、钍、钾含量与电缆测井结果基本吻合。本研究对随钻自然伽马能谱测井仪在油气勘探过程中的应用提供了技术和实验基础。