大庆油田进入高含水后期，稳定原油产量，控制含水率已经成为创建百年油田的首要任务，为有效地进行厚层细分，需要提供高分辨率的测井曲线，以满足油田勘探开发的需要。随着薄差层的开发，也迫切需要提供高分辨率的测井曲线，以提高薄差层的测井解释精度，因此，高分辨率的测井仪器已经成为目前油田开发不可缺少的技术手段。高分辨率自然伽马测井作为简单、有效的测井方法将是石油测井界一项永恒的测井技术，进一步开展提高自然伽马测井分辨率研究，使自然伽马曲线的纵向分辨率达到0.4 m，以提高对薄差储层泥质含量的确定精度和提高对薄差层岩性划分的能力，尤其是对有特殊要求的薄层，这类研究将具有很深远的意义。　　 本文根据自然伽马测井理论，结合NaI(Ti)探测器测量γ射线的性能分析，从自然伽马探测器测量γ射线的响应模型着手，首先分析了提高自然伽马探测器灵敏度的技术途径。根据仪器最小分辨厚度和曲线垂直分辨率的关系，结合仪器机械结构，确定了提高仪器的纵向分辨率，只能从探测器的纵向长度方面开展研究，设计适合的晶体尺寸。高灵敏度的探测器有助于提高测量精度，需采用计数率高的探测器；高垂直分辨率的探测器有助于分辨薄层，提高油气采收率，需要采用长度较小的晶体才能得到。为了解决这一矛盾，需要通过实验来确定满足高分辨率自然伽马仪器所需要的NaI探测器。　　 为了提高自然伽马测井仪器的纵向分辨率，本文正是从探测器设计入手，开展NaI晶体纵向尺寸与分辨率实验。根据实验确定合适的探测器晶体尺寸，设计了高分辨自然伽马射线探测器。为了满足仪器设计的要求，设计开发仪器的低压电源模块、高压电源模块、放大/鉴别/整形电路、采集处理和数传接口电路。开展数字滤波方法研究，选择适合高分辨率自然伽马曲线解释应用的数字滤波方法，提高自然伽马曲线对地层的纵向分辨率。　　 研制成功的“高分辨率自然伽马测井仪器”，属于国内首次研制成功，综合技术指标达到了设计要求。仪器工作稳定可靠，使用高分辨率自然伽马测井仪器，完成了测井资料录取和评价。根据测井资料进行高分辨率自然伽马曲线重复性评价，高分辨率自然伽马测井重复曲线与主测井曲线形态一致，幅度值相近，重复性较好。高分辨率伽马测井仪器与目前使用的伽马仪器所测的自然伽马测井曲线形态大致相似，幅值稍有差别，但分辨率明显提高。高分辨率自然伽马曲线的测井响应与其他常规高分辨率测井曲线反映的特征一致，能够反映出岩性、物性的变化，符合地区规律的变化。与岩心柱状图岩性剖面对比，测井曲线的幅值与岩性相吻合，对0.4m的储层能够分辨出来，对0.3m的层有所显示，说明仪器的纵向分辨率达到了0.4m。