水平井、大斜度井等非常规油气井已成为全球油气资源勘探开发的热点,加大开发推进力度对保障我国能源供给、优化能源结构具有重要意义。随钻方位测井是提高水平井储层开采率、实现非常规储层开发的有效途径之一。随钻方位伽马测井是评价储层界面、优化仪器钻进方案和提供地质导向的有效手段。但由于仪器刻度、环境因素干扰等技术问题,随钻方位伽马应用受到极大的限制。本文针对在实际应用中随钻方位伽马测井在不同产状地层中的响应和成像规律,和井眼环境对伽马响应的影响,开展对随钻伽马测井的正演模拟研究,建立仪器地层的数值计算模型,形成环境校正方法,消除井眼环境因素引起的随钻方位伽马测井评价的误判,为我国油气能源开发提供技术支撑。针对随钻方位伽马测井技术,从伽马射线与地层作用过程出发,分析水平地层伽马场分布规律;建立MCNP模型模拟地层随钻方位伽马响应特征,根据API刻度方法对模拟数据进行计数率转换;研究水平地层方位伽马的探测特性,得出上、下探测深度分别为17cm、20cm,长度为10cm探测器的纵向分辨率为20cm,方位角灵敏度为19.24°;通过建立MCNP模型模拟研究不同井眼尺寸、仪器偏心以及泥浆环境下的伽马响应规律,形成伽马校正公式,完成环境校正图版;从仪器与地层结构的几何关系出发进行正演,改变地层与仪器倾角、钻进目标地层的厚度以及探测器离地层界面的距离等不同地层条件,模拟得到了伽马响应分布特征,总结得出地层基本参数的计算公式;利用现场油井的随钻方位伽马数据,进行伽马曲线和成像图的环境校正和地层参数计算,与实际地层情况对比基本一致,验证了方法的可行性;根据伽马场在介质中的衰减作用进行快速正演计算,初步实现了随钻方位伽马的快速正演,与MCNP结果基本一致,为随钻方位伽马的应用提供新的技术支持。随钻方位伽马测井的蒙特卡罗数值模拟从地层伽马特征出发,研究了随钻伽马的探测特性、地层基本规律,总结出提供地质导向的地层参数计算方法,进行随钻伽马的API刻度转换,最后建立了随钻方位伽马的环境校正图版,形成系统的随钻方位伽马正演测量方法,处理了4口实测方位伽马数据效果与实际相符,初步实现了随钻方位伽马的快速正演方法,与MCNP相比计算速度高达几百倍,但是在计数率转换和体探测器积分上还有不足,导致精度较低,为完成快速正演方法的现场应用还应进一步完善。