套管井地层参数测井.ppt

套管井地层参数测井优选套管井地层参数测井1、同位素中子源：利用放射性同位素核衰变放出的高能粒子去轰击某些靶物质，实现发射中子的核反应的中子源，分为(,n)和(,n)两类。
2、加速器中子源：加速器是用人工方法使带电粒子获得较高能量的装置。利用各类加速器所加速的带电粒子去轰击靶核，可以引起发射中子的核反应。这类中子源强度高，可以在广阔的能区中获得单色中子，可以产生脉冲中子，加速器不运行时，没有很强的放射性。
3、中子源的主要参数：中子的能量是指它的动能；源的半衰期指发射轰击粒子的放射性同位素的半衰期。快中子与地层中的靶核发生反应后，处于激发态的靶核常常以发射伽马射线的方式放出激发能而回到基态，由此产生的伽马射线称为非弹性散射伽马射线。中子的能量必须大于靶核的最低激发能级才能发生非弹性散射。
非弹性散射的阈值为一个快中子与一个靶核发生非弹性散射的几率叫非弹性散射截面，单位是“巴”，即10-24厘米2。非弹性散射截面随着中子能量增大及靶核质量数的增大而增大。
同位素中子源发射的中子能量低，超过阈能的中子所占的比例很小，引起非弹性散射核反应的几率小。但中子发生器发射的14Mev的中子射入地层后，在最初的10-8—10-7秒的时间间隔里，中子的非弹性散射占支配地位，发射的伽马射线几乎全部为非弹性散射伽马射线。快中子除与原子核发生非弹性散射外，还能与某些元素的原子核发生(n,)、(n,P)和(n,)核反应。其中，由快中子引起的(n,)反应截面非常小，在放射性测井中没有实际意义。而(n,)和(n,P)的反应截面都比较大，并且中子的能量越高反应截面越大。
由这些核反应产生的新原子核，有些是放射性核素，以一定的半衰期衰变，并发射或粒子。活化核裂变时放出的伽马射线称为次生活化伽马射线。所谓弹性散射，是指中子和原子核发生碰撞后，系统的总动能不变，中子所损失的动能全转变成反冲核的动能，而反冲核仍处于基态。
弹性散射一般发生在14Mev的中子进入地层以后10-6～10-3秒之间。至于同位素中子源发射的中子，因其能量只有几个百万电子伏，所以其减速过程一开始就是以弹性散射为主。
中子从初始能量减速为热中子（0.025Mev）所需平均碰撞次数叫热化碰撞次数。计算公式为快中子减速为热中子后，与物质的相互作用不再是减速,而是在地层中的扩散。热中子在介质中的扩散与气体分子的扩散相类似，即从热中子密度（单位体积中的热中子数）大的区域向密度小的区域扩散，直到被介质的原子核俘获为止。
描述这个过程的主要参数有：
①岩石的宏观俘获截面，即1厘米3的介质中所有原子核微观俘获截面的总和，单位为厘米-1。
②热中子扩散长度S，即热中子从产生到被吸收为止的自由行程的平均值；
③热中子寿命，即中子在岩石中从变为热中子的时刻起到被吸收的时刻止，所经过的平均时间。中子寿命测井（NLL）也叫热中子衰减时间测井（TDT），是脉冲中子测井中最常用的一种，记录的是热中子在地层中的寿命。1、与宏观俘获截面的关系为：①若矿物骨架或孔隙流体是由一种化合物组成的，则其热中子宏观俘获截面为

式中：
为物质的密度，克/厘米3；
M为物质的克分子量，克/克分子；
Ci为每个分子中第i种核的个数；
i为第i种原子核的热中子微观俘获截面，单位为巴（即10-24厘米2）；
n为该物质的分子是由几种原子核组成的。②若地层孔隙流体为地层水、原油和天然气的混合物，则按其体积比可以计算值。
对于纯地层来说，其总的宏观俘获截面为

当地层含有泥质时（9-21）式变为在离源某一位置，在确定的时刻可使由扩散引起的热中子变化为零。此时中子密度随时间变化的分布规律为：

实际测井时并不是直接测热中子的密度，而是测定t1、t2与n1及n2成正比的由两道门测得的俘获伽马射线计数率N1及N2，由此可得：固定门测量方法指：
（1）中子脉冲时间宽度及各测量门的时间宽度固定；
（2）基本延时选定后固定不变不可调；
（3）中子脉冲的重复频率固定。
微分道分别在中子脉冲停止后记录门I、门II、门III及本底计数率。各测量门的时间宽度是。中子脉冲宽度为。
该方法的主要缺点是：测量门的时
间分配不能根据实际需要在测量过程中
进行自动调节，各道读数中所包含的涨
落误差相差很大，用这些记数进行运算
所得结果误差也较大。比例因子法是将仪器测量时间的分配随被测地层的中子寿命长短而自动进行调节，使测量结果包含的涨落误差较小的一种测量技术。现代的中子寿命测井仪安有两个探测器，叫双探测器或双源距寿命测井仪。这种仪器测井时记录下列曲线：
（1）用短源距（普通源距）探测器测量门I、门II和门III（背景
值）计数率，分别记作N1、N2和N3；
（2）用长源距探测器测量门I、门II和门III计数率F1F2和F3（背
景值）；
（3）由短