随钻D-T中子孔隙度测井低灵敏度和岩性影响校正方法研究

为了提高随钻氘-氚(D-T)中子孔隙度测井的测量精度,通过研究其在多种岩性、孔隙度地层中的响应,对比与化学源的响应差异,分析所测孔隙度灵敏度及精度偏低的原因,并提出对应的校正方法。结果表明:由于D-T源能量较化学源高,地层密度对含氢指数测量影响增强,使得随钻D-T中子孔隙度测井地层孔隙度灵敏度偏低,且受到泥页岩效应的影响较大;密度校正后,地层孔隙度灵敏度显著提高,且受到岩性的影响降低,尤其是泥页岩效应几乎被完全消除。因此,通过对随钻D-T中子孔隙度测井结果的校正,测量灵敏度和精度都得到大幅提高,可以较好地替代化学源测量地层中子孔隙度。     

D-D中子源孔隙度测井的蒙特卡洛模拟

根据D-D反应中子的能谱和角分布数据,建立了D-D中子源模型.根据标准刻度井数据,建立了井模型.采用MCNP程序模拟了D-D中子在井中的输运,给出了热中子相对通量沿轴线的分布和孔隙度探测灵敏度随源距的变化,结果显示对D-D中子源,孔隙度测量零灵敏约在17 cm附近,探测器的适宜布置区间为25～60 cm.根据D-T反应中子和Am-Be中子源的能谱及角分布数据,建立了其中子源模型,通过MCNP模拟,研究了补偿法孔隙度测井时近远探测器中的热中子计数比值R及测量灵敏度S随孔隙度的变化,并与D-D中子源的模拟结果进行了比较,结果显示D-D源有更高的测量灵敏度和更高的中子利用率.     

随钻与电缆脉冲中子孔隙度测井响应差异研究

由于地层模型和测量条件不同,随钻和电缆脉冲中子孔隙度测井响应存在差异,对其响应差异研究可为随钻 测井解释提供理论依据。利用蒙特卡罗方法建立不同地层模型,模拟不同测井环境条件下响应的差异。结果表明,在 随钻测井条件下,热中子计数比值随地层孔隙度增加按三次多项式趋势增加,电缆脉冲中子孔隙度测井响应也具有相 同的规律,但随钻和电缆脉冲中子孔隙度测井响应曲线存在交叉点;随钻测井条件下孔隙度相对灵敏度计算值大于电 缆测井,但随钻测井条件下的钻铤会降低热中子计数统计性,影响孔隙度测量精度;不同测井环境条件对由于其改变 引起的随钻和电缆测井响应差异影响随地层孔隙度增加而减小,岩性、泥质含量和井眼尺寸对随钻测井响应的影响都 大于电缆测井,井眼流体为淡水、油或盐水时对脉冲中子孔隙度响应影响可忽略,井眼流体为气时对电缆测井响应的 影响大于随钻测井。     

环境因素对随钻测井测量结果的影响

随钻测井是一种比较新的测井技术，分析和讨论坏境因素对随钻测井测量结果的影响有利于ＭＷＤ的进一步推广和使用，影响随钻测井测量结果的环境因素有井眼大小，钻井速度，侵入深度和地层钻开时间等。随钻测井和电缆测井中的自然伽玛、中子孔隙度及电阻率测井曲线实例对比分析表明，在多数情况下随钻测井比电缆测井能提供更精确的数据和信息，从而提高最终解释结果的符合率。     

镅铍源硼中子γ测井的可行性

为降低测井成本,用镅铍源取代脉冲中子源,研究在储层已注入硼酸溶液的条件下进行中子γ测井即硼中子γ测井的可行性。用Monte-Carlo模拟技术即通用程序MCNP(3B),计算了该测井方法的俘获γ能谱、俘获γ计数与含水饱和度及源距的关系。得出了俘获γ计数随含水饱和度的增加呈指数规律衰减;井眼对俘获γ计数的影响很小,而且俘获γ计数与地层孔隙度具有良好的相关性。从计算结果看,用镅铍源取代脉冲中子源进行硼中子γ测井是可行的,其适应性强,成本低。     

随钻电磁波传播测井传感器参数优化设计

 随钻电磁波传播测井是随钻测井系列中最重要的一种测井方法,它通过记录电磁波信号的幅度比和相位差来反映地层介质信息。不同的频率、源距的测井仪器参数会产生不同的测井响应特性,选择适当的传感器参数能够提高其探测效率。应用有限元法对非均质地层进行正演模拟,得到随钻电磁波传播测井方法的纵向分辨率与径向探测深度。采用神经网络的方法辅助传感器参数优化设计,计算不同地层电阻率、频率、源距的纵向与径向函数。通过计算值分析得到优化后的传感器参数,并计算新传感器参数的视电阻率正演响应。计算结果虽然与正演计算数值有一定误差,但误差很小,并且在可以接受的范围内。随着正演模拟样本的增加,神经网络的方法能够有效辅助参数优化设计,降低计算次数。设计的新型传感器够有效反映地层电阻率。     

脉冲中子-中子测井影响因素的数值模拟

利用蒙特卡罗方法建立各种条件下的套管井计算模型,模拟相应的热中子时间谱,进而计算地层宏观吸收截面.模拟结果表明:地层的宏观吸收截面随着孔隙度和含水饱和度的增加而增加,且源距越小、地层水的矿化度和泥质含量越高、套管的尺寸越大、仪器越居中、俘获截面越高的岩性地层条件下,地层的宏观吸收截面值也越大;套管壁厚和水泥环对地层宏观吸收截面没有影响,但套管壁越厚、水泥环厚度越小,热中子总计数越低.利用脉冲中子测井数据确定地层含水饱和度时应对各种影响因素作相应的校正.     

随钻电阻率测井的固定探测深度合成方法

针对随钻电磁波电阻率测井仪原始曲线探测深度不确定的问题,开展了将原始测井结果合成为具有固定探测 深度曲线的研究。研究中首先采用了一种简单快速的迭代反演算法进行曲线的围岩校正处理,之后利用高斯牛顿梯 度下降反演算法对每层地层进行三参数反演,获得地层的侵入带电阻率、侵入半径和地层真电阻率,再根据提出的伪 源距概念,利用获得的三参数绘制探测深度与源距、源距与视电阻率的关系图版,最终通过插值获得具有固定探测深 度的测量曲线。通过一系列数值模拟发现,合成后的不同探测深度曲线在有侵地层中出现有规律的分离现象,该现象 与地质特征吻合很好,相比原始曲线能更直接地反映地层侵入特性,说明本方法能够提升该类仪器的应用效果,可以 与阵列感应曲线进行对比,方便地质解释人员做出更准确的地层评价。     

用中子飞行时间分析氢同位素深度分布

论述了一种注入或者吸附在材料中的氚和氘的深度分布的测量方法.样品为氚(钛)靶和氘(钛)靶.用2MeV入射质子束,T(p,n)反应研究氚的深度分布;用1MeV入射氘束,D(d,n)反应研究氘的深度分布.用标准的飞行时间方法测量中子能谱。由中子能量确定起反应的质子或氘核的能量。进而得出氚或者氘在钛层中的深度分布.本方法的灵敏度可达0.1at.％.对氚(钛)靶,当靶厚为5mg/cm~2时,深度分辩好于0.5mg/cm~2.     

随钻电磁波测井响应函数理论及探测特性

为研究随钻电磁波测井响应探测特性,基于Born几何因子近似方法,推导各向异性介质中随钻电磁波测井响应函数,用于刻画各向异性地层中信号空间分布特征,以有效分析幅度比和相位差信号的敏感性.在此基础上定义径向及纵向积分几何因子,分析信号频率、地层电阻率及线圈距对探测能力的影响.结果表明:幅度比和相位差信号空间分布规律相似,幅...     

井壁超热中子测井MC模拟

在 MCNP的基础上 ,开发了井壁超热中子时间谱测井蒙特卡罗 (Monte Carlo)模拟软件包 .裸眼井、井眼里无下井仪器、淡水饱和砂岩地层、井眼注淡水 ;油饱和砂岩地层、井眼注油 ;油饱和砂岩地层、井眼注淡水 ;淡水饱和灰岩地层、井眼注淡水与淡水饱和白云岩地层、井眼注淡水 ,及裸眼井、井眼里有下井仪器、淡水饱和砂岩地层、井眼注淡水等条件下 ,计算井壁超热中子时间谱随孔隙度的变化 ,同时可得到井壁超热中子总通量随孔隙度的变化 ,结果证明井壁超热中子时间谱测井或井壁超热中子测井是确定地层孔隙度最有效的方法 .在此基础上 ,再研究井壁超热中子时间谱测井仪或井壁超热中子测井仪的工程参数 .     

琼东南盆地松南低凸起天然气水合物储层精细表征及勘探方向预测

探讨南海北部琼东南盆地松南低凸起浅层天然气水合物发育情况及水合物的主要勘探靶区。利用随钻测井数据,尤其是高分辨率随钻成像测井数据对水合物储层特征进行研究,并结合区域资料分析了水合物的主要勘探方向。结果表明,研究区的水合物储层的测井响应特征与深层油气有所不同,主要表现为高电阻率、快声波速度及低核磁孔隙度。结合高分辨率随钻成像技术,确定了水合物的宏观赋存状态有两种,分别是分散状水合物及薄层状水合物,这两种水合物均具有一定非均质性,但分散状水合物饱和度更高,水合物的微观赋存状态主要包括孔隙填充型及骨架支撑型。水合物储层岩性主要为泥质粉砂岩及粉砂质泥岩,压实程度弱,因此储层孔隙度高,较细的颗粒及水合物填充孔隙的特征造成水合物储层渗透率低。研究区沉积环境较为稳定,钻井过程中水合物的分解及水合物形成过程中相态的变化造成水合物层段发育变形层理;微断层和裂缝作为液体和气体的疏导通道,沟通了底部气源及浅层水合物稳定带,诱导缝指示现今最大水平应力方向为北东-南西向。研究区东南方向气烟囱附近的钻井水合物厚度大且饱和度高,应为水合物勘探的主要潜力区。     

随钻声波测井中消除钻铤直达波方法的研究与验证

随钻声波测井是准确获取地层信息的重要手段,但是其中沿着钻铤传播的直达波严重干扰地层波的测量。为了消除钻铤直达波对测井数据的影响,提出了一种利用单声源延迟反相激励消除钻铤直达波的新方法。该方法通过自适应滤波有源噪声控制技术虚拟出一个发射声源,实现单声源和虚拟声源激发的两列钻铤直达波到达相同接收器时同频反相相互消除的目的,从源头上消除钻铤直达波对地层波信号的影响,避免了因对钻铤进行物理加工,导致降低钻铤机械强度所引发的测井风险。通过对单声源延迟反相激励原理模型的分析、对原理模型的仿真计算和开发基于自适应滤波有源噪声控制技术的软件对实际测井数据的处理,均验证了该新方法对随钻声波测井中的钻铤直达波消除效果明显。     

DPF脉冲中子源中子产额的活化测量研究

活化测量是等离子体焦点 (DPF)中子源的窄脉冲、高注量率中子辐射产额的有效测量方法。为提高活化探测器的测量精度 ,采用了散射中子的屏蔽措施。详细讨论了探测器的标定方法 ,用饱和照射后截止的方法 ,在加速器中子源上给出了 3个探测距离下的标定曲线和标定系数。对标定中的物理问题 ,如探测器死时间对其测量范围的影响、银的两种衰变对标定结果的影响等进行了分析。估计了主要测量误差 ,并提出了实际使用中对散射中子影响的处理方法     

基于非均匀采样的模拟退火随钻电磁波电阻率测井检波系统研究

在以往的随钻电磁波电阻率测井仪器检波系统中,仪器采样过程大多为均匀采样,检波方法多采用数字相关法或数字相敏检波(DPSD)法,其检波结果往往受采样量化误差以及频谱泄漏影响。针对这一问题,提出一种基于非均匀采样的模拟退火(SA)检波方法,并研制快速检波电路系统,选取基于均匀采样的DPSD检波结果进行对比。结果表明,基于非均匀采样的SA检波方法选频能力强,能更加有效地抑制量化误差相关性以及频谱泄漏带来的检波误差,更适用于恶劣多变环境下的随钻测井仪器检波。     

A half century of radioisotope neutron sources in China

Near 50 years history of the development of radioisotope neutron sources in China is briefly reviewed. The structure design, preparing technology and production status of routine neutron sources including 210Po-Be sources, 210po mock fission sources, 241 Am-Be sources, 238pu-Be sources, 252Cf spontaneous fission sources and other special-shape neutron sources are summarized. In addition, the prospects of development on radioisotope neutron source in China are predicted from the needs of nuclear power construction, oil well-logging, neutron moisture gauge and neutron brachytherapy.