套管井中补偿密度测井响应特性的Monte Carlo数值模拟

为了研究常规密度测井在套管井中的测井响应特性,应用Monte Carlo方法,从光子与物质相互作用的机理出发,利用Schlumberger公司的TLD仪器,计算得到了不同套管条件下光子通量的能量谱、光子通量与源距和地层电子密度的关系、长源距计数与短源距计数的交会图以及套管或水泥环厚度对长、短源距计数的影响等.计算结果表明,当套管和水泥环厚度小于4.4 cm时,常规的TLD密度测井仪器在套管井中对地层密度的变化反应仍然灵敏.也就是说,在套管井中,密度测井仪器能够测量地层的密度;可以用双源距裸眼井密度测井的补偿原理来处理套管井密度测井的数据.但在套管井密度测井中,当套管厚度大于一定值后,仪器将难以正确识别地层的岩性.     

套管井中补偿密度测井响应特性的Monte Carlo数值模拟

为了研究常规密度测井在套管井中的测井响应特性,应用Monte Carlo方法,从光子与物质相互作用的机理出发,利用Schlumberger公司的TLD仪器,计算得到了不同套管条件下光子通量的能量谱、光子通量与源距和地层电子密度的关系、长源距计数与短源距计数的交会图以及套管或水泥环厚度对长、短源距计数的影响等。计算结果表明,当套管和水泥环厚度小于4.4cm时,常规的TLD密度测井仪器在套管井中对地层密度的变化反应仍然灵敏。也就是说,在套管井中,密度测井仪器能够测量地层的密度;可以用双源距裸眼井密度测井的补偿原理来处理套管井密度测井的数据。但在套管井密度测井中,当套管厚度大于一定值后,仪器将难以正确识别地层的岩性。     

套管井中补偿密度测井响应特性的Monte Catlo数值模拟

为了研究常规密度测井在套管井中的测井响应特性，应用MonteCarlo方法，从光子与物质相互作用的机理出发，利用Schlumberger公司的TLD仪器，计算得到了不同套管条件下光子通量的能量谱、光子通量与源距和地层电子密度的关系、长源距计数与短源距计数的交会图以及套管或水泥环厚度对长、短源距计数的影响等。计算结果表明，当套管和水泥环厚度小于4．4cm时，常规的TLD密度测井仪器在套管井中对地层密度的变化反应仍然灵敏。也就是说，在套管井中，密度测井仪器能够测量地层的密度；可以用双源距裸眼井密度测井的补偿原理来处理套管井密度测井的数据。但在套管井密度测井中，当套管厚度大于一定值后，仪器将难以正确识别地层的岩性。     

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。     

随钻中子伽马密度测井的双源距含氢指数校正方法

针对中子伽马密度测井中利用单探测器信息进行含氢指数校正计算密度结果的不稳定问题,开展双源距含氢指数校正方法研究;采用蒙特卡罗方法模拟热中子、伽马分布与密度和含氢指数的响应规律,建立热中子、俘获伽马以及氢俘获伽马计数比进行含氢指数校正的密度计算模型,对比不同粒子含氢指数校正效果以及井径、矿化度的影响。模拟结果表明:含氢指数校正后密度准确度明显改善;其中,热中子含氢指数校正后的密度精度和准确度最高,氢俘获校正密度准确度略高于俘获伽马,但其密度精度远小于热中子和俘获伽马。双源距含氢指数校正密度误差随着井径和地层水矿化度的增大而增大;其中,热中子校正受井径和矿化度影响最小,氢俘获和总俘获伽马校正方法受影响较大。研究结果为随钻测井准确计算中子伽马密度提供了校正方法。     

碳氧比能谱测井及其应用

碳氧比能谱测井,又称快中子非弹性散射伽马能谱测井,能穿透套管、水泥环等介质而直接探测地层中的元素,不受地层水矿化度的影响,进而计算出储层中的含油饱和度,进行油田动态分析。该文主要介绍碳氧比能谱测井在L油田的应用情况。     

低孔隙度储层碳氧比测井灵敏度提高方法

碳氧比能谱测井技术在确定储层剩余油饱和度及评价水淹层方面得到了广泛应用。为提高碳氧比测井在低孔隙条件下对含油饱和度的响应灵敏度,采用高斯与线性组合模型,拟合实测伽马能谱特征峰获取特征系数,并结合碳、氧元素标准伽马能谱,形成一种碳氧比值计算新方法;通过处理已知组成的混合伽马能谱验证了新方法的准确性。采用蒙特卡罗数值模拟方法建立不同孔隙度及含油饱和度的地层模型,研究低孔隙度储层条件下常规能窗法及新方法计算的碳氧比值与含油饱和度响应关系。结果表明:碳氧比值计算新方法能够减小中子与其他元素作用产生伽马射线对碳氧比值的影响,明显提高低孔隙度条件下碳氧比测井对含油饱和度的响应灵敏度。研究成果为碳氧比测井数据处理方法改进及其在低孔隙度条件下的应用提供了重要技术支持。     

片状BGO闪烁体γ能谱的Monte Carlo模拟和实验测量

用Mohte Carlo 方法模拟~(137)Cs 的0.661MeV 的γ射线在片状BGo 闪烁(?)(21.5×21.5×5mm~3和22.5×22.5×1mm~3)中的能谱,并与实验测量能谱作了此较,对康普顿散射的连续谱进行了讨论.     

碳氧比能谱测井中能谱及探测器响应的数值模拟

利用蒙特卡罗中子粒子(MCNP)联合输运程序,对在井几何条件下地层中碳、氧、硅、钙等元素发生非弹性散射产生的伽马射线的测量谱及不同探测器的响应进行了模拟。结果表明,同种尺寸的BGO探测器比NaI(Tl)探测器的探测效率大;在谱处理过程中BGO探测器选择光电峰和第一逃逸峰的和作为特征能窗,而NaI(Tl)探测器以光电峰和第一、第二逃逸峰的和作为特征能窗。探测效率以及伽马光子计数与源距关系的模拟结果显示,长源距探测器晶体几何体积应为短源距探测器晶体体积的8倍左右时,二者才具有相当的测量精度。此模拟结果与实验谱具有较好的一致性,这为碳氧比能谱测井的谱处理奠定了基础。     

X射线TICT在复合材料工件检测中能谱服从Gauss分布的硬化修正

在X射线TICT中,X射线在透射物质时,能量较低的射线优先被吸收,也即较高能量的X射线的衰减系数比较低能量的X射线的衰减系数小,射线随透射厚度增大,变得更易穿透,也就是发生了能谱硬化现象.如未修正,必引起赝像.而X射线源的能谱I0(E)为入射强度随能量E的分布函数.而分布函数I0(E)与E的关系随X射线管电压不同而变化,需要通过实验测定.文中对能谱硬化现象进行了分析,并利用入射强度分布函数是大量光子运动的Gauss分布统计规律和相关文献对X射线源能谱的实验研究分析,引入Gauss分布来描叙X射线源能谱I0(E)的分布规律.基于X射线源能谱Gauss分布规律和X射线与复合材料作用的特点,导出了X射线TICT在复合材料工件检测中X射线能谱服从Gauss分布的硬化修正模型及其修正方法.对修正后的衰减系数再做卷积反投影重构,即可有效消除能谱硬化造成的影响.     

碳氧比能谱测井中能谱及探测器响应的数值模拟

利用蒙特卡罗中子-粒子(MCNP)联合输运程序，对在井几何条件下地层中碳、氧、硅、钙等元素发生非弹性散射产生的伽马射线的测量谱及不同探测器的响应进行了模拟。结果表明，同种尺寸的BGO探测器比NaI(TI)探测器的探测效率大；在谱处理过程中BGO探测器选择光电峰和第一逃逸峰的和作为特征能窗，而NaI(T1)探测器以光电峰和第一、第二逃逸峰的和作为特征能窗。探测效率以及伽马光子计数与源距关系的模拟结果显示，长源距探测器晶体几何体积应为短源距探测器晶体体积的8倍左右时，二者才具有相当的测量精度。此模拟结果与实验谱具有较好的一致性，这为碳氧比能谱测井的谱处理奠定了基础。     

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.     

利用元素伽马能谱测井识别气层的数值模拟

利用蒙特卡罗方法建立不同井眼和地层条件下的计算模型,模拟研究非弹俘获计数比R与含气饱和度的测井响应规律及井筒和地层环境对R的影响;利用研究成果处理新疆某油田实测井资料,验证元素伽马能谱测井技术在实际生产应用进行地层含气性评价的可行性。结果表明:当地层孔隙度一定时,非弹和俘获伽马计数随着含气饱和度的增加而增加,而比值R减小;当孔隙度增大时,含气饱和度小于某一确定值(约35%)时非弹伽马计数减小,但大于该值时俘获伽马计数减少,比值R增加;岩性、地层水矿化度、井眼流体和尺寸以及钻井液侵入等因素都会对地层非弹和俘获计数比产生影响;不同井眼流体对非弹俘获计数比R的影响较小,在同一地层孔隙度条件下,地层水矿化度越高、井径越大,非弹俘获计数比R越大,且石灰岩地层的非弹俘获计数比R高于砂岩地层;钻井液侵入较浅时,非弹俘获计数比R随钻井液侵入的加深而增大,当达到探测深度后,侵入加深但非弹俘获计数比R保持不变;地层水矿化度越高、井径越大、钻井液侵入越小越有利于含气饱和度的评价,但在实际处理时需要对岩性、地层水矿化度、井径进行校正。     

基于空间响应分布函数的水平井补偿密度测井快速正演模拟

水平井中补偿密度测井的正演模拟主要采用蒙特卡罗方法,计算时间较长,难以满足生产实时评价的需求。提出一种补偿密度测井快速正演模拟的新方法,引入空间响应分布函数表征伽马场分布及地层不同体积元对探测器计数贡献。采用蒙特卡罗程序建立快速正演模拟所需数据库,利用空间响应分布函数计算不同地层区域对探测器计数贡献,实现补偿密度测井的快速正演模拟。数值模拟结果表明,新方法的计算精度与蒙特卡罗方法一致,但计算速度提高十万倍以上,能够满足水平井井眼轨迹与地层关系确定中快速正演的需求。     

强脉冲X射线场中散射能谱获取方法

通过对X射线与物质相互作用后产生的散射能谱的分析,可实现物质原子序数的提取,并可用于核材料等违禁品的探测。然而,高能X射线的特性对探测系统的屏蔽和时间响应提出了要求。该文提出了一种能够对脉冲X射线的散射能谱进行采集的实验方案:以LaBr3(Ce)晶体为X射线探测器来实现<100ns的散射光子分辨时间,以减少在5μs脉冲出束时间内的脉冲堆积问题;利用120MHz/14位的高采样率ADC(analog-digital converter)电路来采集前放电路的输出脉冲波形,并设计相应的离线算法将该波形数据重建为散射能谱;设计了合适的屏蔽结构,减少了来自加速器靶点的直接透射X射线和环境散射X射线对探测器的影响。利用该方案对11种具有不同原子序数的物质进行了测量,得到了它们的散射能谱,在511keV峰能量分辨率可达到5%左右。     

自然伽马能谱测井的应用——研究砂砾岩油藏

砂砾岩油藏岩性、物性、电性及含油性之间的关系复杂,测井评价困难较大。自然伽马能谱测井可以测量地层总自然伽马、无铀伽马、铀、钍和钾的含量,在砂砾岩油藏中具有重要的应用价值。本文以陈家庄凸起南斜坡带砂砾岩油藏为例,介绍了自然伽马能谱测井在储层划分、隔层和裂缝的识别、储层敏感性分析以及油层识别等方面的应用。     

苏干湖沉积物纹层计年和~(210)Pb，~(137)Cs测年对比

通过对西北干旱区苏干湖表层沉积物的年纹层计数定年和~(210)Pb,~(137)Cs测年结果对比发现:~(137)Cs测年结果在8.5 cm出现最高蓄积峰,对应1963年世界核爆高峰期,但在同一层位~(210)Pb测年结果则是1972年,存在较大的偏差.年纹层沉积速率达0.31 cm/a,而根据CRS模式建立的~(210)Pb沉积速率为0.30 cm/a.年纹层反映的沉积速率和~(210)Pb测年结果基本一致,互相验证了两者测年的可靠性.~(137)Cs测年则存在蓄积峰向上迁移的现象,在西北干旱区湖泊使用~(137)Cs测年过程中需引起注意.     

伴随蒙特卡罗方法在自然伽马能谱测井中的应用

对伴随蒙特卡罗方法在自然伽马能谱测井中的应用进行了理论研究，确立伴随蒙特卡罗方法与计算自然伽马能谱能量的对应关系，提出了建立在伴随蒙特卡罗方法基础上的能量指向概率方法，给出了实例的模拟计算结果，并与传统指向概率方法的模拟结果进行了比较，理论研究和模拟结果表明，对体源及点探器的情况，特别是深穿透情况，用伴随蒙特卡罗方法及能量指向概率方法计算能量有明显的优点，对生产初中有重要的指导作用。     

~(137)Cs和~(90)Sr-~(90)Y混合源的β放射性强度教学实验研究

当137Cs和90Sr-90Y两个放射源混合时,就会产生混合的β放射性强度。文中寻求一种测量与分析手段来获取两个源混合状态下分别产生的β放射性强度。首先,进行137Cs及90Sr-90Y源混合β放射性能谱测量,再运用费米-居里描绘法对数据进行分析、分解等。在费米-居里描绘上可绘出高、低能区的面积,通过它们各自面积中的粒子数积分就可获得137Cs及90Sr-90Y源分别产生的β放射性强度。137Cs源的强度P=1 346.93 Bq、90Sr-90Y源的强度P=385.47 Bq。     

双能γ射线穿透法测定土壤密度和水含量的蒙特卡罗模拟

本文采用蒙特卡罗程序模拟得到241Am、137Cs发出的能量分别为60 keV和662 keV的γ射线对干土和水的质量衰减系数,从而标定土壤密度、水含量与两种射线的透射率的函数表达式.模拟检测表明,由该表达式测量同种干土制备的土壤样品的土壤密度和水含量精确度较高,可满足实际测量要求.