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。     

氘-氘和氘-氚随钻中子孔隙度测井探测特性对比

为考察在随钻中子孔隙度测井中用氘-氘(D-D)脉冲源替代氘氚(D-T)源的可行性,利用蒙特卡罗模拟方法,对比分析使用两种脉冲源时测井仪器的热中子空间分布、零源距区域、地层孔隙度灵敏度以及探测深度等探测特性.研究结果表明,D-D与D-T源相比,虽然在水平或大斜度井段对地层界面的分辨能力稍低一点,但是两者的零源距区的上限值、近源距和探测深度都大致相等,且D-D源对地层孔隙度的灵敏度更高、使用时更安全,在随钻脉冲中子孔隙度测井中可以得到更好的使用.     

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。     

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.     

基于X射线和伽马源的密度测井数值模拟

通过XCOM程序计算和分析不同介质发生光电效应和康普顿散射的衰减系数随射线能量的变化规律,并利用蒙特卡罗模拟方法研究基于X射线和~(137)Cs伽马源的地层散射能谱以及密度测井响应和精度。结果表明,由于所采用的X射线能量比0.662 MeV的伽马射线低,对于同种地层介质,X射线衰减快,密度越大,差异越明显;在源距相同的条件下,较低能量的X射线源地层密度响应灵敏度比~(137)Cs伽马源的高,但受岩性影响更大;在考虑源强的情况下,当X射线源对应源距为33 cm、伽马源对应源距为38 cm时,X射线源的计数统计性与伽马源的计数统计性相当,X射线源的密度响应灵敏度比伽马源的高,且X射线源的密度测量不确定度小,测量精度高,而伽马源的密度测量不确定度大,测量精度低。X射线源可以替代~(137)Cs伽马源进行密度测井,但在仪器设计、能谱处理和密度计算等方面还需要进行深入研究。     

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。     

测井资料反演南海北部陆坡渐新统的矿物组分

南海1148站是大洋钻探计划（ODP）184航次惟一钻揭渐新统的站位，但该段地层取芯收获率低，影响了根据岩芯地质和地球化学分析对地层性质的了解．利用1148A孔连续测井曲线，反演矿物组成，旨在建立渐新统地层剖面．根据岩芯分析资料，将渐新统地层简化为陆源碎屑、碳酸盐、粘土矿物和孔隙四种组分．选取与岩性和孔隙度关系密切的无铀自然伽玛、地层体积密度、光电吸收截面指数和中子孔隙度四种测井曲线，建立测井响应方程组，用线性最小二乘法求解地层组分体积含量，其结果与岩芯分析数据能较好地对比．将反演结果回代至测井响应方程组，所得模拟测井曲线与实际测井曲线能很好吻合，从一个侧面证明了根据测井曲线反演的地层组分结果的合理性．     

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.     

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。     

高泥质地层PNN测井构变骨架校正解释方法研究

针对油田非均质储层由于孔隙度、泥质含量的变化往往会引起∑ma值发生改变，致使资料处理时全井不可采用单一给定∑ma值，从而影响饱和度的计算精度，以及地层泥质含量的增加会降低孔隙流体对脉冲中子一中子（PNN）测井的响应贡献等问题，提出了在PNN测井解释平台下，利用交会图法确定关键参数，实现变骨架泥质校正求取地层剩余油饱和度的方法。应用结果显示，该方法可以满足青海油田实际应用的需要，是高泥质地层PNN测井解释的好方法。霸     

基于孔隙度-饱和度参数分析页岩油富集程度

沾化凹陷沙三下亚段为主力烃源岩,也是页岩油勘探评价的主要目标层系,如何筛选页岩油富集和可动层段是目前研究中面临的主要难题。采用氦气法和常压干馏法测定了沾化凹陷罗69井密闭取心的岩石样品,对实验数据的分析表明,沙三下亚段页岩储层含水饱和度随孔隙度增大而减小,当大于某一特定孔隙度界限时,含水饱和度值趋于稳定。提出了页岩储层孔隙度越大、含油饱和度不变或者更高,则可动烃类含量越高的观点,通过对已获油流层段测井响应的分析,提出利用孔隙度、含油饱和度等多参数对页岩油可动性表征的思路,并依据沾化凹陷页岩测井响应特征及参数分布范围对储层富集程度进行了分级评价,其中I类最好,可作为页岩油勘探的主要参考目标。     

用D-T中子发射器检测煤炭含H量的改进

以D-T中子发生器为中子源分析煤炭中含H量时,煤炭内的热中子通量不是一个常数,含H量与其特征γ射线总计数间不再是线性关系.MCNP程序模拟结果显示,含H量三次方与其特征γ射线计数呈线性关系.用此关系计算含H量,测量结果的绝对误差小于0.25%,达到了煤炭工业应用的要求.     

14 MeV中子防护体设计的MCNP模拟

用富氢材料防护产额为108个/s的D T中子发生器, 当富氢材料厚度大于76 cm时, 其中子辐射剂量低于0.025 mSv/h. 为降低防护体厚度, 用铜和含硼聚乙烯组成的双层材料作为14 MeV中子防护体. Monte Carlo(MCNP)计算结果表明, 若中子辐射剂量小于0.025 mSv/h, 则双层材料的最小厚度为52 cm, 硼的质量分数为1.00%, 铜和含硼聚乙烯的厚度分别为37 cm和15 cm.     

在临界实验中墙壁对散射中子贡献的计算

为了得到临界实验中临界装置周围的散射中子强度分布特性,以便为减小散射中子对临界测量准确性的影响提供依据,本文采用蒙特卡罗方法,计算了实验大厅内不同位置处来源于墙壁的散射中子强度和份额.计算结果表明:对单一墙壁而言,墙壁对散射中子的贡献随墙壁厚度的增加而增加,但是厚度达到60cm后散射贡献不再明显变化;在实验大厅内,散射中子强度随离开临界中子源距离先是减小然后增加,呈现明显的"W"形状;而散射中子数所占份额随离开源的距离增加变大;墙壁内表面添加一层含硼材料后散射中子强度明显减小.上述结果对于分析和减小临界实验测量中的散射中子影响具有明显的指导意义.     

氯能谱测井方法在卫城油田的应用研究

卫城油田储层孔隙度平均为14%,渗透率一般为(11～22)×10^－３μm²,泥质含量高,地层破碎,钻井时泥浆侵入深,地层水矿化度高,使得该油田的裸眼测井解释结论往往不可靠。针对存在的问题,该油田应用了氯能谱测井方法。应用效果表明,该方法能克服泥质含量高的低阻油层以及由于地层破碎泥浆侵入很深,超过了仪器的探测深度,使得裸眼测井解释结论不可靠的弊端,能识别低阻油层、识别干层和差油层、确定地层的孔隙度、剩余油饱和度、判断水淹层、水淹级别等,为油田的开发后期调整挖潜提供准确的依据。该方法预测精度高,是高矿化度油田开发后期较好的一种监测手段,在高矿化度地区值得推广应用。     

中子散射及其应用

在近30年间，由于中子源和散射装置的改进，中子散射在凝聚态物质中的应用日益广泛，在许多方面是其他（X射线、电子、激光、同步辐射等）散射技术不可比拟的．在简单评述供散射用的中子源和散射实验技术进展之后，重点介绍中子散射在凝聚态物质研究中的应用，它们包括晶体结构和磁结构的测定、表面、界面和薄膜的表征、测定结构涨落、磁涨落的现代相变研究、畸变、无序系统（包括分形和小角散射）和高分子材料、高Tc氧化物超导体的研究。