元素俘获测井
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元素俘获能谱测井
主讲人：王洪学
1.仪器结构与测量原理
测量仪器：元素俘获谱测井仪(ECS)。仪器
由AmBe 中子源、BGO晶体探测器、光电倍
增 管、高压放大电子线路构成。在裸眼井、 套管井中测量都可测量。 测量条件：采用单谱计,组合 性强、测速高, 可在淡水泥浆、饱和盐水泥浆或油基 泥浆、
氯化钾泥浆、含气泥浆等条件下使用,不受
神经网络岩性识别
TAS岩性分类是基于酸碱
度分类，仅能划分火山 熔岩，不能区分火山碎 屑岩 神经网络分类是结合岩 石化学成分、岩石结构 进行分类，可以区分火 山熔岩和火山碎屑岩。
BP网络和SOM网络
ECS 骨架参数计算
基于 ECS的可变骨架研究 6元素模型：Si,Fe,Ti,K,Ca,Na 测量岩样元素含量 测量岩样骨架密度
系列划分 ，元素含量来自 ECS元素俘获测井
TAS TAS硅碱分类
按岩石常量元素化学成分 分类：首先，参考 IUGS 的 TAS 分类方案，针对辽河 盆地火山岩岩性分布的特 点，根据 SiO2含量的质量 百分数，将火山岩划分为 基性岩类（SiO2：4552%）、中性岩类（SiO2： 52-63%）两种类型；然后， 在一级分类原则基础上， 分别冠以玄武质、粗面质 等（图 2.5） 。
低、铝含量低；
2）泥岩：硅含量低、铁含量
高、铝含量高； 3）灰岩：硅含量低、铝含量 低、钙含量高； 4）煤层：硅含量低、铁含量
低、铝含量低。
TAS TAS硅碱分类
Hale Waihona Puke BaiduTAS分类法基于化学成分的
分类方法 ，基本的分类方 法基于酸碱度 根据SiO2的 含量分为超基性、 中性、酸性；根据 基性、
Na2O+K2O的含量进 行碱性
素的含量;而对其中主要的俘获伽马谱经
测井原理：
过解谱处理可以得到Si 、 Ca、S、 Fe、Ti 和Gd 等元素含量,应用特 定的氧化物闭合模型技术, 从而 可以得到地层中矿物的百分含量。
对于未测量的Al 、Mg、Na 等元
素,通过闭合标准化将它们和测量 到的元素联系起来,进而由各 种 元素的丰度或浓度得到粘土矿物、 石英、长石、云母以及菱铁矿 、 黄铁矿的含量。
3.ECS测井的应用
地层元素重量百分比 Si, Ca, Fe, S, Ti, Gd, Al†
K†, Na†
确定岩性 确定岩性剖面 TAS硅碱分类 计算岩石骨架参数曲线
骨架密度和骨架中子曲线
3.2确定地层岩性
图2所示为山西延*井 的ECS测 井成果图，该图所指示的地层 砂岩、泥岩、灰岩、煤岩。
1）砂岩：硅含量高、铁含量
骨架中子
骨架密度
ECS岩石骨架密度参数
ECS计算的骨架密 度分布为2.572.67g/cm3 ,均值 2.62g/cm3
井 眼条件的影响,即使在井眼条件差、高温 的情况下也能取得较好的ECS测井资料。
测井原理：
在测井过程中,通过AmBe 中子源向地层 发射4MeV 的快中子诱发地层发生非弹性 散射反应,同时释放出伽马射线,经过多次 散射中子减速形成热中子,热中子被俘获
产生元素的特征俘获伽马射线,元素通过
释放伽马射 线回到初始状态,用BGO晶体 探测器探测并记录这些非 弹性散射伽马 能谱和俘获伽马能谱。非弹性伽马谱,经 过解谱处理可以得到C、O、Si 、Ca 等元
建立地层骨 架密度与元 素含量关系
ECS测井评价基质孔隙度的方法
ＥＣＳ测井资料 计算地层骨架密度
体积模型 计算地层孔隙度 密度或者中子测井 资料提供地层
DMRP孔隙度计算和 孔隙度计算和 DSI流体分析中，所采用的 流体分析中，所采用的 密度骨架也是来自ECS 计算骨架的方法。
ECS骨架参数计算 密度孔隙度DPOR DPOR＝(RHGE－ RHOB)/(RHGE-1) 中子孔隙度NPOR NPOR＝APLCENGE RHGE为密度骨架 曲线 ENGE为中子孔隙 度曲线
2. 数据处理
氧化物闭合模型和矿物含量确定 氧化物闭合模型，是 Schlumberger 公司应用的 一 种计算元素百分含量 的方法。基本内容是组成矿
物的氧化物、碳酸盐含量百分数之和为1 。核心是
用独立的方式对通过热中子俘获反应测得的每种 元素放出的特征伽马射线相对产额重新归一化,从 而求得每种元素的百分含量。其关键在于仅研究 在岩石骨架中存在而在流体中不存在的那些元素。
主讲人：王洪学
1.仪器结构与测量原理
测量仪器：元素俘获谱测井仪(ECS)。仪器
由AmBe 中子源、BGO晶体探测器、光电倍
增 管、高压放大电子线路构成。在裸眼井、 套管井中测量都可测量。 测量条件：采用单谱计,组合 性强、测速高, 可在淡水泥浆、饱和盐水泥浆或油基 泥浆、
氯化钾泥浆、含气泥浆等条件下使用,不受
神经网络岩性识别
TAS岩性分类是基于酸碱
度分类，仅能划分火山 熔岩，不能区分火山碎 屑岩 神经网络分类是结合岩 石化学成分、岩石结构 进行分类，可以区分火 山熔岩和火山碎屑岩。
BP网络和SOM网络
ECS 骨架参数计算
基于 ECS的可变骨架研究 6元素模型：Si,Fe,Ti,K,Ca,Na 测量岩样元素含量 测量岩样骨架密度
系列划分 ，元素含量来自 ECS元素俘获测井
TAS TAS硅碱分类
按岩石常量元素化学成分 分类：首先，参考 IUGS 的 TAS 分类方案，针对辽河 盆地火山岩岩性分布的特 点，根据 SiO2含量的质量 百分数，将火山岩划分为 基性岩类（SiO2：4552%）、中性岩类（SiO2： 52-63%）两种类型；然后， 在一级分类原则基础上， 分别冠以玄武质、粗面质 等（图 2.5） 。
低、铝含量低；
2）泥岩：硅含量低、铁含量
高、铝含量高； 3）灰岩：硅含量低、铝含量 低、钙含量高； 4）煤层：硅含量低、铁含量
低、铝含量低。
TAS TAS硅碱分类
Hale Waihona Puke BaiduTAS分类法基于化学成分的
分类方法 ，基本的分类方 法基于酸碱度 根据SiO2的 含量分为超基性、 中性、酸性；根据 基性、
Na2O+K2O的含量进 行碱性
素的含量;而对其中主要的俘获伽马谱经
测井原理：
过解谱处理可以得到Si 、 Ca、S、 Fe、Ti 和Gd 等元素含量,应用特 定的氧化物闭合模型技术, 从而 可以得到地层中矿物的百分含量。
对于未测量的Al 、Mg、Na 等元
素,通过闭合标准化将它们和测量 到的元素联系起来,进而由各 种 元素的丰度或浓度得到粘土矿物、 石英、长石、云母以及菱铁矿 、 黄铁矿的含量。
3.ECS测井的应用
地层元素重量百分比 Si, Ca, Fe, S, Ti, Gd, Al†
K†, Na†
确定岩性 确定岩性剖面 TAS硅碱分类 计算岩石骨架参数曲线
骨架密度和骨架中子曲线
3.2确定地层岩性
图2所示为山西延*井 的ECS测 井成果图，该图所指示的地层 砂岩、泥岩、灰岩、煤岩。
1）砂岩：硅含量高、铁含量
骨架中子
骨架密度
ECS岩石骨架密度参数
ECS计算的骨架密 度分布为2.572.67g/cm3 ,均值 2.62g/cm3
井 眼条件的影响,即使在井眼条件差、高温 的情况下也能取得较好的ECS测井资料。
测井原理：
在测井过程中,通过AmBe 中子源向地层 发射4MeV 的快中子诱发地层发生非弹性 散射反应,同时释放出伽马射线,经过多次 散射中子减速形成热中子,热中子被俘获
产生元素的特征俘获伽马射线,元素通过
释放伽马射 线回到初始状态,用BGO晶体 探测器探测并记录这些非 弹性散射伽马 能谱和俘获伽马能谱。非弹性伽马谱,经 过解谱处理可以得到C、O、Si 、Ca 等元
建立地层骨 架密度与元 素含量关系
ECS测井评价基质孔隙度的方法
ＥＣＳ测井资料 计算地层骨架密度
体积模型 计算地层孔隙度 密度或者中子测井 资料提供地层
DMRP孔隙度计算和 孔隙度计算和 DSI流体分析中，所采用的 流体分析中，所采用的 密度骨架也是来自ECS 计算骨架的方法。
ECS骨架参数计算 密度孔隙度DPOR DPOR＝(RHGE－ RHOB)/(RHGE-1) 中子孔隙度NPOR NPOR＝APLCENGE RHGE为密度骨架 曲线 ENGE为中子孔隙 度曲线
2. 数据处理
氧化物闭合模型和矿物含量确定 氧化物闭合模型，是 Schlumberger 公司应用的 一 种计算元素百分含量 的方法。基本内容是组成矿
物的氧化物、碳酸盐含量百分数之和为1 。核心是
用独立的方式对通过热中子俘获反应测得的每种 元素放出的特征伽马射线相对产额重新归一化,从 而求得每种元素的百分含量。其关键在于仅研究 在岩石骨架中存在而在流体中不存在的那些元素。