补偿密度测井仪器讲课
《常用测井仪器介绍》课件
声波测井仪器
声波测井仪器是利用 声学原理测量地层声 学特性的测井仪器。
常见的声波测井仪器 包括超声波测井仪器 、回声测井仪器等。
主要用于测量地层声 速、声阻抗等参数， 以评估地层的岩性和 孔隙度。
核测井仪器
01
核测井仪器是利用核物理学原理测量地层核特性的测井仪器。
02
主要用于测量地层放射性元素含量、地层密度等参数，以评估
测井仪器通常由传感器、电路、数据处理和存储系统等部分组成，具有高精度、 高稳定性和高可靠性等特点。
测井仪器分类
01
电法测井仪器
通过测量地层电学性质，如电阻率、电导率等，来评估地层特征。常见
的电法测井仪器有普通电极系、聚焦电极系和阵列电极系等。
02 03
声波测井仪器
通过测量地层的声学特性，如声速、声幅等，来评估地层岩性、物性和 含油性等特征。常见的声波测井仪器有单发单收、单发双收和双发双收 等类型。
声波测井仪器使用注意事项与保养维护
01
保养维护
02 定期清洁声波探头，保持其表面干净无杂 物。
03
检查声波探头的连接线是否完好，如有损 坏及时更换。
04
定期进行声速校准，确保仪器测量的准确 性。
核测井仪器使用注意事项与保养维护
注意事项
1
2
在使用前，应了解仪器所使用的放射源及其剂量 ，确保安全操作。
3
在测量过程中，应避免放射源对人体造成伤害。
核测井仪器使用注意事项与保养维护
保养维护
清洁仪器表面，保持干 燥和整洁。
01
02
03
定期检查放射源的密封 性和剂量是否正常。
04
定期进行校准和检测， 确保仪器测量的准确性 。
07补偿密度测井和岩密度测井
补偿密度测井和岩密度测井一、补偿密度测井原理和方法岩石的密度是单位体积岩石的质量，单位是g/cm3，代表符号是ρb，也称为岩石的体积密度。
岩石的体积密度ρb是代表岩石性质的一个重要参数，它不但与岩石的矿物成分及含量有关，还与岩石孔隙度和孔隙中流体的类别、性质和含量有关。
因此，测量岩石体积密度是很有必要的。
前面已经讲过，当γ射线能量为中等时，伽马射线与其所穿过的物质原子中的电子发生碰撞，把一部分能量传给电子，使电子沿某一方向射出，损失了部分能量的伽马射线则沿另一方向射出，这种效应称为康普顿效应。
由于康普顿效应引起γ射线的被吸收和散射，用散射截面σc表示：σc=Zσc.e。
即是说σc与靶物质的原子序数成正比，即与原子的电子数成正比。
因为靶物质是地层岩石，所以σc就与岩石中的电子密度（每立方厘米中的电子数）成正比。
补偿密度测井通常用137C s（铯）作为伽马射线源，它发出的γ射线具有中等能量（0.611Mev）。
当其与中等原子序数的元素组成的地层相互作用时，主要发生康普顿效应。
康普顿散射线性衰变系数μc可用下式表示：μc=ZA*（ρb N Aσc.e）式中μc为康普顿散射线性衰变系数。
Z为原子序数，A为原子的摩尔质量，N A为阿伏伽德罗常数。
σc.e为电子的散射截面，对于沉积岩中的大多数元素而言，ZA近似等于0.5N A为一常数；对于具有一定能量的γ射线来说，σc.e也是常数，因此μc与ρb成正比关系。
或者说γ射线经过岩层的散射和吸收，其能级宽度的减弱仅与岩层的密度有关。
试验证明，经过散射吸收后面到达探测器的γ射线能级宽度只是岩层密度的函数。
岩层密度大则γ射线被吸收得多，散射γ射线的计数率就小。
反之，则计数率就大，这就是密度测井的基本原理。
概括地说：地层体积密度测井就是用距γ源一定距离的探测器，探测从源发射出来的中能γ射线穿过岩石，经康普顿效应散射γ射线计数率从而求得地层体积密度的方法。
属于γ-γ测井技术之一，也称为散射γ射线测井。
测井原理10_密度测井
0.9985 0.9991 0.9977 0.9990 0.9657 0.9581 1.0222 266.8
4.786 13.767 8.999 14.948 16.305 9.580 8.112 1070.13 5
方解石 白云岩 硬石膏 钾盐 岩盐 石膏 重晶石
CaSO4
KCl NaCl
CaSO4 ⋅ 2 H 2 O
1、泥饼对计数率的影响（实验） （1）地层没有泥饼时，用长、短源距计数率 都可得到地层密度，而且两者结果一致。 （2）当存在泥饼时，长、短源距计数率将偏 离正常位置。
图10-3中的直线， 10-3 称为“脊线 脊线”，其斜 脊线 率为AL/AS，该线与横 轴的夹角称为“脊 脊
图10-3 无泥饼时的实验曲线
概念：电子密度 电子密度指数
（10-5） （10-6）
将式（10-4）代入，可得电子密度指数为 （10-7）
表（10-1）列出了地层中常见矿物的真密度与电 子密度指数的关系。从表中可看出,地层中常见矿 物及流体的比值 均接近1,就有 .
化合物 石 英
分子式
ρma ρ(g / cm3 )
ρ 电子/cm3 e
BaSO
4
化合物 分子式 无烟煤 烟煤 淡水 盐水 原油
C:H:O= 93：3：4 ： ： C:H:O= 82：5：13 ： ：
ρma ρ(g / cm3 )
3 2∑ ni Z i ρe电子/cm M
1.700 1.400 1.000 1.086 0.850
1.749 1.468 1.110
一般而言，伽马光子会随着源距的增强而减小。 则有：
因一般储集层都有泥饼，密度测井都采用不同源 距的两个伽马射线探测器，称为双源距补偿密度测 井。常用短源距为15—25cm，长源距35—40cm。
测井教程第8章 密度测井
二、密度测井的理论基础与补偿密度测井的基本测量方法
为了克服井孔对密度测井结果的影响，目前使用的密度 测井仪均采用推靠装臵将装有伽马源和探测器的一臂推向 井壁进行测量。同时将伽马源放在一个带定向窗口的铅屏 内，使之只向一个方向发射，探测器也定向放臵，以增强 对岩层散射伽马射线的记录。 采用这种装臵之后，可以大大减小井孔的影响，但井壁 不规则、仪器与井壁接触不良，特别是有意义地层上泥饼 的影响等仍不可能消除。为使密度测井结果能较可靠地反 映被探测岩石的体积密度，目前广泛使用补偿密度测井。 即利用长、短两种源距的测量结果，通过一定的计算，以 求得在泥饼影响条件下被探测岩石的真实体积密度值。
密度测井就是利用此原理进行测井的。 实际在进行密度测井时，井下仪器中放入一个伽马射线源 ，并在离伽马源一定距离处放臵一个伽马射线探测器(如闪烁计 数器)以测定散射伽马射线的强度。
二、密度测井的理论基础与补偿密度测井的基本测量方法
在源距选定后，对仪器进行刻度，找到散射伽马射线强 度N和介质体积密度ρb的定量关系，则记录散射伽马射线强 度（记数率）就可以测得地层的密度。 在具体测井时，为了防止由伽马源直接辐射进入探测器 的伽马射线，在伽马源与探测器之间安臵铅屏以屏蔽这部 分射线。 需要指出的是，在目前所使用伽马源的能量情况下，密 度测井的探测深度很浅，通常仅十多厘米。 因此，井孔的影响相当严重。根据理论计算证明，当仪 器处在井内泥浆中进行测量时，由泥浆散射进入接收器的 伽马射线大大超过其周围岩石，所以，用这种方式进行测 井是十分不利的。
（2）康普顿效应0.25-2.MeV；
（3）电子对形成＞1.02MeV
（1）光电效应： 当伽玛射线能量较低（低于0.25Mev）时，它与组成物质元 素原子中的电子相碰撞之后，把能量全部转交电子，使电子获 得能量后脱离其电子壳层而飞出，同时伽玛射线被吸收而消失。 这一过程称为光电效应，被释放出来的电子叫光电子。产生光 电效应的几率，与入射伽玛射线能量和组成物质原子序数有关 （2）康普顿一吴有训效应 能量较高伽玛射线与物质中原子核外电子碰撞时，一部分 能量转交给电子，使之脱离原子电子壳层而飞出，同时伽玛射 线改变自己运动方向，继续与其它电子相撞。每碰撞一次，能 量损失一部分，并改变其运动方向，形成所谓康普顿一吴有训 效应。伽玛射线经多次碰撞之后，能量不断降低，最后以光电 效应结束。
测井技术讲座
选择有代表性的岩样、在实验室大气压力条件下获得。目前我们采用的参数。 a=1.32 b=1.04 m=1.63 n=1.4。
双感应—八侧向测井(DIFL) 资料的应用
举例：某一层从双感应曲线上得到深感应电阻率Rt=10Ω.m，从声 波曲线读得声波时差数值△t=300us/m，深度H=1256米， Rw=0.1Ω.m
全含水时电阻率高得多，比值Rt/F比地层水电阻率高得多。这时比值相当于油
气与地层水混合溶液的电阻率Rwa。但这个混合溶液的电阻率Rwa不能实际测量
得到，只不过是根据理论推理作出的。所以、声感组合计算含油饱和度的基本原
理、是采用视地层水电阻率比值法计算地层电阻增大率，进而计算含油气饱和度
的。阿尔奇公式中四个重要参数、是要进行大量的岩电实险和统计分析得到的。
准备知识
一：测井系列
砂泥岩剖面
国产数控
3700系列
5700系列
双感应--八侧向
双感应--八侧向
目前我补们偿声所波使用的测补偿声波
阵列感应 数字声波
组 合 测 井 1:200
井系0列.45m底部梯度
6m底部梯度
补偿密度（或岩性密度） 补偿中子
自然电位 自然伽玛
井径
微电极
阵列感应1英寸
标 准 测 井 1:500
成对电极(单电极)。按成对电极和单电极之
间的距离、可以分出电位电极糸和梯度电极 2. 5米 系。
1、电位电极系：单电极到相邻成对电极之间
的距离小于成对电极之间的距离(AM＜MN)
M
的电极系称电位电极系。
2、梯度电极系：单电极到相邻成对电极之间
N
的距离大于成对电极之间的距离(AM>MN)
补偿中子测井仪器
补偿中子测井仪器补偿中子测井仪属于放射性强度测井仪器。
是（密度、声波。
中子）等三大孔隙度测井仪器的其中之一。
今天我准备从下面5个方面来介绍补偿中子测井仪器：a)仪器简介b)仪器测井原理c)探测器d)电路简介e)仪器的刻度1. 仪器简介补偿中子测井仪是一种通过测量地层含氢指数来确定地层孔隙度以及判断岩性的放射性测井仪器。
仪器的用途：a)确定地层孔隙度b)判断岩性c)确定泥质含量仪器特点a)仪器的推靠器：b)仪器的重量：c)由于中子射线可以很容易穿透钢管，因此补偿中子测井仪不仅可以在裸眼井中测量，还可以在套管井中测量。
d)自然界存在伽马射线，但不存在中子射线，所以仪器在正常情况下，本底为零。
仪器主要技术指标：a)仪器最大外压：100Mpab)仪器使用电缆长度：≤7000mc)仪器最大测速：560m/h 测速与源强有关。
d)仪器测量范围：0~100P.u.e)仪器测量精度：当地层孔隙度为： 0 ~ 10 P.u. 时，仪器误差为：±1P.u.当地层孔隙度为：10 ~ 45 P.u. 时，仪器误差为：±3P.u.当地层孔隙度： > 45 P.u. 时，仪器误差为：±7P.u.2.仪器原理：中子测井核物理基础补偿中子测井仪上装载着20居里的Am—Be中子源，能量约为几百万电子伏特。
每秒钟将产生4⨯107个快中子，这些快中子射入地层，与地层的物质发生一系列的核反应。
其中包括：快中子的非弹性散射、快中子对原子核的活化、快中子的弹性散射及减速。
快中子经过一系列的非弹性碰撞及弹性碰撞，能量逐渐减小，最后当中子能量与地层的原子处于热平衡状态时，中子不再减速。
这种能量状态的中子叫热中子。
标准热中子的能量为：0.025ev,速度为2.2×105厘米/秒。
根据碰撞学说，中子碰撞中的能量损失与被碰撞物质的质量和入射角有关，与中子质量相当的物质碰撞(弹性碰撞)，中子损失的能量最大。
第九章 补偿中子测井仪器解读
缆芯驱动电路
电路仿真F5-5 (1)中子脉冲输入缆芯驱动器的晶体管Q1和Q2，变压器T1和T2对测井电缆提供阻 抗匹配。 (2)输入信号控制晶体管通断从而使变压器输入端产生脉冲信号而耦合输出。 (2)驱动器输出正脉冲，周期大约是38μs，幅度为20V。 (3)驱动器输出是通过C2和C4耦合的交流，按规范连接它们对地是浮动的。输出 负边（引脚6和10）用外跨接线短路，如果要改变脉冲的极性，可以改变跨接 线的连接。
前 置 放 大
器
电路仿真F5-3
前置放大器由两极低噪声性能的运算放大器组成 (1)第一级是一个电荷灵敏放大器，具有很低的输入阻抗，以便减小输入寄生电 容影响，为进一步降低噪声，要求反馈电容C3要小(5pF)。这样小不仅可以减小 噪声，还可提高脉冲的分辨率，但对频率较高的脉冲放大倍数小。 (2)第二级放大器用来获得足够的电压增益。 (3)整个前置放大器的增益大小可通过调节电阻R6的数值来选择，放大器输入端 电容C2用于隔直，用D1和R3保护IC1的输入级。
9.3.3 电路分析
低压电源 高压电源 测量电路 上传数据模式及电路 诊断电路 ＣＮＴ—Ｇ的命令格式 ＣＮＴ—Ｇ的数据格式
一、低压电源
一般开关稳压电源的原理框图
测井知识讲座
IGR＝（GR－GRmin）/（GRmax－GRmin）
§2 4m梯度电阻率测井
普通电阻率测井分为梯度和电位电阻率测井，之所以 叫4m，是指供电环到记录点之间的距离（电极距）是4m； 之所以叫梯度，是指测量结果的极值响应在岩层的界面处。 是常用的电极系测井方法之一，由于探测深度较深，故纵 向分辨率较低，是一条平滑的幅度差异较大的测井曲线。 过去是横向测井系列中的一种探测深度的电极测井， 用来判断并计算储层的含油气饱和度，现在只用作地层对 比，是在较大的层序（如界、组、段）意义上划分地层的 主要测井曲线之一。
涡流大小与介质电导率成正比。
发射线圈
感应测井原理示意图
§3 双感应测井
可同时测量具有深、中探测深度的两条感应曲线， 得到原状地层电阻率和侵入带电阻率，满足油、水、 干层的识别和含油饱和度计算的需要。探测深度
1.6m-0.75m，测量范围小于100m，适合于中低阻
剖面。
作用：1、划分剖面，判断油（气）、水层。 2、求取地层真电阻率，评价含油性。
慢化为热中子后的强度，由于地层对快中子的减速
江汉油田测井系列的选择
开发井： 探 井：
自然伽马、4米、井径、井斜(方位)、补偿声波、补偿密度、
双感应、双侧向、微球。
在开发井的基础上，加测地层倾角、补偿中子、岩性密度，
海相探井加测井温、流体、自然电位、自然伽马能谱、
长源距声波、交叉偶极声波、声电成像、核磁成像。
生产井：
声幅、声波变密度、RIB、吸水剖面、（硼）中子寿命、 PNN、同位素找串等。
测井仪器型号：HH-2530、SL-6000 、 Excell-2000i、Eclips-5700、CLS-3700、
07补偿密度测井和岩密度测井
补偿密度测井和岩密度测井一、补偿密度测井原理和方法岩石的密度是单位体积岩石的质量，单位是g/cm3，代表符号是ρb，也称为岩石的体积密度。
岩石的体积密度ρb是代表岩石性质的一个重要参数，它不但与岩石的矿物成分及含量有关，还与岩石孔隙度和孔隙中流体的类别、性质和含量有关。
因此，测量岩石体积密度是很有必要的。
前面已经讲过，当γ射线能量为中等时，伽马射线与其所穿过的物质原子中的电子发生碰撞，把一部分能量传给电子，使电子沿某一方向射出，损失了部分能量的伽马射线则沿另一方向射出，这种效应称为康普顿效应。
由于康普顿效应引起γ射线的被吸收和散射，用散射截面σc表示：σc=Zσc.e。
即是说σc与靶物质的原子序数成正比，即与原子的电子数成正比。
因为靶物质是地层岩石，所以σc就与岩石中的电子密度（每立方厘米中的电子数）成正比。
补偿密度测井通常用137C s（铯）作为伽马射线源，它发出的γ射线具有中等能量（0.611Mev）。
当其与中等原子序数的元素组成的地层相互作用时，主要发生康普顿效应。
康普顿散射线性衰变系数μc可用下式表示：μc=ZA*（ρb N Aσc.e）式中μc为康普顿散射线性衰变系数。
Z为原子序数，A为原子的摩尔质量，N A为阿伏伽德罗常数。
σc.e为电子的散射截面，对于沉积岩中的大多数元素而言，ZA近似等于0.5N A为一常数；对于具有一定能量的γ射线来说，σc.e也是常数，因此μc与ρb成正比关系。
或者说γ射线经过岩层的散射和吸收，其能级宽度的减弱仅与岩层的密度有关。
试验证明，经过散射吸收后面到达探测器的γ射线能级宽度只是岩层密度的函数。
岩层密度大则γ射线被吸收得多，散射γ射线的计数率就小。
反之，则计数率就大，这就是密度测井的基本原理。
概括地说：地层体积密度测井就是用距γ源一定距离的探测器，探测从源发射出来的中能γ射线穿过岩石，经康普顿效应散射γ射线计数率从而求得地层体积密度的方法。
属于γ-γ测井技术之一，也称为散射γ射线测井。
补偿中子培训讲义
项目编号：文件编号：密级：补偿中子测井仪器培训手册中国石油集团测井有限公司技术中心大家好！很高兴有机会和大家一起交流一下放射性测井仪器的基本知识。
我们研制测井仪器的目的，就是要探测地层信息，寻找地下石油天然气储层。
我们是采取什么手段来探测地下信息的呢？图：测井仪器探测地层信息最基本的手段就是：仪器往地层发射信号，这个信号通过与地层物质的作用，信号的某些参数将会发生变化。
这些经过地层影响，发生变化了的信号就带有地层信息。
然后利用相应的探测器来接收自己发射出去的信号。
通过对探测到的信号进行分析，就能得到我们想知道的地层信息。
比如电法仪器，代表仪器有微球、侧向、微电极等。
这些仪器往地层发射电流。
图：我们知道，不同地层的电阻率是不相同的。
电阻小的地层，发射出去的电流很快就回到仪器的探测电极。
电阻大的地层相反。
通过分析仪器探测电极接受到电流的大小，就可以判断出地层的电阻率参数。
我们知道，地层水和石油天然气的电阻率的区别很大，通过探测地层电阻率参数，就可以划分油水层。
声波测井仪器也是一样。
不过声波仪器往地层发射的不是电流，而是声波。
不同密度的地层对声波的反映是不一样的。
如果地层密度大，发射的声波很快就被放射回来。
如果地层密度较小，发射的声波就需要一个比较长的时间才能回到仪器的声波探测器。
通过分析声波从发射到接受的时间间隔，就能判断地层密度值。
为了避免声波沿着仪器外壁直接到达仪器的探测器，所以声波仪器的外壳被加工成：图：同样，电法仪器为了避免发射的电流过快就回到仪器探测器，仪器在发射电流补偿中子测井仪属于放射性强度测井仪器。
是（密度、声波。
中子）等三大孔隙度测井仪器的其中之一。
今天我准备从下面5个方面来介绍补偿中子测井仪器：a)仪器简介b)仪器测井原理c)探测器d)电路简介e)仪器的刻度1. 仪器简介补偿中子测井仪是一种通过测量地层含氢指数来确定地层孔隙度以及判断岩性的放射性测井仪器。
仪器的用途：a)确定地层孔隙度b)判断岩性c)确定泥质含量仪器特点a)仪器的推靠器：b)仪器的重量：c)由于中子射线可以很容易穿透钢管，因此补偿中子测井仪不仅可以在裸眼井中测量，还可以在套管井中测量。
补偿密度现场操作与刻度
6 测井过程的监控 1) 电流的监控。在测井过程中电流应该保持稳定。随着地层密度的变化，电流稍 微有所抖动，属正常现象。
2) 输出波形的监控。密度仪器根据所带电缆的长度不同，从电缆头观察的波形幅 度也不同。密度仪器的输出波形一般在＋5V～＋13V之间。
3) 测井曲线的监控。
a) 密度仪器输出主要是密度曲线和校正曲线，两条曲线都应该比较平滑，不应该 有平头和非常明显的跳尖出现。 b) 如果测量井的井壁较规则，井径曲线所反映出仪器推靠较好时，仪器的校正曲 线应该在0～0.1g/cm3 之间，校正曲线在循环泥浆没有加重晶石的情况下，应该都为 正值。 c) 密度曲线应该有明显的地层反映。曲线的重复性应该在±0.03 g/cm3内。仪器 所测的密度值可参考井队提供的地层数据大致估算。 d) 密度仪器是带推靠器的仪器，在测量正规曲线和重复曲线时有可能仪器的运行 轨迹不同，所以正规曲线和重复曲线有可能存在差异，此时可参考井径曲线加以判断。 密度仪器所测的井径曲线是非定量的曲线，它只是起参考作用。只要曲线不出现负值 没有明显的跳尖就可以了。
2 仪器的接线
1）、2227补偿密度仪器的接线定义如下：
仪器28芯插座 1 说明 1—3之间供DC150(带电缆时为AC200V)使推靠器张开，测井时1为L(长源距)信 号输出 1—3张开推靠器，反极性DC150V收拢推靠器
3
7
测井时7为S（短源距）信号输出
4 6 10
AC180V(带电缆时为AC200V) AC180V(带电缆时为AC200V) 地线，与仪器外壳相通
补偿密度仪器现场操作及刻度指南
• 1 测井前的准备 • 在补偿密度仪器测井前应做好如下准备工作： • 1) 把仪器放置在高度为50cm左右的铁架子上，仪器的滑板面 朝上。 • 2) 确认仪器的编号以及所对应的测井用源，测井用源必须和仪 器统一。 • 3) 确认仪器的检查模块是否与仪器对应。 • 4) 确认仪器的刻度数据是否正确，刻度数据要与下井仪器对应。 • 5) 检查仪器的密封圈是否完好，过盈量是否合格。 6） 检查仪器的推靠器是否能自如推开收拢，检查刻度井径。
补偿密度测井仪器讲课
密度测井的核物理基础
在密度大的地层中,计数率随源距的增 大下降得快,而在密度小的地层中,计数率随 源距增大下降得慢.很明显,在不同的地层中 ,计数率随源距的衰减的曲线会有一个交点. 相应的源距叫零源距.当仪器的源距为零源 距时,不同密度的地层具有相同的计数率,仪 器对地层的密度的灵敏度为零.密度测井均 采用正源距.因此,密度仪器记录的脉冲信号 计数率与地层密度值之间成反比关系.
仪器特点
仪器特点
本仪器由探测器、前置放大电路、信号处 理电路以及高压电路组成.探测器由NaI晶体和 光电倍增管组成,它接收由伽马源轰击地层后 地层散射的伽马射线；前置放大电路是把来自 光电倍增管的脉冲信号进行放大；信号处理电 路是一个高温混合电路模块,它把放大后的信 号进行鉴别、分频、整形,然后输出给遥测短 节；高压电路是由两个高压模块组成,分别提 供长、短两个探测器所需要的高电压,它输出 的高压为负高压.
电阻R1负责收集光电倍增管来的脉冲信号,并且产生压降输出. 电阻R4、R5和HA2510对信号进行放大,一般调整电阻R5来实现所需要的放大倍数.密度仪器长、短道放大倍数 都为K=4. 从光电倍增管输出的光电峰〔观察点TP1〕一般为1-2V的负脉冲,脉冲宽度在5μS左右,经放大电路放大后,输 出幅度〔观察点TP3〕为7-8V的负脉冲,脉宽在3μS左右.
探测器简介
在175℃恒温一小时后,再测一条坪 曲线.
对比三条坪曲线,选一段重合较好, 也就是高温计数相对常温计数变化较小 的,确定出合适的工作高压.然后再看在该 高压情况下,恒温一小时后的计数与常温 时的计数相对变化范围是否小于5%,若 满足则可确定其高压.
光电倍增管的坪宽在150V左右.坪宽太 低〔低于50V〕的光电倍增管将不能使 用.
补偿中子测井仪器讲课ppt课件
仪器测量原理
概述
补偿中子测井仪是一种具有两道热中子探测器的放射性强度 测井仪器，它与地面计算机测井系统配套，可以测定裸眼井或套 管井的地层结构的孔隙度以及判断岩性和确定泥质含量，是三大 孔隙度测井项目中必不可少的测井仪器。该仪器吸收了国内外同 类仪器的优点，采用高稳定的电子放大线路和进口的高灵敏度热 中子探测器〔He-3正比计数管）。
大，热中子吸收截面就越大，计数率就越高，统计涨
落越小。现今有许多种He-3管，有国产的，也有进口
的。现将基本情况列表如下：
规格
尺寸
型号
RS-P4-1808-202
Ф57.2×203.6mm
温度
175℃
RS-P4-1004-201
Ф31.8×101.8mm
175℃
RS-P4-1808-229
Ф57.2×200mm
探测器简介 探测器结构示意图 探测器特点 探测器性能测试原理 探测器工作坪的概念 探测器调试使用注意事项
仪器探测器
仪器探测器
目前国内外补偿中子测井仪均采用 He-3正比计数管作热中子探测器，它在 正常工作情况下输出负极性电脉冲，脉 冲幅度在0.5uv--1.5mv范围内连续分布， 脉冲宽度小于5us，为随机信号，He-3管 的外形结构为圆柱形，在圆柱的轴心， 有一根在理论上视为无限小的金属丝， 圆柱内充满若干个大气压的He-3气体， 气压的大小对其灵敏度有关。
由高压产生的噪音也越小,同时对仪器的 绝缘要求越低。因此坪越低越好 。
仪器探测器
探测器使用调试注意事项
补偿中子仪器的高压电源的负载接近无穷大。 因此仪器通电后，即使关掉电源，在高压隔 直电容和滤波电容上残留的高压电位无法形 成回路释放，因此调校过程中容易造成人体 触电。另外，如果用万用表和示波器测量该 点的电位和波形，则会烧坏万用表和示波器。 连接探测器输出的信号线必须尽可能短，以 避免不必要的信号衰减。
声幅-变密度测井(比较好)PPT课件
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套管外径与自由套管声幅理论值
套管外径
(mm)
(in.)
101.6
4
127
5
139.7
51/2
177.8
7
193.7
75/8
244.5
95/8
273.1
103/4
自由套管声幅值 （mV） 89 76 69-72 62 59 51 48
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第三部分 固井声幅测井资料定性评价
将套管波声幅曲线标准化，转化为相对声幅。
检查套管接箍 及套管断裂位置
声幅测井曲线在水泥面以上显示的 负尖峰为套管接箍位置；在套管断 裂处，由于套管波严重的衰减，出 现负尖峰，以此来判断套管的断裂 位置。但这方法不能用来判别垂直 裂缝。
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固井声幅测井曲线的作用
检查补挤水泥的效果
第一次固井声幅曲线异常的对应井段处应补挤水泥，用实线表示。 补挤水泥后，再测一次固井声幅曲线用虚线表示，两次测量结果 重叠可以检查补挤水泥的效果。
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检查固井质量
快速地层井段的 2800 CBL/VDL响应
TT比自由套管略高 一些；CBL曲线幅度 比胶结好的高； VDL曲线缺少套管 波，有明显的黑白 相间的波纹起伏条 带状的地层波（与 岩性剖面相关）。
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检查固井质量
套管和水泥之间存在微环
水泥和地层胶结好， 套管和水泥之间存在微 环，一般只有气体才能 通过，加压后微环消失。 曲线的特征与胶结良好 相似。(1)TT和自由套管 的相同（２）CBL幅度一 般为２０－４０MV； （３）VDL显示出较强的 套管波和地层波。
地层
到套管壁，再经过套管壁入射到第一
补偿密度测井仪器刻度原理及应用
补偿密度测井仪器刻度原理及应用摘要密度测井的主要用途是判断岩性和求孔隙度，在石油测井领域具有非常重要的意义。
本文介绍了补偿密度测井仪器的工作原理，详细阐述了密度测井仪器刻度的原理及刻度方法，分析了刻度时常见问题并提出了解决方案。
关键词地层密度；补偿密度测井；探测器；刻度；解决方法Compensated Density Logging Tool Calibration Principle and ApplicationLI Jianfei，HAO Guiqing1.China Oilfield Services LimitedWell Tech，Beijing 101149Abstract The main purpose of density logging is seeking to determine lithology and porosity in the oil exploration and survey work，it has very important significance in the logging areas. this paper introduces the principle of compensated density logging instrument，elaborated on the calibration principles and calibration methods of density logging instrument，analysis of the common problems and proposed solutions in actual calibration process.KeywordsCompensated density; compensated density logging ; detector; calibration; solutions0 引言地层密度对于地层评价是一个非常有用和具有特征的参数，密度测井在石油勘探中具有非常重要的意义，是必不可少的一种测井方法。
测井原理10_密度测井
图10-3中的直线， 10-3 称为“脊线 脊线”，其斜 脊线 率为AL/AS，该线与横 轴的夹角称为“脊 脊
图10-3 无泥饼时的实验曲线
2、密度测井信息提取方法
密度测井选用Cs137为伽马源，发射能量为 0.661MeV的伽马光子。发生的核衰变方程如下：
探测器接收到的伽马 射线强度包括两个过程： （1）伽马源发射的光子 经地层多次散射后能到达 探测器的光子数； （2）被探测器散射而改 变方向或被吸收的光子数。
图10-1 密度测井计数率与源距的关系 10-
2.650 2.708 2.864 2.957 1.916 2.074 2.372 4.011
2∑ ni Z i M
U / cm3 巴 (体 ) 积
SiO 2
CaMg(CO3 ) 2
2.654 2.710 2.870 2.960 1.984 2.165 2.320 4.500
3、划分裂缝带或气层
当源距很小时，前一过程为主；当源距大时，后一过程为主。 这样，密度大的地层中计数率随源距变化要比密度小的快。（见 上图）两条直线的交点对应的源距称为零源距 零源距，表示仪器失去对 零源距 密度的灵敏度。小于零源距叫负源距 负源距，大于零源距叫正源距 正源距，密 负源距 正源距 度测井都采用正源距。实际距离与零源距之差称为视源距 视源距。 视源距
概念：电子密度 电子密度指数
（10-5） （10-6）
将式（10-4）代入，可得电子密度指数为 （10-7）
表（10-1）列出了地层中常见矿物的真密度与电 子密度指数的关系。从表中可看出,地层中常见矿 物及流体的比值 均接近1,就有 .
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密度仪器对探测器的要求
探测器晶体（NaI）
尺寸筛选：密度仪器使用的晶体尺寸为Φ22Χ50，
探测器和源的距离叫源距。当源强和源 距选定后，探测器接收到的散射伽马射线的 强度决定于两个作用过程：（1）由源发射出
的伽马光子经地层一次或多次散射使部分伽 马光子射向探测器；（2）射向探测器伽马
光子，有一部分被再散射而改变方向或者被 吸收。当源距很小时，上述第一个过程是主 要的，因而地层密度越大，计数率也越高。 当源距很大时，第二个过程的作用超过了第 一个过程的作用，因而地层密度越大，探测 器接收到的光子越少，计数率也越小。
在维修液压推靠器时，要防止由于推 靠器的自锁故障而造成的推靠器付臂突然 崩开。
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密度仪器对电子元器件的要求
电阻：
补偿密度测井仪采用的电阻和高温精 密电阻，要求电阻的精度在5％以下。电 阻采购回来后，进行抽样检查，确保精度 。
电阻抽样检查合格后，须进行高温老 化。把电阻放入烘箱内加温至175°C，并 且恒温二个小时。反复两次后再对电阻进 行抽样检查，保证电阻精度后方可使用。
泥饼补偿： • 地层密度ρ≤2.2 g/cm3时，泥饼厚度 ≤20mm； • 地层密度2.2 g/cm3＜ρ≤2.5 g/cm3时， 泥饼厚度≤15mm； • 地层密度ρ＞2.5 g/cm3时，泥饼厚度 ≤5mm。
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仪器技术指标
仪器最大外压：100Mpa 仪器最大测速：560m/h 测速与源强有关。 仪器使用电缆长度7000m 仪器测量范围:1.50-3.00 g/cm3 仪器耐温：1550
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密度仪器对电子元器件的要求
电容
对胆电容要检查其耐压值是否适合电路要 求，并经过温度试验检查其温漂。要求175°C 时电容的容量下降幅度不超过30％。
对高压隔直电容要检查其漏电流的大小，
并经过温度试验检查其温漂和漏电流。要求 175°C时电容的容量下降幅度不超过30％。
密度测井仪采用的贴片电容和其它电容，
信号进行鉴别、分频、整形，然后输出给遥测
短节；高压电路是由两个高压模块组成，分别
提供长、短两个探测器所需要的高电压，它输
出的高压为负高压。
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密度仪器调试注意事项
补偿密度仪器中有高压电源，高压接近 2KV。调试过程中要注意避免被高压击伤。
仪器通电后，即使关掉电源，在高压隔 直电容和滤波电容上在短时间内仍然残留高 压电位。调试过程中容易造成触电。需要注 意安全。
补偿密度测井仪
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仪器简介 测井原理 探测器 电路简介 仪器刻度
讲课提纲
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仪器构成
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仪器简介
液压 推靠 器
微球电子 线路舱
微球密度 组合探头
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仪器简介
双源距补偿密度测井仪是测量地层体积
密度的理想仪器，仪器滑板借助推靠器紧贴 井壁，装在滑板下端的放射源放射出中等能 量的伽马射线射向地层，并与地层物质的电 子发生康普顿散射。离放射源一定距离的探 测器，所记录的散射伽马强度与岩石电子密 度有关，而电子密度与地层的体积密度成非 常近似的正比关系，因此，密度测井仪所记 录的散射伽马射线的强度是岩石体积密度的 函数，为了消除泥饼的影响，采用了长、短 两种不同源距的探测器。
力不同，探测器记录到的读数也不同。
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密度测井核物理基础
伽马射线与物质的相互作用主要有电子对 效应、康普顿效应和光电效应，而其中只有康 普顿效应才与地层的密度成正比关系。因此密 度的测井原理和技术手段，首先要保证被探测 到的伽马射线的强度主要反映光子在地层中的 康普顿散射过程。密度测井选用Cs137为伽马源， 它发射能量为0.661MeV的伽马光子，这就排除 了形成电子对的可能性。
电烙铁使用完后及时放回原位，以免在 维修中造成烫伤。探测器是精密部件，制造 过程过程中安装、拆卸的时候要轻拿轻放， 不能碰撞，以免损坏。
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密度仪器调试注意事项
在拆卸、安装密度探头时，由于密度 探头较重，在拆卸、安装过程中要注意人 身安全。
往密度滑板里放入线路骨架时，手指 千万不能伸入滑板上的圆孔。
的脉冲信号计数率与地层密度值之间成反比
关系。
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仪器特点
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仪器特点
本仪器由探测器、前置放大电路、信号处
理电路以及高压电路组成。探测器由NaI晶体
和光电倍增管组成，它接收由伽马源轰击地层
后地层散射的伽马射线；前置放大电路是把来
自光电倍增管的脉冲信号进行放大；信号处理
电路是一个高温混合电路模块，它把放大后的
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补偿密度测井的核物理基础
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密度测井核物理基础
仪器的放射源和探测器装在压向井壁的滑 板上，测井时伽马源向地层发射伽马光子，经 地层散射吸收后，有部分经过散射的光子由密 度测井仪器的两个探测器接收。源和探测器之 间由屏蔽体隔开，使源发射的伽马光子不能直 接射到探测器。仪器背向地层的一侧也加以屏 蔽，以减小井眼的影响。距离源近的探测器叫 短源距探测器，距离源远的叫长源距探测器。 地层的密度不同，对伽马光子的散射和吸收能
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仪器技术指标
仪器测量范围：1.50-3.00 g/cm3 ； 仪器测量精度：0.03 g/cm3 ； 重复误差：0.03g/cm3(井壁平整处)； 可同时测量ρb、△ρ、井径三条曲线； 仪器温度性能：在155C条件下正常工作
1小时，高温时的计数率相对室温变化范 围在5%以内；
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仪器技术指标
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密度测井的核物理基础
在密度大的地层中，计数率随源距的增
大下降得快，而在密度小的地层中，计数率
随源距增大下降得慢。很明显，在不同的地
层中，计数率随源距的衰减的曲线会有一个
交点。相应的源距叫零源距。当仪器的源距
为零源距时，不同密度的地层具有相同的计
数率，仪器对地层的密度的灵敏度为零。密
度测井均采用正源距。因此，密度仪器记录
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密度测井核物理基础
如果将记录伽马射线的阀值定为0.1 －0.2MeV，也就是说只记录那些能量较 高的一次散射或多次散射伽马射线，那就 很大程度上避免了光电吸收的影响。在满 足上述条件下，对中等原子系数的原子组 成的一般地层来说，在伽马光子与地层的 相互作用中，康普顿占绝对优势。
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密度测井的核物理基础