补偿中子测井仪刻度
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。
论石油测井仪器的刻度标准化
论石油测井仪器的刻度标准化摘要：目前，石油测井界主要是用刻度方法实现这种精确转换和保证同一类测井仪器间的测量结果的一致性。
国际上已建立起通行的标准体系和国际通用计量标准。
俄罗斯及独联体各国也在积极筹备建立与西方互通的测井标准。
关键词：石油测井仪器；刻度；标准化石油测井仪器是测井作业采用的专业测量器具，主要是获取储存于深部底层空间油气实际分布情况，测井检测作业获取的原始测量值。
由于不能直接反映深部岩石的地理特性，所以需要进行精确转化，才能作为反映底层地层物理参数的工程数值。
当前必须要建立完善的“石油测井仪器的刻度体系”，进一步提高测井作业水平和资料解释精度。
一、测井仪器的刻度石油测井仪器刻度是操作过程中利用刻度装置简历测井仪器的测量值和相应刻度装置已知量值这两者之间的关系。
“刻度”也可以说它是一个计量单位，这就表明了测井仪器刻度是属于计量工作的一个内容，同时应该被纳入法制管理中来。
但是由于测量的仪器很多，不同仪器的刻度单位也不一样，所以这就造成了刻度的不统一。
因此，首要要建立规范的刻度参考装置，并且作为一个行业的最标准的依据，同时，每个油田中转性区域工作标准刻度装置。
这种刻度装置应该让最高标准装置或由通用计量标准传递之后，经与最高标准装置比对来确定其量值，并由行业进行鉴定，鉴定过关被批准才能大量投入生产及应用。
同时还要依据实际的生产情况，建立不同等级的现场刻度器，但是需要经过上级传递比对。
这就是通常的的一、二、三或四级刻度器。
1测井仪器刻度工作原理测井仪器工作原理是通过利用带有刻度的装置，构建测井仪器的测量值，并将测量值与已知量值所对应的关系，进行对比整理的这一工作过程。
由于测井仪器行业中所涉及的刻度只是一种习惯性的用法，只类似于计量学中的校准。
因此，必然需要纳入法制管理的范畴。
由于不同测井方法其特性和使用条件不尽相同，所以刻度方法和刻度装置也不同。
通常情况下，刻度标准装置结合实际生产情况，建立相应的等级，即为通常所说的一级标准刻度井、二级普通刻度井、三级现场刻度器。
常规测井系列介绍
常规测井系列介绍1.什么是测井（WELL LOGGING ）一．测井概况原状地侵入带冲洗带地面仪器车③、声波测井：声波速度测井声波幅度测井声波全波测井④、其它测井：生产测井地层倾角测井特殊测井利用声学原理设计的仪器，获取声波在地层中传播速度及幅度二、3700测井方法及其应用简介3700系统是80年代美国阿特拉斯测井公司生产的数控测井系统。
主要测井项目有中子、密度、声波、深浅微侧向，井径、自然伽玛、自然电位,另外，还有地层测试等。
1.自然电位测井原理：测量井中自然电场的测井方法，用一地面电极和一沿井身移动的测量电极测出沿井身变化的自然电位曲线。
是各种完井必须的测井项目。
井中电极M 与地面电极N之间的电位差1）、自然电位成因动电学砂岩与泥岩的自然电位分布①、扩散—吸附纯砂岩-纯泥岩基本公式：②、过滤电位（一泥浆柱与地层之间存在压生过滤作用产生的。
++++++2）、曲线特点①、判断岩性，划分渗透层；②、用于地层对比；③、求地层水电阻率；④、估算地层泥质含量；⑤、判断油气水层、水淹层；⑥、研究沉积相。
l 普通电阻率测井l 侧向（聚焦）测井l 感应侧井2、电阻率测井•双侧向测井DLL①、深浅侧向同时测量，在供电电极A上、下方各加了两个同极性的电流屏蔽电极。
②、很大的测量范围，一般是1-10000Ωm。
③、深侧向探测深度大（约2.2m），双侧向能够划分出0.6m厚的地层。
双侧向电极系和电流分布图（3）、双侧向应用目前主要的电阻率测井方法，大多数油田都应用这种方法①、识别岩性、划分储层②、判断油（气）、水层；③、求取地层真电阻率；④、利用深、浅侧向差异，分析裂缝的不同类型，储层评价。
识别油气层•双侧向测井DLL（2）、适用条件适用于任何地层。
但由于微侧向是贴井壁测量，所以受泥饼厚度影响，当泥饼厚度不超过10mm时。
用微侧向测井效果较好的。
（3）、微侧向应用①、划分岩层顶底薄层②、判断岩性和储层岩性变化情况③、区分渗透层与非渗透层④、确定冲洗带电阻率⑤、划分储层的有效厚度⑥、根据冲洗带电阻率进而进行可动油、气分析和定量计算。
补偿密度测井仪器讲
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。
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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
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
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。
2014.06.04-CNL中子刻度
中子孔隙度/灰岩刻度CNL测井测量的是地层含氢量，其值一般可大致作为地层孔隙度的估计值。
补偿中子测井采用的是灰岩刻度，灰岩CNL值为0，水是100。
通常情况下，泥岩束缚水含量比较高，所以补偿中子测井值为高值，通常都大于30%。
砂岩孔隙度高，补偿中子也较高，砂岩孔隙度越低，补偿中子也越低。
补偿中子测井对油层的反应不是很明显，但对于气层，由于挖掘效应的存在，补偿中子值会比实际孔隙度低，地层含气量越大，补偿中子值越低。
商业气流的补偿中子值一般都小于12%，有时低到3%或更低。
为什么有时中子测井值是负值（或回零）1、地层的含氢指数前面已经讲过，地层对快中子的减速能力主要决定于它的含氢量。
含氢量高的地层宏观减速能力大、减速长度小（即：减速时间短、损耗掉的能量多）。
为了方便，在中子测井中把淡水的含氢量定义为1个单位，用它来衡量所有地层中的含氢量。
单位体积的任何物质中氢核数与同样体积的淡水中氢核数的比值，称为该物质的含氢指数，用H表示。
H与单位体积介质里的氢核数成正比，因而它可用下式表示H=Kρx/M 式1 式中ρ是介质密度，单位为8g/cm3；Ｍ是该化合物的克分子量；x是该化合物每个分子中的氢原子数；Ｋ是比例常数。
2、纯水的含氢指数按规定，淡水的含氢指数为1，水的分子式为H2Ｏ，所以x=2，Ｍ＝18，而水的密度ρ=1，由此确定出式1中的Ｋ值。
Hw=K×1×2/(16+2)=1K=9。
代入式1得：H=9ρx/M 式2 用式2可求出任何密度为ρ、分子量为Ｍ且每个分子中有x个氢核的单一分子组成的物质的含氢指数。
3、盐水的含氢指数NaCl溶于水后占据了空间，而使盐水的氢密度减小。
计算盐水含氢指数的一般公式为：Hw=ρw(1-P) 式中ρw为盐水的密度，P为NaCl的浓度(单位为ppm×10-8）。
在测裸眼井时，地层一般都有侵入，中子测井探测范围内的水的矿化度，可以认为与泥浆滤液的矿化度基本相同。
双源距补偿中子测井
测井作为勘探与开发油气田的重要方法技术，至今已近80年的历史。随着科技进步和测井技术本身的发展， 它在油气勘探、开发和生产的全过程中发挥着更大的作用，为油气工业带来更高的经济效益。近十几年来的测井 技术，特别是20世纪90年代后，取得了重大进展。按照传统的观点，测井技术在油气勘探与开发中，仅仅对油气 层做些储层储集性能和含油气性能(孔隙度、渗透率、含油气饱和度和油水的可动性)定量或半定量的评价工作， 这已远远跟不上油气工业迅猛发展的需要。而当今测井工作中评价油气藏的理论、方法技术有了长足的发展，解 决地质问题的领域也在逐步扩大。
中子源向地层发射快中子，快中子与地层介质发生弹性散射后减速为热中子。热中子的空间分布与地层的含 氢量和含氯量有关。用长、短源距两个探测器接受热中子，得到两个计数率，见图（a）。
影响因素
影响因素
1、井参数影响 补偿中子测井裸眼井标准刻度条件：井径77/8英寸，井眼和地层孔隙中为淡水；无泥饼或间隙；井温为24 摄氏度；1个大气压仪器在井中偏心。 1）当井径增大时，测出的孔隙度会偏大； 2）泥饼，间隙等因素对于补偿中子影响较小。 3）天然气含氢指数越小，挖掘效应越 明显。 2、岩性影响，泥岩数值大于砂岩。 3、孔隙度影响，孔隙度大，数值大。 两个计数率的比值只与减速性质有关，反映地层的含氢量，消除氯含量的影响，从而确定地层孔隙度，见图 （b）。
测井方法分类
测井方法众多，电、声、放射性是三种基本方法，特殊方法有电缆地层测试、地层倾角测井、成像测井、核 磁共振测井等，其他测井方式还有随钻测井。各种测井方法基本上是间接地、有条件地反映岩层地质特性的某一 侧面。要全面认识地下地质面貌，发现和评价油气层，需要综合使用多种测井方法，并重视钻井、录井第一性资 料。
CNS补偿中子测井仪工作原理与电路分析
CNS补偿中子测井仪工作原理与电路分析补偿中子测井仪是中子测井方法中的一种。
补偿中子测井仪是一种孔隙度测井仪，仪器的读数反映地层的含氢量，在孔隙地层中，岩石骨架物质的含氢量可以忽略不计。
而地层孔隙空间通常充满了地层水或者石油天然气，而两者的含氢量近似相等。
因而，通过测量地层的含氢量，可以间接地确定地层孔隙度。
同时也可以与其他测井方法一起进行综合分析，帮助确定许多其他的地质参数，如巖性，粘土含量，含水饱和度等。
CNS补偿中子测井仪是北京环鼎科技公司最新研发的高性能测井仪，由于该仪器探测精度高，性能稳定，因而在油田勘探和开发中获得广泛应用。
标签：CNS补偿中子;组成;性能;工作原理1 仪器概述1.1 组成补偿中子探头由壳体和芯件两部分组成。
壳体包括上部壳体、下部壳体、中子源装载段等，芯件包括长短源距热中子探测器和电子线路板。
仪器配备的工具和附件有装卸源工具和靠壁器等。
补偿中子测井仪的配套设备有车间刻度筒和现场刻度器，对补偿中子测井仪进行二级刻度和现场校验。
1.2 功能与特点补偿中子探头与电子线路段Ⅰ（NEC）等构成测井系统，仪器由一个中子源和长短两个不同源距的探测器组成双探测系统，减少了环境因素的影响。
补偿中子探头段通过两组相同的放大电路测量不同源距两个探测器的计数率。
它通过测量两个探测器的计数率，利用530系统补偿中子的数字模型来计算地层结构孔隙度。
由于采用了探测精度较高的热中子He-3探测器以及高稳定性高集成放大线路，使得该仪器具有较高的测量精度和稳定性可靠性高。
2 仪器方法原理中子测井是以中子与地层物质的相互作用为基础的测井方法，中子按能量大小可以分为高能中子（能量>10MeV），快中子（能量在0.1-10MV），中能中子（能量在1-100keV）和慢中子（能量在0-1KeV），由于中子是不带电粒子，当它与物质作用时，与核外电子不产生电场力，因而可直接与原子核发生反应。
弹性散射是中子与物质发生作用的形式之一，在中子与原子核的弹性散射过程中，中子与原子核的总动量以及总动能保持不变，即遵守动量守恒和能量守恒定律，经弹散射后，原子核从中子中获得能量，而中子则损失部分能量。
补偿中子测井仪刻度
EILog-05组合测井系统补偿中子测井仪刻度吴永安2006年3月18日刻度的概念：补偿中子测井仪的一级刻度，就是要把仪器在测井过程中所得到的计数率和地层孔隙度之间建立一个数学模型。
如何有效的建立这一数学模型，最大限度的减小因地面系统数据处理所带来的误差，是摆在仪器刻度工作的技术关键。
补偿中子测井仪的二级刻度，是指仪器经过长时间使用或者主要器件（探测器、整机电路板等）经过维修后，仪器状态发生了变化，为了校正这一变化所作的刻度，就是仪器的二级刻度。
通俗的讲，一级刻度就是工程量与物力量的关系。
二级刻度，则是工程量和工程量之间的关系。
补偿中子测井仪一级刻度：原理：在理论上，补偿中子测井仪的长、短源距的两道计数率的比值R与地层孔隙度Ф的对数之间有非常近似直线的关系。
可以将补中Ф-R计算公式表达为：LnФ= a*R + b （1）但由于各方面因素的影响，这条直线并不完全是直线。
如果按照直线方程来处理测井数据，将会带来测井误差。
为了尽可能减小误差，我们采用曲线方程来拟合Ф-R计算公式。
CSU最新的处理公式是：在低孔隙段用的是倒数曲线公式。
中、高孔隙段用的是两段直线公式。
笔者的观点，无论用哪种公式，都应该以仪器实际刻度数据为准。
哪种曲线能最大限度的将刻度点落在曲线上，相关系数最大，我们就采用哪种公式。
目前成套装备补偿中子测井仪采用三次曲线方程。
相关系数在0.998以上。
如果采用四次曲线方程，我们发现四次系数非常小，而且相关系数也没有三次曲线的相关系数大。
因此，成套装备补偿中子测井仪采用三次曲线方程来处理测井数据。
刻度步骤：1.刻度井井况介绍：西安刻度中心有9口补偿中子刻度井。
刻度井参数如下：（备注里的内容为本人多次刻度，对刻度井的了解，纯属经验，无理论根据，无实验数据支持）2.刻度前，检查仪器是否工作正常，检查地面系统是否工作正常，并办理放射性中子源出库手续。
3.确定仪器记录点，根据刻度井的地层深度，对仪器下井位置做好标记。
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。
影响CNLT5420补偿中子测井仪比值的因素分析
一
Ｃ Ｌ ５２ Ｎ Ｔ ４ ０补偿 中子 测 井 仪 探 测 器 高压 设 置 需 要 同时满足 两点要求 ： 一是 温度 试验 ； 是刻 度 比值 。即 二
设 置的高压 值要满 足每 一道 探 测 器计 数率 在 １０ ５ ℃恒
温 ０ ５ｈ的误差 在 土５ ． ％范 围 内 ， 常 温下 的长 源埘 计 且 ！
１２ ％ ～ ．７ 孩０ 比值 范 围在 ３ ９ ６～ ．３ 。 ．８ ３６％ 度 ．０ ３ ９ ２
数 率与短 源距计数 率 的 比值 在 ３ ９ ．２土０ ０ ．２内Ｅ 。 ３ ］
（ ．中 国石 油 集 团测 井 有 限公 司测 井 仪 器 厂 陕 西 西 安 ） １ （ ．中 国石 油 集 团测 井有 限公 司华 北 事 业 部 二 项 目部 ２ 河北 任丘 ）
摘
要 ： Ｎ Ｔ ４ ０补偿 中子 测 井 仪 的 刻 度 比值 是 决 定测 井 孔 隙度 值 是 否 正 确 的 关 键 参 量 ， 仪 器 的稳 定 性 、 致 性 Ｃ Ｌ５２ 与 一
含量 ， 是常规三 大 孔 隙 度测 井 项 目之 一 ｌ 。仪 器 的刻 ｌ Ｊ 度 比值 （ 短源 距计数 率与 长源距 计 数率 的 比值 ） 决定 是
测井 孔 隙度值 是否正 确 的关键 参量 ， 仪 器的稳 定性 、 与
一
Ｖ； 长源距 探测 器使 用 的 Ｈ ｅ一３正 比计 数 管 ， 常温 下 ，
Ｓ增加 ０ ８ ％。通过 对 高 压 的调 整 ， ．４ 探测 器基 本 可 以 同时满足 温度试 验 、 刻度 比值 的要 求 ， 极少 的探测 器性 能偏 差较 大 ， 能满 足要 求 时只能 调换 。 不
补偿密度测井仪器刻度对测井响应的影响分析
赵太平ｈ ，刘天定 。，王秀 明。
（１－低渗 透油气 田勘探开发 国家工程实验室 ，陕西 西安 ７１００１８；２．中国石油长庆油 田公司勘探开发研究院 ， 陕西 西安 ７１００１８；３．中国石油长庆 油田公 司监督处 ，陕西 西安 ７１００１８）
摘要 ：测井过程中 ，补偿密度测井 曲线容易出现测量值 偏高的 问题 ，这 种现象 与仪 器刻度 有很大关 系。基于补偿 密度测井仪器的刻度原理 ，阐述 了刻度 图版双脊 双肋 图 的成 因 。给 出了补偿密度测 井和刻度 的基 本方程 ，通 过 ３
２．Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｄｅｖｅｌｏｐｍ ｅｎｔ，Ｃｈａｎｇｑｉｎｇ Ｏｉｌｆｉｅｌｄ Ｃｏｍｐａｎｙ，ＰｅｔｒｏＣｈｉｎａ，Ｘｉ’ａｎ，Ｓｈａａｎｘｉ ７１００１８，Ｃｈｉｎａ； ３．Ｄｅ ｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｓｕｐｅｒｖｉｓｉｏｎ，Ｃｈａｎｇｑｉｎｇ Ｏｉｌｆｉｅｌｄ Ｃｏｍｐａｎｙ，ＰｅｔｒｏＣｈｉｎａ，Ｘｉ’ａｎ，Ｓｈａａｎｘｉ ７１００１８，Ｃｈｉｎａ）
关键词 ：补偿密度测井 ；刻 度；脊肋图版 ；测井响应 ；计数率 ；脊角
中图 分 类 号 ：Ｐ６３１．８４
文 献 标 识 码 ：Ａ
Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ ｒａｔｉｏｎ ｏｎ Ｌｏｇｇｉｎｇ Ｒｅｓｐｏｎｓｅｓ
ＺＨＡＯ Ｔａｉｐｉｎｇ ～， ＬＩＵ Ｔｉａｎｄｉｎｇ ～ ，Ｗ ＡＮＧ Ｘｉｕｍｉｎｇａ （１．Ｓｔａｔｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ Ｌｏｗ－ｐｅｒｍ ｅａｂｉｌｉｔｙ Ｏｉｌｆｉｅｌｄ Ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ，Ｘｉ’ａｎ，Ｓｈａａｎｘｉ ７１００１８，Ｃｈｉｎａ
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｔｈｅ ｈｉｇｈｅｒ ｍ ｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｖａｌｕｅ ｉｓ ｆｒｅｑｕｅｎｔｌｙ ｏｃｃｕｒｒｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｄｅｎｓｉｔｙ ｌｏｇｇｉｎｇ，ｗｈｉｃｈ ｉｓ ｍａｉｎｌｙ ｒｅｌａｔｅｄ ｔｏ ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ ｄｅｎｓｉｔｙ ｌｏｇｇｉｎｇ ｔｏｏ１ Ｔｈｅ ｉｄｅａ ａｂｏｕｔ ｄｕａｌ ｓｐｉｎｅ－ａｎｄ—
浅析测井系统补偿密度测井的主刻度
计数 率 的 对数 比例 的关 系 图 。这 些 数 据来 自具 有 三 种不 同 密 度值 的 石 灰 岩 试 验井 ， 当不 存 在 泥 饼 且 滑板 紧 贴井 壁 时 ， 同 地 层 密 度 的点 子 落 在 一 不
条直 线 上 （ 脊 ” 。在 滑板 和地层 之 间 放人 均 匀 的 “ ） 泥饼 ， 源 距 和 短源 距 的计 数 就 会改 变 ， 使 标 绘 长 并
提 供 了依 据 。可 以应 用 于 其 它 的 国 产 数 控 测 井 系 统 并 可 对 国 产 数 控 测 井 系 统 进 行 改 造 和 优 化 。 关 键 词 ： 偿 密 度 测 井 主 刻 度 报 告 补 测 井 算 法
源 的距 离 不 同 ， 提 供 了 一 种 手 段 来 校 正 泥 饼 对 就
维普资讯 ຫໍສະໝຸດ ２０ ０ ２年 ・第 ２期
测 井
与 射
孔
浅 析 测 井 系 统 补 偿 密 度 测 井 的 主 刻 度
郭 华 隋 洪 喜 罗仁 杰
（ 中原 油 田测 井 公 司 ）
摘 要 ： 文 介 绍 了补 偿 密 度 测 井 的 主 刻 度 报 告 ， 述 了密 度 值 的 算 法 。 为 正 确 挂 接 补 偿 密 度 测 井 仪 该 描
维普资讯
测 井
与 射
孔
２０ ０ ２正
的右 侧 ， 较 重 的泥 饼 则 偏 向脊 的 左 侧 。通 过 标 对 绘 同一 地层 密 度 而不 同泥饼 厚 度 的 测量 值 就得 出 图 １ “ ” 。这 种 类 型 的“ 一 肋 ” 的 肋 线 脊 图版用 于 校
替代 的 。国产 数控 测 井 系统 挂 接补 偿 密 度 进行 油 田的勘 探 开发 已显 得 尤 为重 要 。我们 经 过 一段 时 间 的开 发 和推 广 应 用 ， 善 了补 偿 密 度 的 测 井 任 完
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。
复杂井况对补偿中子测井的影响与校正
76 |2019年6月7.875in，井眼和地层孔隙中为淡水；无泥饼或间隙；井温24℃，一个大气压；仪器必须在井中偏心，实际测井条件与标准刻度条件不一致时，必须进行校正[6]。
在测井过程中，不同的井况对补偿中子的影响不同，双探头的补偿中子虽已大幅度降低了井眼对测井结果的影响，增加探测深度至6～12in，但并没有完全消除井眼的影响，主要体现在以下几个方面。
2.1 井径因素井壁塌陷会使得井眼不规则，在井剖面上出现大直径的洞穴，测井仪器在这些位置上所记录的信号往往不是地层特性的反映，而主要来自井内的泥浆[2,7]。
在扩径处，密度测井值会明显变小，其数值趋近于泥浆的密度值，中子测井的视孔隙度明显增大，使测井曲线失真[2]。
补偿中子曲线与体积密度、声波时差及自然伽马曲线有相关性，一般情况下，计算的地层孔隙度与其他孔隙度测井计算的地层孔隙度应接近，见图1a，在致密的纯岩性段，补偿中子测井值应与岩石骨架值相接近。
当井径增大时，测出的石灰岩孔隙度比实际地层孔隙度要大，而当井径小于标准井径时，测出的孔隙度会减小[8]。
因此，在井径不规则及井眼扩大处，补偿中子孔隙度往往会显示出异常高值，见图1b，此时须进行现场归一化校正。
2.2 泥浆矿化度因素不同的泥浆矿化度由于密度不同，故而含氢量也不同，在高矿化度泥浆中补偿中子仪器往往测出虚假的高孔隙度来，此时须对测量结果进行矿化度校正。
0 引言补偿中子测井是测量地层对热中子减速能力的一种孔隙度测井方法，测量结果主要反映了地层的含氢量[1]，可用于确定孔隙度、判断气层及确定油、气层接触面等，同密度、声波孔隙度测井配合可确定复杂地层的岩性。
但其测井曲线受到复杂测井环境影响因素的制约，在诸如井径、泥浆矿化度、泥饼、间隙、地层流体、套管、岩性等因素的综合影响下，补偿中子测井曲线可能会发生严重失真[2]。
本文针对不同井况进行分析，寻求有效校正处理方法，以求消除井况因素对补偿中子测井的影响。
GILEE补偿中子测井仪
CNLT-1补偿中子测井仪使用说明书吉艾科技（北京）股份公司目录1. 概述 (1)1.1 仪器外观 (1)1.2 仪器技术指标 (2)1.3 仪器功能 (2)2. 电路描述 ........................................................ 错误!未定义书签。
2.1 探测器总成 (3)2.2 探测器 (3)2.3 电路 (4)3. 检测和刻度.................................................... 错误!未定义书签。
3.1 通讯测试 (8)3.2 中子电路高压 (8)3.3 长、短源距计数测试 (9)3.4 CNLT刻度 (12)3.5 仪器通断测试 (10)3.6 刻度 (12)4. 机械组装 (19)4.1 组装金属绝热瓶 (21)4.2 组装机械件 (28)5. 常见故障与检查 (28)1. 概述1.1 仪器外观1.2 仪器技术指标部件号：9146000000最高工作温度：200℃最高工作压力：140MPa最大适用井眼：最小适用井眼：仪器净长度：运输长度：仪器外径：92mm最大测速：9m/min测量范围及测量误差要求：测量范围：-3—100PU测量误差：（测量值在7PU以下），±7%（测量值在7PU以上）可重复性：（石灰岩孔隙度为15%）横向分辨率：，在孔隙度为15%的灌水裸眼井中为200mm垂直分辨率：（对比目的层上下所选的合适地层）测量点短源距：635mm长源距：762mm最大拉伸力：122000磅最大压缩力：78000磅电缆要求：7芯电缆缆芯使用情况：1：交流供电2：M2/M 5传输方式3：M2/M 5传输方式4：交流供电5：M2/M 5传输方式6：M2/M 5传输方式7：没用10：没用工作电压和电流：180V AC，6-10mA探测器类型：正比计数器源类型：Am241-Be源强度：18居里（散射中子）1.3 仪器功能补偿中子测井仪是放射性测井仪器的一种。
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EILog-05组合测井系统补偿中子测井仪刻度吴永安2006年3月18日刻度的概念：补偿中子测井仪的一级刻度，就是要把仪器在测井过程中所得到的计数率和地层孔隙度之间建立一个数学模型。
如何有效的建立这一数学模型，最大限度的减小因地面系统数据处理所带来的误差，是摆在仪器刻度工作的技术关键。
补偿中子测井仪的二级刻度，是指仪器经过长时间使用或者主要器件（探测器、整机电路板等）经过维修后，仪器状态发生了变化，为了校正这一变化所作的刻度，就是仪器的二级刻度。
通俗的讲，一级刻度就是工程量与物力量的关系。
二级刻度，则是工程量和工程量之间的关系。
补偿中子测井仪一级刻度：原理：在理论上，补偿中子测井仪的长、短源距的两道计数率的比值R与地层孔隙度Ф的对数之间有非常近似直线的关系。
可以将补中Ф-R计算公式表达为：LnФ = a*R + b （1）但由于各方面因素的影响，这条直线并不完全是直线。
如果按照直线方程来处理测井数据，将会带来测井误差。
为了尽可能减小误差，我们采用曲线方程来拟合Ф-R计算公式。
CSU最新的处理公式是：在低孔隙段用的是倒数曲线公式。
中、高孔隙段用的是两段直线公式。
笔者的观点，无论用哪种公式，都应该以仪器实际刻度数据为准。
哪种曲线能最大限度的将刻度点落在曲线上，相关系数最大，我们就采用哪种公式。
目前成套装备补偿中子测井仪采用三次曲线方程。
相关系数在0.998以上。
如果采用四次曲线方程，我们发现四次系数非常小，而且相关系数也没有三次曲线的相关系数大。
因此，成套装备补偿中子测井仪采用三次曲线方程来处理测井数据。
刻度步骤：1.刻度井井况介绍：西安刻度中心有9口补偿中子刻度井。
刻度井参数如下：（备注里的内容为本人多次刻度，对刻度井的了解，纯属经验，无理论根据，无实验数据支持）2.刻度前，检查仪器是否工作正常，检查地面系统是否工作正常，并办理放射性中子源出库手续。
3.确定仪器记录点，根据刻度井的地层深度，对仪器下井位臵做好标记。
4.将工作正常的仪器吊入刻度井中，要求保证良好的贴壁效果，并将仪器的计录点对准刻度井的中间位臵。
5.仪器与地面连接，通电工，观测仪器本底。
自然界不存在中子射线，因此中子仪器本底应为零。
长源距偶尔会出现一个计数，为仪器电路干扰，可忽略不计。
如果仪器存在一个以上的本底，则需要检查仪器。
6.装上 Am--Be中子源。
地面系统开始采用长短源距计数率。
取300秒平均值。
7.根据仪器的计数率，求出仪器在每一口刻度井中对应的比值R，以比值R为横坐标，孔隙度Ф为纵坐标，如下图。
根据这些刻度点数据可以计算出R－Ф关系曲线。
其中R的指数的大小由刻度点的分布来决定。
相关系数为0.999。
这就是仪器的一级刻度。
一级刻度注意事项：1.确保仪器记录点对准地层中点。
外单位同类仪器刻度时，取上、中、下三个位臵进行刻度，有的甚至取五个位臵进行刻度，然后计算平均值，认为这样可以减小误差，本人认为，只要仪器记录点对准地层中点，其它位臵所测量的数据无效。
让那么多无效的数据参加平均运算，只会增加仪器刻度误差。
2.刻度井的方位问题。
由于刻度井的均匀性上的差别，有时需要东南西北四个方位进行测量。
有的刻度井在不同方位上存在误差。
刻度井的方位在刻度井数据里有说明。
3.采样时间：地面读取仪器计数率时，采用时间不能小于300秒。
4.重复测量：仪器完成刻度后，需要选择一个刻度井，进行重复测量。
重复测量的意义在于检验仪器的稳定性，也可以确定刻度是否真实有效。
补偿中子测井仪二级刻度：原理：下图所示的是成套装备补偿中子测井仪采用的二级刻度器。
刻度器里注满纯净水。
考虑到使用环境，有的刻度器里需要添加防冻液。
刻度器一经调试，就不能随意更改纯净水和防冻液的比例。
二级刻度器最好能放臵在温度比较恒定的室内，温度不同，刻度器里充满的纯水密度会有差异。
二级刻度器容积约1.287m3,罐长2.23m，内径0.2m,外径1.26m,内充纯净水矿化度低于182mg/L。
刻度器安放的周围10米内应无任何放射源及较大金属物体，刻度场内磁感应强度小于2×10－4特拉斯（2Gs）。
刻度过程为：仪器与地面连接，将仪器插入刻度仓，仪器的源仓从刻度仓另一端伸出，通电，仪器工作正常后，装上Am--Be中子源。
然后将仪器推回入刻度仓。
按照如下示意图的顺序，插好刻度棒。
地面系统采样，读取长短源距计数率。
计算出比值R，R = N S / N L计算出的R值应该接近标准比值R*，其K值范围在0.95－－1.07之间。
12 刻度点5 主校点4仪器经过一级刻度后，在主刻度点有一个标准比值R*，仪器经过长时间使用或者经过较大维修后，仪器性能如果发生变化，那么仪器在相同状态下的比值R就会不等于R*，取刻度系数K,K = R* / R显然，如果仪器性能没有发生变化，K 就等于1 ，仪器变化越大，K值就越远离1。
当R的范围超出1.07≧K ≧0.95时，仪器的二级刻度无效，需要重新进行一级刻度。
在测井数据处理中，将长短源距计数率的比值R乘以K，即：K × R = R*Ф-R关系公式中参加运算的是R*，不是R。
由此，仪器就得到了二级刻度校正。
K值由下面的示意图中的刻度点求出，主校点是对仪器二级刻度检验。
主校点测值如果偏差太大，二级刻度无效，需要重新刻度。
二级刻度注意事项：1.刻度前检查刻度器里水是否加满，否则需要添加纯净水。
2.刻度前将减速棒和刻度器的仪器仓的灰尘擦净，确保仪器贴合良好。
3.刻度时，仪器源仓朝上。
4.仪器装上源，推回刻度仓后，要与堵头顶紧。
5.每次插入减速棒时必须到位，不能留有缝隙。
补偿中子测井仪二级刻度方法探讨：目前国内外各种补偿中子测井仪在生产应用中采用的都是一点刻度法。
在一点刻度法中，测井刻度器只需要一个刻度点，它是将刻度点上理想仪器的比值R*除以实际测井仪器的比值R，得到一个换算系数K = R* / R。
在测井生产应用中，将实际测井仪器的测井比值R 乘以系数K，即可认为将实际的测井仪器转换成了理想测井仪器。
一点刻度方法原理简单，刻度过程方便操作，但严格说，一点刻度法转换的结果只适应于与刻度点模拟的孔隙度值相同的那种特定孔隙度地层，而在其他孔隙度地层中存在误差。
笔者考虑增加一个刻度点，采用两点刻度方法。
对于Ф-R关系曲线，两个刻度点无疑比一个刻度点的精度高。
同时，一点刻度方法对Ф-R关系曲线的平移变化的刻度补偿效果明显，如果Ф-R关系曲线不仅仅是平移变化，而是增加了旋转变化，显然，一点刻度方法将无法校正。
这是两点刻度方法最大的优越性。
对于成套装备二级刻度器，很容易增加一个刻度点。
有的油田地区的二级刻度器采用的是冰块刻度器，只有一个刻度点，但将冰块反向放臵，由于冰块内中子源位臵相对仪器发生变化，那么就可以增加一个刻度点。
两点刻度的原理：补偿中子测井长、短源距两道测井计数率的比值R和地层孔隙度Ф的关系在一定范围内有以下形式的数学表达式：Ф = e(A - R)/B (1)式中A和B为仪器类型有关的常数。
设某一类型中的一支理想的补偿中子测井仪器对某一地层的长、短源距两道测井计数率分别为N L和N S，则其比值为：R = N S / N L，（2）因此，将R代入式（1），就可得到被测地层的孔隙度值Ф。
但是，同一类型中各支实际的测井仪器之间由于存在性能的离散性，或同一支测井仪器在不同的使用期由于器件老化等原因，致使该测井仪器对以上同一地层的长、短源距计数率nl和ns不同于理想测井仪器的NL和NS，其比值Ri也将发生变化。
通过上面的计算公式将会得出与理想测井仪器不同的测井孔隙度。
Фi = e(A - R)/B ≠Ф为了使同一类型的各支实际的测井仪器能够测出与理想测井仪器相同的结果，必须采用测井刻度装臵，使之在测井应用中通过刻度值对实际应用的测井仪器的测量的响应值进行换算而转换成理想测井仪器的响应值。
通常一支实际的测井仪器l的测井响应计数率n i与理想测井仪N i之间有如下的一般关系：n li = a L + b L N Ln Si = a S + b S N S (3)在式（3）中的a和b对同一支测井仪（或它的某一个使用时期内）来说是常数。
其中参数a是和理想仪器之间的某个基差值，它决定于仪器本身的中子屏蔽物、仪器外壳材质及制造工艺等的离差；参数b是某个系数差，它决定于中子探测器效率及电路参数等的离差。
以上各参数的注脚L和S分别代表长源距和短源距的参数。
从式（3）可见实际的测井仪器与理想的测井仪器的测井响应计数率之间存在a和b两个参数的差别。
因此，这个测井刻度装臵必须具备至少两个刻度点，即采用两点刻度法。
设：刻度装臵的两个刻度点分别为刻度点I和刻度点II。
设理想测井仪器对两个刻度点的响应值为：N LI，N SI；N LII，N SII；注意，这是理想仪器的响应值。
测井过程中要将测井的计数率转换成理想值才能进行孔隙度计算。
为了方便计算，令：ΣN L = N LI + N LII；ΣN S = N SI + N SII△N L = N LI - N LII；△N S = N SI - N SII设实际测井仪器对两个刻度点的响应值为：n lI，n sI和n LII,n sII则有如下关系式成立：n lI = a L + b L N LIn LII = a L + b L N LIIn sI = a S + b S N SIn sII = a S + b S N SI（解释一下上述公式：如果仪器性能没有发生变化，就是说仪器不需要二级刻度的情况下，上述公式中a = 0 ; b = 1 计数率n 和N之所以存在差别，就是假设仪器性能发生了变化。
）使用两个刻度点的具体数据，可以求出参数a和b。
（具体计算过程就是解二元一次方程，在此不做介绍。
）那么，实际的测井仪器就和理想的测井仪器建立了确定的换算关系，这就是两点刻度法。
当然，实际上理想的测井仪器是不存在的，但我们可以假设某支测井仪器为该类型的理想测井仪器，或者研制单位以最初研制的样机作为理想仪器，并在所确定的刻度装臵的两个刻度点上进行测试，得出其刻度器响应值，并把它们作为该类型仪器的刻度器理想响应值。
根据这些刻度值，在实际生产测井过程中可以对实际的测井仪器进行刻度转换。
两点刻度法无疑比一点刻度法更精确。
两点刻度法在使用过程中，现场小队需要对每支仪器记录两个刻度点的数据。