蒙特卡罗模拟在放射性测井中的应用

合集下载

En 自然γ铀矿测井 LaBr3晶体探测效率的 MC 模拟

En 自然γ铀矿测井 LaBr3晶体探测效率的 MC 模拟


1 5 0
卡罗模 拟计算 中的系统简化描述 [ J ] .核 电子学 与 探 测技 术 , 2 0 0 7, 2 7 ( 4 ) : 7 9 3— 7 9 5 . [ 8 ] 侯 克 斌. 自然 伽 玛 测 井 及 其 影 响 因素 的 M o n t e
C a r l o 模拟 [ D] .成都 : 成都理工大学 , 2 0 1 0 .


d 咖 s i n O d O f e d r =

K q p ( 1
e 一 ) 。
图2 MC N P模 型 示 意 图
当为饱 和矿层 时 , 即 卜 ∞ , 带 人 上 式 可
得:
: 。
当进 行传 统 的平 均 含 量法 测井 时 , 岩 石 放
射性 物质 的伽 马 常数 K、 岩 层 密 度 P以及 岩 层
探测器与矿层相对位置/ ' G m
度地 层 , 矿层 厚 度选 择 为 1 0 c m 的薄 层 , 伽 马射
图 4 单一矿层 下相同探 测器长度不同 半径 的照射量率
3 . O x l 0
线能量分 别 选用 铀 、 钍、 钾 的 3个 特 征 能 量 1 . 4 6 、 1 . 7 6和 2 . 6 2 Me V。整 个模 拟 模 型如 图 2
参 考文 献
长度的照射量率
1 4 x1 o‘
1 . 2 × l ’ 】0 × l O
褥8 0 x 1 0 n 巅
拳 6 O × 1 0
[ 1 ] 池伟.国外核 测 井技 术 的发 展状 况 [ J ] .舰 船防
化, 2 0 0 6 , ( S 1 ): 2 6— 3 0 .

核测井中粒子随机游动的计算机模拟

核测井中粒子随机游动的计算机模拟

核测井中粒子随机游动的计算机模拟
孙卫;樊晓光
【期刊名称】《核科学与工程》
【年(卷),期】2000(020)004
【摘要】系统地完成了核测井中粒子随机游动的数学模型的建立和计算机模拟过程的实现.对于核测井问题,利用Monte-Carlo方法模拟和跟踪了粒子的随机游动,进行了探测器计数响应值无偏统计量的数学估计;针对实现粒子随机游动的计算机模拟,选用MORSE程序完成了一测井实例.结果表明:利用此理论模型可以完成核测井问题中计数响应值的数值计算.
【总页数】5页(P348-352)
【作者】孙卫;樊晓光
【作者单位】西安交通大学理学院 710049 空军工程学院,西安 710038;空军工程学院,西安 710038
【正文语种】中文
【相关文献】
1.基于粒子系统的扦插植物愈伤组织计算机模拟 [J], 林文如;戈振扬
2.带电粒子在磁场中运动情况的计算机模拟实验 [J], 陈洁;姚若河
3.计算机模拟带电粒子在电磁场中的运动 [J], 涂泓;朱炯明;周昺路
4.计算机模拟带电粒子在电磁场中的运动 [J], 占亚波;于立志
5.放电镀膜时等离子体通道内粒子状态的计算机模拟 [J], 肖波;揭晓华;肖厚群
因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

蒙特卡罗模拟在放射性测井中的应用研究

蒙特卡罗模拟在放射性测井中的应用研究

技术应用与研究2018·0272Chenmical Intermediate当代化工研究蒙特卡罗模拟在放射性测井中的应用研究*崔 星(大庆油田测试技术服务分公司 黑龙江 163000)摘要:以蒙特卡罗模拟方法为研究对象,分析了蒙特卡罗模拟在放射性井应用的相关问题。

先分析了蒙特卡罗模拟的相关内容,并对其应用步骤进行阐述;之后结合放射性测井的处理要求,对蒙特卡罗模拟方法的运用思路进行了分析,希望能对相关人员工作有所帮助。

关键词:蒙特卡罗模拟;放射性测井;伽马能谱中图分类号:T 文献标识码:AApplication Research of Monte Carlo Simulation in Radioactive LoggingCui Xing(Daqing Oilfield Testing Technology Service Branch, Heilongjiang, 163000)Abstract :Taking Monte Carlo simulation method as the research object, the problems related to the application of Monte Carlo simulationin radioactive wells are analyzed. Firstly, the relevant content of Monte Carlo simulation is analyzed and its application steps are described. Then, combining with the processing requirements of radioactive logging, the application idea of Monte Carlo simulation method is analyzed, hoping to be helpful to relevant personnel.Key words :Monte Carlo simulation ; radioactive logging ; gamma spectrum前言目前,研究放射性测井问题的计算机分析方法主要包括扩散理论、蒙特卡罗模拟等,两种方法相比,蒙特卡罗模拟能够利用一系列的实验技术跟踪大量粒子历程,完成对粒子信息的模拟,最终完成复杂条件的测井信息的识别。

SBS改性沥青生产过程中的质量控制因素

SBS改性沥青生产过程中的质量控制因素

技术应用与研究2018·0273Chenmical Intermediate当代化工研究SBS 改性沥青生产过程中的质量控制因素*陆明强 蒲旭斌 黄靖坚(佛山高富中石油燃料沥青有限责任公司 广东 528000)摘要:SBS改性沥青在生产过程中受到诸多因素影响,对基质沥青、添加剂和工艺参数的选用多数凭借工程施工经验,缺乏严谨的理论依据。

本文通过SBS改性沥青生产过程中剪切速率、剪切时间、剪切温度、发育时间对改性沥青三大指标各性能的影响进行试验研究,结果表明,SBS改性沥青的加工条件宜为:剪切速率控制在4000r/min至5000r/min之间,剪切时间控制在30min至40min之间,剪切温度控制在180℃至190℃之间,发育时间控制在3小时至3.5小时之间。

同时,实际生产中,应优选基质沥青,使各项参数控制在适宜的范围内。

关键词:SBS改性沥青;生产过程;质量;工艺参数;因素中图分类号:T 文献标识码:AQuality Control Factors in SBS Modified Asphalt Production ProcessLu Mingqiang, Pu Xubin, Huang Jingjian(Foshan Gaofu PetroChina Fuel Asphalt CO., LTD., Guangdong ,528000)Abstract :SBS modified bitumen in the process of production is affected by many factors, the matrix asphalt, additives and the selection oftechnological parameters of most with construction experience, the lack of rigorous theoretical basis. In this article, through the SBS modified bitumen production in the process of shear rate, shear time, temperature and shear development time affect the performance of modified bitumen three major indexes all experiment research, the results show that the SBS modified bitumen processing conditions suitable for: shear rate control at 4000 r/min to 5000 r/min, shear time control between 30 min to 40 min, shear temperature between 180 ℃ to 190 ℃, development time control between 3 hours to 3.5 hours. At the same time, in the actual production, we should be preferred matrix asphalt, which controls the various parameters in appropriate range.Key words :SBS modified bitumen ;productive process ;quality ;process parameters ;factor在基质沥青中加入一定比例的SBS改性剂,通过一定的生产工艺使改性剂分散于基质沥青中,同时加入一定比例的专属稳定剂,形成的SBS混合材料,再对沥青做改性处理,即为SBS改性沥青。

脉冲中子源密度测井俘获伽马射线强度的数值模拟

脉冲中子源密度测井俘获伽马射线强度的数值模拟

脉冲中子源密度测井俘获伽马射线强度的数值模拟潘保芝;张瑞;刘坤;李丁;蒋必辞【摘要】由于传统密度测井仪器中同位素中子源具有潜在的放射性危害,可控的脉冲中子源得到越来越广泛的应用.脉冲中子源发射的快中子,经过地层的减速作用和扩散作用被原子核俘获(吸收),并释放出俘获伽马射线.运用蒙特卡洛方法模拟快中子离开源后与地层之间的作用过程,得到了俘获伽马射线的强度分布;将俘获伽马射线作为伽马射线源进行密度测井研究,模拟经过地层吸收后剩余伽马射线强度的分布与地层密度的关系,以及测量条件对剩余伽马射线强度的影响.研究结果表明,剩余伽马射线强度随着地层密度的增加而减小.建立了剩余伽马射线强度与地层密度、孔隙度以及探测源距的拟合关系,可用于指导脉冲中子源密度测井仪器的设计.【期刊名称】《石油物探》【年(卷),期】2014(053)006【总页数】7页(P642-648)【关键词】脉冲中子源;俘获伽马射线;密度测井;数值模拟;蒙特卡洛方法【作者】潘保芝;张瑞;刘坤;李丁;蒋必辞【作者单位】吉林大学地球探测科学与技术学院,吉林长春130026;吉林大学地球探测科学与技术学院,吉林长春130026;中国石油大学(华东)地球科学与技术学院,山东青岛266580;吉林大学地球探测科学与技术学院,吉林长春130026;吉林大学地球探测科学与技术学院,吉林长春130026【正文语种】中文【中图分类】P631.4为取代传统密度测井中的同位素中子源,各大石油公司都在研究利用脉冲中子源测量地层密度的方法。

脉冲中子源是一个小型的加速器,将氘核加速轰击锆氚靶上的氚核,通过聚变反应产生快中子[1]。

脉冲中子源以一定的脉冲宽度和重复周期向地层发射能量为14MeV的中子束。

与常规中子源相比,脉冲中子源具有源强度高且质量轻、释放出的中子能量单一等特点,特别是能够依赖电信号以脉冲的形式向外界发射中子,而当电信号停止,中子便不再发射,故没有放射性危害。

地层元素测井仪器结构参数的蒙特卡罗数值模拟

地层元素测井仪器结构参数的蒙特卡罗数值模拟

地层元素测井仪器结构参数的蒙特卡罗数值模拟严慧娟;岳爱忠;赵均;张建民;王树声;林岩栋【摘要】The Monte Carlo simulation model of formation elements logging tool is established With the model the effects of tool parameters including the shield, boron coating and source spacing are studied on logging responses. In the single shield materials, the shielding effect ofTungsten(W), Nickel (Ni) and Iron(Fe) is the best. In the combined shield materials, the shielding effect of W-Ni-Fe+Boron(B) and W-Ni-Fe+polyethylene is better then that of W-Ni-Fe with the same thickness ; the shielding effect of W-Ni-Fe+polyethylene is much better. In practical tool model, the shielding effect of 11 cm thick of W-Ni-Fe material is above 0. 9; if the Boron coating is the mixed material of 10B and fluoro-elastomer, its 10B content is more than 10%, which may reduce the tool's internal elements influencing effect. The tool shells may use settling stainless steel or Copper (Cu), because they don' t have any influence on spectrum deconvolution of formation elements. The above results may be used as a reference for optimizing the tool structure design.%建立地层元素测井的蒙特卡罗方法数值模拟模型,分别对仪器的屏蔽体、硼套、源距等仪器参数对测井响应的影响进行数值模拟研究.单一屏蔽体材料中钨镍铁屏蔽率最高,组合材料中钨镍铁十硼砂和钨镍铁十聚乙烯的屏蔽率比相同厚度钨镍铁的屏蔽率略高一些,钨镍铁十聚乙烯的效果更明显.实际仪器模型中11cm厚的钨镍铁屏蔽率大于0.9;硼套为10B与氟橡胶混合材料时其10B含量达到10%以上,达到降低仪器内部元素影响的效果;仪器外壳材料均可以采用沉淀不锈钢或铜,其对地层元素的解谱几乎没有影响.这些模拟结果可以为优化仪器结构参数提供参考.【期刊名称】《测井技术》【年(卷),期】2012(036)003【总页数】4页(P282-285)【关键词】地层元素测井;蒙特卡罗方法;数值模拟;仪器结构【作者】严慧娟;岳爱忠;赵均;张建民;王树声;林岩栋【作者单位】西安交通大学,陕西西安710049;中国石油集团测井有限公司技术中心,陕西西安710077;西安交通大学,陕西西安710049;西安交通大学,陕西西安710049;中国石油集团测井有限公司技术中心,陕西西安710077;中国石油集团测井有限公司技术中心,陕西西安710077【正文语种】中文【中图分类】P631.84地层元素测井通过测量中子在地层中产生的俘获伽马能谱和非弹性散射伽马能谱获取地层岩石骨架的主要元素种类和含量,确定岩性和骨架参数。

蒙特卡罗方法在实验核物理中的应用修订版课程设计

蒙特卡罗方法在实验核物理中的应用修订版课程设计

蒙特卡罗方法在实验核物理中的应用修订版课程设计一、课程设计背景和意义实验核物理是现代物理学的重要分支之一,它通过对核物质的实验研究来探究物质的性质和宇宙的演化。

而在实验核物理中,对于一些复杂的问题,如粒子的相互作用、反应过程的模拟等,常常需要进行数值模拟和计算。

蒙特卡罗方法是一种基于概率统计原理的数值计算方法,将问题建模成随机模型,通过随机抽样的方式进行模拟和计算。

它在实验核物理中有广泛的应用,如在粒子轨迹模拟中用于确定反应截面、在辐射测量中用于估算剂量等。

因此,深入了解蒙特卡罗方法在实验核物理中的应用,不仅有助于掌握相关技术,还能提高实验设计和数据分析的能力,有着重要的意义。

二、课程设计内容和目标本课程旨在通过理论学习和实践操作,使学生掌握蒙特卡罗方法在实验核物理中的应用,具体内容如下:2.1 蒙特卡罗方法基础知识•随机数的产生和分布•概率密度函数的定义和性质•蒙特卡罗积分的计算方法2.2 蒙特卡罗方法在实验核物理中的应用•粒子的轨迹模拟及反应截面的确定•辐射的测量和剂量估算•核工程中的应用2.3 实验操作•计算机程序的编写和调试•使用蒙特卡罗方法模拟和计算实验数据通过本课程的学习,学生应具有以下能力:•理解蒙特卡罗方法的基本原理和应用场景•掌握蒙特卡罗方法在实验核物理中的应用方法和技巧•能够编写程序进行模拟和计算,并对结果进行分析和解释三、教学方法和组织形式为了达到以上课程设计的目标,本课程采用以下教学方法和组织形式:3.1 讲授理论知识通过教师的讲授和学生的自学,掌握蒙特卡罗方法的基本原理和应用方法。

3.2 实验操作学生将会编写计算机程序进行蒙特卡罗模拟实验,在实验中掌握具体的实验技能。

3.3 实验报告学生将会在完成实验后撰写实验报告,对实验结果进行分析和解释。

四、教学进度安排和考核方式根据以上的课程内容和目标,本课程的教学进度安排如下:•第1周:蒙特卡罗方法基础知识•第2周:蒙特卡罗方法在实验核物理中的应用•第3-8周:实验操作和实验报告撰写考核方式如下:•平时成绩占30%,包括课堂参与和实验操作•期末实验报告占70%五、参考文献1.Forrest, R. A. (1976). Monte Carlo methods innuclear physics. Physics Reports, 25(2), 89-141.2.Wilson, P.R. (2000). Monte Carlo simulations innuclear physics. CRC Press.3.Giuntini, L., & Villari, R. (2013). Monte Carlomethods for radiation shielding. Springer.4.蔡敏, 侯玉明, 李月盘, & 曲学飞. (2008). 应用蒙特卡罗方法测定辐射源的半径. 北京科技大学学报, 30(6), 704-707.。

碘化钠和溴化镧探测器对_测井模型的MC模拟_王哲

碘化钠和溴化镧探测器对_测井模型的MC模拟_王哲

0引言天然放射性核素主要有铀(238U)系列、钍(235Th)系列、锕(235U)系列和40K系列,除去1.76MeV和2.62MeV、1.46MeV三个特征峰外矿层中的谱峰一般为U系铀组0.760MeV、0.910MeV、1.001MeV,均为弱峰;U系镭组0.609MeV、1.12MeV0.352MeV;Th系0.239MeV1.620MeV0.960MeV、0.908MeV。

同时,人工放射性核素137Cs射线能量662keV对天然辐射的贡献也不能忽略。

LaBr3晶体对662keVγ射线能量分辨率小于3%,而合适大小NaI探测器探测器能量分辨率为6.5%,这是一个本质性的提高[1]。

晶体尺寸大小的提高是困难的,但是现在LaBr3晶体尺寸能够达到3×3英寸[2]。

MCNP已经被证明能够很好地模拟γ能谱,因此,本文选取了均匀分布在矿层中铀的几个典型的特征峰能量,能量分别为0.351MeV、0.609MeV、1.12MeV和 1.76MeV 的γ射线进行MC模拟。

用尺寸为Φ3×3inch的溴化镧和碘化钠探测器放在矿层模型计数率最高的中心位置进行模拟测量,用origin软件画出散点能谱图,分析比较溴化镧探测器和碘化钠探测器探测能谱的特点和区别。

1测井模型的模拟研究原理1.1溴化镧探测器工作原理及晶体性质LaBr3:Ce3+探测器探测γ射线工作原理为:γ射线进入LaBr3:Ce3+晶体中与晶体相互作用,使晶体的原子、分子电离和激发;被电离、激发的原子、分子退激时,一部分电离、激发能量以光辐射的形式释放出来,形成闪烁光;闪烁光尽可能多地收集到光电倍增管的光阴极上,光子被光阴极吸收后,发射出光电子;光电子在光电倍增管中倍增,倍增的电子束在阳极上被收集形成本征电流,并产生脉冲信号。

其晶体性质如表一所示。

碘化钠和溴化镧探测器对γ测井模型的MC模拟Monte Carlo Simulation of LaBr3:Ce and NaI(Tl)Detector onγ-ray Spectrometric of the Radioactive Model Well王哲Wang Zhe(东华理工大学,江西南昌330013)(East China Institute of Technology,Jiangxi Nanchang330013)摘要:LaBr3晶体闪烁探测器(<3%在662keV)比NaI探测器具有更高的能量分辨率,但自身放射性元素对低能谱探测有影响。

脉冲中子-裂变中子铀矿测井技术的蒙特卡罗模拟

脉冲中子-裂变中子铀矿测井技术的蒙特卡罗模拟

脉冲中子-裂变中子铀矿测井技术的蒙特卡罗模拟王新光;王国保;张国光;窦玉玲;丰树强;赵潇【摘要】PNFN was a method for uranium exploration. Pulsed neutron source was used, prompt fission epithermal neutron or delayed fission thermal neutrons were detected by u-sing 3He neutron detector. Under the condition of different uranium content and porosity, the PNFN responses were simulated by using the MCNP code. The relationship between fission neutron and formation condition was studied. The obtained results showed that the larger the formation porosity, the lower the calculated uranium content. The precision of u-ranium content could be increased by the correction of scattering cross-section obtained by prompt fission epithermal or thermal neutron time decay spectrum method.%脉冲中子-裂变中子铀矿测井方法(PNFN)是采用脉冲式中子源,利用3He管中子探测器记录瞬发裂变超热中子或缓发裂变热中子,得到地层中铀矿含量信息的测井方法.利用MCNP程序模拟了不同铀含量、不同地层孔隙度地层条件下PNFN的响应,分析了瞬发裂变超热中子和缓发裂变热中子与地层铀含量和孔隙度的关系.结果表明,地层孔隙度对利用PNFN确定地层铀含量有影响,孔隙度越大,利用裂变中子直接计算得到的地层铀含量比真实含量越小.利用瞬发裂变超热中子或热中子时间衰减谱计算得到地层宏观俘获截面,对裂变中子进行校正,可以有效提高地层铀含量计算结果的准确度.【期刊名称】《同位素》【年(卷),期】2013(026)001【总页数】5页(P48-52)【关键词】脉冲中子;裂变中子;铀矿测井;蒙特卡罗模拟;孔隙度校正【作者】王新光;王国保;张国光;窦玉玲;丰树强;赵潇【作者单位】中国原子能科学研究院核技术应用研究所,北京 102413【正文语种】中文【中图分类】P631.8;TL816在铀矿勘探中,常用的自然γ能谱测井方法通过探测铀的衰变产物镭的γ放射性确定地层的含铀量,由于存在铀镭平衡系数确定困难的问题,在平衡系数不确定的地区需要从井下取岩心,才能相对准确的确定铀含量,耗费时间,增加了勘探成本。

MonteCarlo方法在放射治疗剂量分布计算中的应用_王春燕

MonteCarlo方法在放射治疗剂量分布计算中的应用_王春燕
由 于医用电子直线 加速器的标 称能量并 不能真实反 映此 加速器产生的 X 射线的全部性质 , 因此 X 射线能谱研究对判 定电子直线加速器的 X 射线品质及剂量分布是非常重要的 。张 松柏等 [5]利用 EG S4 程序对已知的治疗头几何结构 、靶材料和 电子源 等特征的医用电 子直线加速 器的轫致 辐射谱进行 了研 究 , 见图 2 。
在调强放射治疗技术中 , 由 于准直器叶片几何 形状的复 杂性和传送的时间依赖性 , 其剂量计算问题一直困扰着放射医 学界 。P J K e all ,J V Siebe r s[7]等人应用 M o nte Ca r lo 方法对 这一问题进行了研究 。对于两种能量光子及多叶准直器模型的 辐射场剂量分布进行了计算 , 并与实验测量结果进行比较 , 在 实验误差允许的范围内 , 结果是一致的 。同时 ,他们还发现对于 患者调强放射治疗辐射场 , 应用 M o nte C ar lo 方法所得到的结 果比其它计算方法(笔形束模型等)更接近实验测量值 。
M CN P 程序 全名为 M o nte C ar lo N ew tr o n a nd P h o to T r a nspo r t C o le , 它是美国洛斯阿拉莫斯(L A N L)国家实验室 的众多科学家和 M C 专家在一系列程序工作基础上 , 集中编制 的一个当前最高水平的通用的科学计算程序 , 用于处理连续能 量 、时间相关 、 三维几何的中子 -光子 -电子辐射输运问题 。 M CN P 从 1977 年 6 月产生第一个版本后 , 不断更新 , 到 1997 年 3 月产生了最新版本 M C N P -4B , 可以在各类计算机上运 行。
EG S 4 计算程序在国际上有着广泛的应用 , 在辐射物理方 面 , 主要计算加速器产生的辐射剂量分布 , 设计屏蔽系统 , 研制 剂量测量仪等 。在医学物理方面 , 模拟计算射线在人体中产生 的剂量分布及衰减 , 进而确定治疗方案等 , 在西欧和北美的一 些国家 , 已被广泛应用于医院 , 用于放射治疗及诊断中的剂量 计算 , 自从 1979 年公布以来 , 已有近千篇相关论文发表 , 其可 靠性得到了国际社会的认可 。

钆示踪中子伽马能谱测井方法的蒙特卡罗模拟

钆示踪中子伽马能谱测井方法的蒙特卡罗模拟
# 的历 史 中 子 数 目 为 CU( " 记录俘获伽马能谱 "
# $ !
# $ C 后 快 中 子 的 慢 化 长 度 不 变" !! 由 于 渗 钆 前 !
W /= W /= W /= 3 = ! 项" 略去 6 其热中子计 数率比 6 #6 = " ! 为* % % % % ! > /$ = 6/ =3 = ( 4 (# + ! < " #$< ! ! :4 = 4 ! / 3 >= = ($ (# " ! ! ! ! # :4 = = >== # !# ! 3 >= = !$ !$ # $ + 3 ) < % ! > / = ! ! 3 == 6 = # ( ! 3 >= = ( 式 中" )$ !! # # # (! ! 分别为渗钆前后地层的宏
(* 进行地层评 价 的 测 井 方 法 ) (但中子进入地层
踪剂 $ 向 地 层 中 渗 入 一 定 量 的 钆$ 会显著改变地 层的中子特性 $ 并影响热中子的空间分布及俘获
C $ )* 伽马能谱 $ 姜 文 达 等) 曾对钆作为示踪剂及热
中子俘获测 井 进 行 过 研 究 ( 本 工 作 拟 以 钆 作 为 示踪剂 $ 通过研究渗钆前后地层的热中子计数率 比值及俘获伽马能谱 $ 但仅限于确定剩余油饱和
;* 度及进行井 间 监 测 ( 利 用 蒙 特 卡 罗 模 拟 方 法 )
后发生快中子的慢化 ’ 热中子的扩散以及俘获等 过程 $ 对其进行定量描述有一定的困难 ( 稀土元 素中的钆是稀土元素中俘获截面最大 ’ 俘获热中
!* 子能力最强的元素 ) $ 是一种潜力巨大的中子 示

在放射治疗计划中应用蒙特卡罗剂量计算方法研究

在放射治疗计划中应用蒙特卡罗剂量计算方法研究

2010年1月第17卷第1期临床医学工程·论著·【摘要】目的验证蒙特卡罗剂量计算方法在放射治疗计划中应用的可行性。

方法针对一个临床食道肿瘤病例进行了放射治疗计划设计,用蒙特卡罗虚拟源模型完成了各个射野的剂量计算。

结果高剂量区与计划靶区保持了很好的适形,关键器官的照射量很小,得到了很好的保护。

结论用蒙特卡罗虚拟源剂量计算模型生成的剂量分布符合临床放射治疗的实施原则,由于该模型的精确性,完全可以替代现有的解析型剂量计算模型。

【关键词】放射治疗;剂量计算;蒙特卡罗中图分类号:R811.1文献标识码:A文章编号:1674-4659(2010)01-0009-02Application of Monte Carlo Dose Calculation Method in the Radiotherapy Planning JIN Haoyu 1,ZHOU Linghong 2,CHEN Chaomin 2(1Department of Medical Instruments,Guangdong Food and Drug Vocational College,Guangzhou 510520;2School of Biomedical Engineering,Southern Medical University,Guangzhou 510515)【Abstract 】Objective To verify the feasibility of application of Monte Carlo dose calculation method in the radiotherapy planning.Methods We completed a radiotherapy planning for a clinical esophagus tumor case,and the dose calculation was ac complished by the Monte Carlo virtual source model (VSM).Results The high dose area is very conformal to the PTV,and the radiation in the key organ is very little.Conclusion The results of dose valuation indicates that the dose distributions calculated by VSM accord with the principles of ra diotherapy.Because of VSM's accuracy,it can totally take the place of analytic models which are applied in the radiotherapy planning sys tems widely.【Key words 】Radiotherapy;Dose calculation;Monte Carlo在放射治疗计划中应用蒙特卡罗剂量计算方法研究金浩宇1,周凌宏2,陈超敏2(1广东食品药品职业学院医疗器械系,广州510520;2南方医科大学生物医学工程学院,广州510515)采用精确的快速蒙特卡罗(Monte Carlo ,MC )剂量计算方法对加速器治疗过程进行模拟和分析正在成为新的研究热点,必将被广泛应用于放射治疗计划系统。

浅谈蒙特卡罗算法在X射线特性研究中的应用

浅谈蒙特卡罗算法在X射线特性研究中的应用
通 过MC N P 5 建 模 软件的计 算,试 验 结果如图2、图3所 示。由图2可知,不同电子入射角的X射线出射的能谱图中, X射 线能 量位于 0 ~5 0 keV 范围之 间的由X射 线管的入 射电 子能 量 决 定的,然而当X 射 线能 量接 近 0 和 5 0 k eV的两 端 时,X 射 线能 量 为 0 和 5 0 keV的几乎没有。从 图2 还 可以看
由于X 射 线管的内部 结 构比 较 复 杂,本 文 主 要 探 讨不 同电子入 射角对X 射 线出射 谱 线 特 性的影响,所以在 仿真 时,略 去高压电场,采用相同能 量 和 相同方向的电子束面 源作为研 究 对 象,将 X 射 线管 结 构进 行 简化 处 理。由于 试 验的复 杂 性,本文 采用M C N P 5 软件 进 行数 据建 模和 仿真 计算,建模单元设置如下:面源为50keV的电子束面源、靶 材为2μm厚度的银靶、出射窗采用250μm厚度的铍窗。 2.3 试验仿真及结果分析
①基金项目:成都理工大学工程技术学院教改项目( 项目编号:2 018-J YJG - 0 212)、乐山市科 技局项目( 项目编号: 18JZD058)。 作者简介:黄凯(1984—),男,汉族,四川仁寿人,硕士研究生,讲师,研究方向:光电检测与X射线荧光分析。
1 蒙特卡罗算法模拟试验的优势分析 蒙特 卡罗算法也叫随机模拟、随机抽样或者统计实
验方法[4]。其主要用于模拟一些无法用数值产生的随机系 统。比如当系统的各 个单元的特 征量已知,但 系统 过于复 杂导致无法预测其准确数学模型时,可以用随机模拟法计 算系统的相关参数。蒙特卡罗算法在金融工程学,生物学 (模拟植物生长),宏观经济学,计算物理学(如量子热力 学计算、粒子输运计算、空气动力学计算)等领域应用广 泛 [5 ]。其优 势主 要在于方 法的 误 差与问题的维 数 无关、对 于具 有统计 性 质问题 可以直 接 进 行 解 决、对于 连 续性的 问题不必进行离散化处理。

(2021年整理)蒙特卡罗方法及其应用

(2021年整理)蒙特卡罗方法及其应用

(完整版)蒙特卡罗方法及其应用编辑整理:尊敬的读者朋友们:这里是精品文档编辑中心,本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的,发布之前我们对文中内容进行仔细校对,但是难免会有疏漏的地方,但是任然希望((完整版)蒙特卡罗方法及其应用)的内容能够给您的工作和学习带来便利。

同时也真诚的希望收到您的建议和反馈,这将是我们进步的源泉,前进的动力。

本文可编辑可修改,如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅,最后祝您生活愉快业绩进步,以下为(完整版)蒙特卡罗方法及其应用的全部内容。

(完整版)蒙特卡罗方法及其应用编辑整理:张嬗雒老师尊敬的读者朋友们:这里是精品文档编辑中心,本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布到文库,发布之前我们对文中内容进行仔细校对,但是难免会有疏漏的地方,但是我们任然希望 (完整版)蒙特卡罗方法及其应用这篇文档能够给您的工作和学习带来便利.同时我们也真诚的希望收到您的建议和反馈到下面的留言区,这将是我们进步的源泉,前进的动力.本文可编辑可修改,如果觉得对您有帮助请下载收藏以便随时查阅,最后祝您生活愉快业绩进步,以下为 <(完整版)蒙特卡罗方法及其应用〉这篇文档的全部内容。

计算机处理之蒙特卡罗方法及其应用【标题】蒙特卡罗方法及其应用【摘要】蒙特卡罗方法是一种随即抽样方法,建立一个与求解有关的概率模型或随即现象来求得所要研究的问题的解。

这种利用计算机进行模拟的抽样方法以其精度高,受限少等优点广泛应用于数理计算,工程技术,医药卫生等领域.本文介绍蒙特卡罗方法的简要内容,起源,基本思路及应用优点,并简要介绍了一些蒙塔卡罗方法在相关医学方面的应用,并提出了一些今后发展与应用上的展望。

【关键词】蒙特卡罗方法基本内容应用【正文】一蒙特卡罗方法简介1 概述蒙特卡罗(Monte Carlo)方法, 又称随机抽样法,统计试验法或随机模拟法。

是一种用计算机模拟随机现象,通过仿真试验,得到实验数据,再进行分析推断,得到某些现象的规律或某些问题的求解的方法。

蒙特Matrix测井仪在煤炭和煤层气测井中的应用

蒙特Matrix测井仪在煤炭和煤层气测井中的应用

E V
2 s
3(V p / Vs ) 2 4 (V p / Vs ) 2 1
4 K (V p2 Vs2 ) 3
Vs2
2 1 (V p / Vs ) 2 2 (V p / Vs ) 2 1
式中: E 、 K 、 、 分别为介质的杨氏模量、体积模量、切变模量、泊松比;
9
0
纵波速度 (km/s) 实测横波速度 (km/s) 计算横波速度 (km/s)
8 0
体积模量 (gpa) 40
0
杨氏模量 (gpa) 强度指数 (gpa) 泊松比
120
0
8 切变模量 0 (gpa) 40
0
80
0
8பைடு நூலகம்
-0.2
0.6
0260 0270 0280 0290 0300 0310
图5
HZ-X3 井岩石力学参数曲线图
3
1 Vc Va Vw 式中: 、 N 分别为煤层对密度、中子测井的响应值;
c 、 a 、 w 分别为纯煤、灰分、水分对密度测井的响应参数; c 、 a 、 w 分别为纯煤、灰分、水分对中子测井的响应参数;
Vc 、 Va 、 Vw 分别为纯煤、灰分、水分的相对体积。 然后将体积含量换算为重量含量:
蒙特 Matrix 测井仪在煤炭和煤层气测井中的应用
(中国煤炭地质工程总公司 刘付光)
一、蒙特 Matrix 测井仪简介
美国蒙特(Mount-Sopris)仪器公司创立于 1951 年,一直以来是世界小口径测井 仪器的先驱企业,不断进行技术创新,研发出一系列的测井技术产品。在 80 年代中期 曾与中国煤炭有关部门达成技术转让和合作,大大地推动了中国煤炭测井技术的迅速 发展。Matrix 测井仪是美国蒙特(Mount-Sopris)仪器公司最新生产的国际先进小口 径测井仪器,该仪器测井方法齐全、配置合理、技术先进,主要由主机、计算机、绞车 控制器、绞车、各种井下探头和操控软件组成完整的测井体系(见图 1、图 2) 。在丰 富的 Matrix 测井操控软件支持、控制下,进行测井数据采集、显示、存盘、打印、预 处理等工作,并利用软件取代了硬件的很多功能,增强了仪器工作的可靠性,减少仪 器故障率。该测井仪采用 Well CAD4.3 软件来管理、处理和解释测井数据,具有强大 的图形处理及打印功能,并可方便地与物探、地质等数据交换拼接。下井探头最大外 径为 40mm,设计可测井深 2000m,测井方法主要有补偿密度、补偿声波、补偿中子、 微侧向、深中浅电阻率、自然伽玛、自然电位、井径、井斜、井温、声波全波列、声 波变密度、声幅、套管接箍、双侧向、双感应、磁化率、伽玛能谱、流量、流体电阻 率、超声波成像、光学成像等。完全满足煤炭、煤层气、金属、水文、工程地质等领 域的测井,可进行煤岩层划分、煤质分析、岩性分析、煤岩层力学参数计算、煤层含 气量估算、地层裂隙计算、地层产状评价、渗透性评价、固井质量评价和井中流量评 价等等。 中国煤炭地质工程总公司是经国务院经济贸易办公室批准的大型国有企业,具有 国土资源部颁发的固、液、气体矿产勘查甲级、地球物理勘查甲级、水文地质工程地 质环境地质调查甲级、地质钻探甲级、地质灾害防治工程施工甲级资质;中国煤炭建 设协会颁发的煤炭地质监理乙级资质;建设部颁发的地基与基础工程施工专业承包壹 级资质。主要从事各类矿产资源的勘查开发和地基与基础工程施工。该公司于 2009 年 3 月在国内首家引进了一套美国蒙特 (Mount-Sopris) 仪器公司生产的 Matrix 测井仪, 配置了相当齐全的井下探头,在短短的三年多时间里,应用该套测井仪器测量煤炭钻 孔 50 多个,煤层气钻井 70 多个,工程地质钻孔 10 多个,仪器工作正常,性能稳定,

D-T脉冲中子发生器随钻中子孔隙度测井的蒙特卡罗模拟

D-T脉冲中子发生器随钻中子孔隙度测井的蒙特卡罗模拟

D-T脉冲中子发生器随钻中子孔隙度测井的蒙特卡罗模拟张锋;靳秀云;侯爽【摘要】利用蒙特卡罗方法模拟研究了D-T脉冲中子发生器和241Am-Be中子源产生的中子与地层的作用过程,以探讨D-T脉冲中子发生器在随钻中子孔隙度测井中的应用价值.模拟结果显示,使用这两种中子源,热中子计数均随源距增加而呈指数下降;孔隙度较小时,两者的计数差异较小,当地层孔隙度达到40%时,D-T脉冲中子发生器产生的热中子和超热中子计数均比241Am-Be中子源高很多,其分布范围也更宽,近探测器的源距选择20~30 cm,远探测器的源距选择约60~70 cm;D-T 脉冲中子发生器用于中子孔隙度测井时对地层孔隙度的灵敏度降低,而相同源距条件下探测深度几乎不变.以上结果提示,利用D-T脉冲中子发生器可以进行补偿中子孔隙度测井,在增加源距的同时既可以保证计数统计性,又可以提高灵敏度和探测深度,在随钻测井仪器设计中可以取代241Am-Be中子源.【期刊名称】《同位素》【年(卷),期】2010(023)001【总页数】7页(P15-21)【关键词】D-T脉冲中子发生器;241Am-Be 中子源;随钻测井;中子孔隙度测井;蒙特卡罗模拟【作者】张锋;靳秀云;侯爽【作者单位】中国石油大学(华东),地球资源与信息学院,山东,青岛,266555;中石化胜利油田,东辛采油厂,山东,东营,257094;中国石油大学(华东),地球资源与信息学院,山东,青岛,266555【正文语种】中文【中图分类】P631.8;TL816过去的20年中,随钻核测井中普遍采用放射性化学源。

从第一代随钻核测井仪中的补偿密度中子孔隙度测井(CDN)到第二代的方位密度中子孔隙度测井(AND)都采用同位素中子源[1-2]。

目前,补偿中子孔隙度测井仍采用电缆测井时所用的241 Am-Be中子源和两个3 He管中子探测器,它们是通过记录两个探测器的热中子计数比获取中子孔隙度[3]。

基于超高分辨γ射线探测器的蒙特卡罗模拟

基于超高分辨γ射线探测器的蒙特卡罗模拟
拟 对于探测器 的模 型优化 以及谱 仪的设计有重要 的指导作用 。 关键词 : 超 高分辨 ; 超导转变 传感 器 ; 无损检 测
中图分类 号 : T L 8 文献 标志码 : A 文章编号 : 0 2 5 8 - 0 9 3 4 ( 2 0 1 6 ) 1 2 — 1 2 5 3 - 0 6
探测 器 的发展 有 重 要 的意义 。
国际上 通 过 研 究 超 高 分 辨 探 测 器 已经
1 2 5 3
发现 : 对同一种 射线探 测 , 不 同 的 F E S( [ r a l l s i —
t i o n e d g e— s e n s o r , 超导 转 变传 感 器 ) 、 吸 收 体 或
能谱分析 , 现有的 能谱 探测器 已无法在更
高置信度条件下判定 和证实研究对象 。为此 ,
国际上开始寻求新 的更 高能量 分辨 的 探测
器, 而低 温 超 导 材 料 的 研 究 为 开 发新 的探 测 器 提供 了新 的思路 。 由于低 温 超 导材 料在 超 导转
变宽度 内, 电阻 随着温度 的变化从零电阻急剧 地变化到常温电阻, 从而能够反映 出射线人射
筒; 各 向 同性点 他 于 8 c m 外 的铁驿 蔽体 内
支 撑结 构所 得 到 的最终 的 峰形 都 会 有 一 一 定 的差 异; 且 探 测 器 的 能量 分 辨 率 和探 测 效 率 无 法 兼
基金项 目: 国家 自然科学 基金 ( N o : 1 1 6 0 5 1 6 5 ) 资助 。
作者简介 : 莫钊 洪 ( 1 9 8 7一) , 男, 土家族 , 湖南 张家界
慈利人 , 在读 博士研 究生 , 研 究方 向 : 辐射 防 护与 环 境保护 。
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

2014年第29卷第5期2014,29(5):2301-2306地球物理学进展 Progress in Geophysicshttp//www.progeophys.cnISSN 1004-2903CN 11-2982/P袁超,周灿灿,张锋,等.2014.蒙特卡罗模拟在放射性测井中的应用.地球物理学进展,29(5):2301-2306,doi:10.6038/pg20140546.YUAN Chao,ZHOU Can-can,ZHANG Feng,et al.2014.Application of Monte Carlo simulation in nuclear well logging.Progress inGeophysics(in Chinese),29(5):2301-2306,doi:10.6038/pg20140546.蒙特卡罗模拟在放射性测井中的应用Application of Monte Carlo simulation in nuclear well logging袁超1,周灿灿1,张锋2,程相志1,窦洋3,胡松1,李华阳1YUAN Chao1,ZHOU Can-can1,ZHANG Feng2,CHENG Xiang-zhi 1,DOU Yang3,HU Song1,LI Hua-yang1收稿日期 2013-11-12; 修回日期 2014-06-16. 投稿网址 http//www.progeophys.cn基金项目 国家重大油气专项(2011ZX0520-008)、国家自然科学基金(41374125)、山东省自然科学基金(ZR2012DM002)和中石油基础研究项目(2011A-3904)联合资助.作者简介 袁超,男,1987年生,山东临朐人,在读博士研究生,从事核测井方法基础研究、核测井数据处理及应用.(E-mail:vipyuanchao@163.com)1.中国石油勘探开发研究院测井与遥感技术研究所,北京 1000832.中国石油大学(华东)地球科学与技术学院,青岛 2665803.中国地质大学(北京)海洋学院,北京 1000831.Research Department of Well-logging and Remote Sensing Technology,Research Institute of Petroleum Exploration and Development,PetroChina,Beijing100083,China2.School of Geosciences,China University of Petroleum(East China),Qingdao 266580,China3.School of Marine Science,China University of Geoscience(Beijing),Beijing100083,China摘 要 蒙特卡罗模拟是放射性测井一种重要的数值模拟方法,利用通用程序MCNP可方便的建立地层模型,为放射性测井方法基础研究提供了简便有效的方法.借助于蒙特卡罗方法建立不同条件下计算模型,利用具体实例介绍了蒙特卡罗模拟在放射性测井中四大方面的应用:模拟不同条件下中子场及伽马场等核物理场分布,进而研究探测特性及测井响应,并可根据场分布特点形成不同测量方法;克服实体物理实验存在的困难,通过数值模拟方法开展对测井新方法的研究;可实现探测器类型和尺寸、源距及屏蔽体等仪器关键参数优化设计;通过模拟数据处理获得测井参数,建立与地质参数的响应关系,并研究各种影响因素的影响,形成数据处理方法.关键词 蒙特卡罗;数值模拟;放射性测井;应用 中图分类号 P631.8+17文献标识码 Adoi:10.6038/pg20140546Abstract Monte Carlo simulation is one of the most importantnumerical simulation methods in nuclear logging.Formationmodels can be built with MCNP special code,which provides asimple and effective approach to conduct fundamental study innuclear logging.In this paper,Monte Carlo method is used toset up different simulation models under different situations,and the application of Monte Carlo method in nuclear welllogging is demonstrated with simulation examples:distributionof nuclear physical field,including neutron and gamma field,can be simulated to study the investigation depth and loggingresponse,and measurement methods can be built based on thedistribution features of nuclear field;new logging method canbe developed with numerical simulation,and physicalexperiments can be avoided to some extent;the toolparameters,including the type and size of detector,spacing,shielding and so on,can be optimally designed;the loggingresponse can be established with the logging parameters,whichare derived from the simulation data,and geologicalparameters,and data processing method can be got through thestudy of the effect of influential factors on logging response.Keywords Monte Carlo;numerical simulation;nuclearlogging;application0 引 言随着计算机模拟技术的发展,蒙特卡罗模拟方法在物理学(Ye et al.,2011;徐英和洪治,2012)、化学(Dai et al.,2012)、热力学(王文和史琳,2002;赵胜喜等,2012)、医学(王屏等,2012;Ding et al.,2012)、经济学(柴洪和马竹书,2012;陈国栋,2012)及建筑学(Tan,2012)等都有广泛的应用.实际科学计算中问题往往是多维的,而问题难度随维数呈指数上升,传统数值方法难以解决这种问题;而蒙特卡罗方法研究问题的复杂性不依赖于问题的维数,所以能很好的处理多维问题(方再根,1988).目前研究放射性测井问题的计算机模拟方法主要有两种:一是利用扩散理论建立波尔兹曼方程并求解(黄隆基,1985),但建立的方程多为多变量微分方程,不能得到解析地球物理学进展 www.progeophys.cn 2014,29(5) 解,且数值解求解复杂;二是利用蒙特卡罗方法对给定的问题建立随机抽样模型,并用一系列随机数跟踪大量粒子历程的方法完成对粒子输运的模拟(Gardner et al.,2007).利用蒙特卡罗模拟方法可方便的改变各种实验条件,并且可实现实体物理实验很难实现或实现不了的实验条件,解决问题具有低成本、周期短的特点.所以,蒙特卡罗数值模拟方法为研究放射性问题提供了一种简便有效的方法,在放射性测井技术基础方法研究及仪器研发中具有重大的意义.本文从方法原理上介绍蒙特卡罗模拟方法,并建立不同的数值计算模型,利用具体的模拟实例说明蒙特卡罗方法在放射性测井中的应用,主要表现在核物理场分布、放射性测井新方法研究、测井仪器参数优化设计和测井响应及数据处理方法等四个方面.1 蒙特卡罗数值计算方法蒙特卡罗方法解决的基本问题是数值求积,下面利用简单问题说明蒙特卡罗数值求积方法(周铁等,2006).设有一个数值求积问题为I(f)=∫10f(x)dx,(1)考虑对积分的随机解释即某随机变量的期望,即:I(f)≈1N∑Ni=1f(Xi)defIN(f),(2)式中,Xi(i=1,2,…,N)为区间[0,1]上均匀分布的独立同分布随机变量.由弱大数定理,IN(f)将依概率收敛到I(f).IN(f)作为一个随机变量有EIN(f)=E1N∑Ni=1f(Xi())=1N∑Ni=1∫10f(x)dx=I(f),(3)相应于确定性形式的误差估计eN=IN(f)-I(f),“均方误差”为E eN2=E(IN(f)-I(f))2=1NE(f(Xi)-I(f))()2=1NVar(f),(4)Var(f)为f(X)的方差.由Schwartz不等式,可得E eN≤E eN槡2=Var(f)槡N.(5)因此,得到统计意义下蒙特卡罗方法的半收敛性,其收敛阶不依赖于问题的维数,这正是蒙特卡罗方法在处理高维问题的优越性所在.2 蒙特卡罗数值模拟(MCNP)及计算模型建立2.1 蒙特卡罗数值模拟(MCNP)蒙特卡罗方法模拟辐射输运的思想在19世纪40年代由美国Los Alamos实验室的科学家提出,1976年开发出了通用程序MCNP(ageneral Monte Carlo code for Neutronand Particle transport).MCNP是一套通用的、模拟三维空间中连续能量的中子、光子和电子联合输运的程序,中子和光子在物质中输运的宏观表现是大量粒子与原子核微观作用的平均结果.该方法建立一个概率模型或随机过程,通过逐一模拟和记录单个粒子的历程,根据中子及光子已知的分布函数,对中子或光子与原子核发生碰撞时的位置、能量、运动方向、反应类型、源分布等方面进行抽样,其平均结果反映中子和光子在物质中的输运(Briesmeister,2000).图1 单个中子随机历史Fig.1 The random history of a neutron图1为模拟中一个中子射入物质后的随机历程,如图所示,中子在1点发生碰撞,根据中子与物质的作用分布函数,抽取随机数确定反应类型,在此处抽取非弹性散射反应,放出非弹性散射伽马及中子;在2点与原子核发生(n,2n)反应,其中一个出射中子射出物质,另一个中子在3点被吸收.并产生一个光子在5点与物质发生散射作用离开物质,单粒子作用历史结束.MCNP通过跟踪大量粒子的作用历程,最终确定测井过程中发射中子与仪器、井眼、地层等物质元素原子核发生作用的宏观效果.2.2 蒙特卡罗计算模型建立用蒙特卡罗程序(MCNP)建立地层模型模拟计算中子、光子在地层中的输运时,用到的命令卡包括标题卡、栅元卡、曲面卡、数据卡,其中数据卡包括类型卡、栅元参数卡、曲面参数卡、源卡、计数卡,图2为利用蒙特卡罗方法建立的套管井条件下的地层模型示意图.3 应用实例模拟及分析利用蒙特卡罗方法可方便的建立各种地层模型,针对放射性测井中的问题可开展核物理场分布、放射性测井新方法、测井仪器参数优化设计和测井响应及数据处理方法等方面的研究.3.1 核物理场分布模拟利用蒙特卡罗方法建立地层模型,记录地层中不同位置处粒子的计数,可以模拟地层自然伽马场、中子场、次生伽马场空间分布.对核物理场的分布研究,可以直观显示粒子与地层元素原子核的相互作用结果,得到粒子与物质作用的时间特性和空间特性,为研究不同测井方法提供理论依据.图3为利用Am-Be中子源时在不同孔隙度饱含水砂岩地层中热中子场的分布,通过对热中子场的分布研究得到热中子的分布范围在40cm左右,孔隙度越低热中子的分布范围越广,孔隙度对热中子分布范围影响很大,这正是中子孔隙度测井的理论依据.通过研究中子场的分布规律,得出径向探测深度等特性,并根据场分布特点形成不同的测量方法.3.2 放射性测井新方法研究由于放射源会对人体和环境造成潜在的危害(Committee on Radiation Source and Replacement,2008),开2032 2014,29(5)袁超,等:蒙特卡罗模拟在放射性测井中的应用 (www.progeophys.cn)图3 不同孔隙度砂岩地层中热中子场分布Fig.3 Distribution of thermal neutron field in sandstone formation with different porosity图2 蒙特卡罗计算模型纵截面示意图Fig.2 Vertical cross-section of Monte Carlosimulation model example 图4 脉冲与测量时序设计Fig.4 Time sequence design of pulseemission and measurement展放射性实体物理实验存在很大困难,所以可以借助于数值模拟开展对放射性测井新方法的研究.本文中以对脉冲双伽马谱饱和度测井(张锋等,2010b;Zhang et al.,2011a;Zhang et al.,2011b)为例,说明蒙特卡罗模拟方法在放射性测井新方法研究中的应用.图4为脉冲中子双伽马谱饱和度测井采用的脉冲和时序设计,一个完整的测量时序分为3个时间段,在第一个时间段内中子源发射中子并采集伽马时间谱和非弹性散射伽3032地球物理学进展 www.progeophys.cn 2014,29(5)图5 脉冲中子双伽马谱饱和度测井响应Fig.5 Logging response of pulsed-neutron dualgamma spectrum saturation logging图6 不同中子源时热中子计数与源距关系Fig.6 The relationship of thermal neutron countingand spacing with different neutron sources图7 不同探测器响应特性Fig.7 Response feature of different detectors图8 宏观俘获截面与含水饱和度和孔隙度的关系Fig.8 The relationship of macro capture cross sectionand water saturation under different porosity图9 不同放射性地层厚度条件下方位自然伽马成像图Fig.9 Azimuthal gamma imaging in radioactiveformations with different thickness马能谱,第二个时间段内采集俘获伽马能谱,第三个时间段内记录本底能谱.利用蒙特卡罗方法建立地层模型,采用图4所示的脉冲和测量时序,模拟计算同时记录伽马能谱和伽马时间谱,通过数据处理得出不同含油饱和度条件下C/O与宏观俘获截面交会图,如图5所示.从图5可以看出,C/O与宏观俘获截面交会图上每一点表示在一定含油饱和度条件下C/O与宏观俘获截面值,地层孔隙度发生变化,其位置也随之改变,利用C/O与宏观俘获截面值的交会技术可以在孔隙度未知的情况下确定含油饱和度.3.3 测井仪器参数优化设计粒子探测器类型、尺寸、屏蔽体、源距等是研制放射性测井仪器重要参数,利用蒙特卡罗数值模拟方法可开展测井仪器参数优化设计研究,为放射性测井仪器研制提供理论依据.图6为是在不同孔隙度地层中利用不同中子源时模拟的热中子随源距的变化关系(张锋等,2010a;张锋等,2010b),从图上可以看出利用D-D、Am-Be和D-T中子源时零源距分别大约为10cm、12cm和12cm;获取零源距后,再4032 2014,29(5)袁超,等:蒙特卡罗模拟在放射性测井中的应用 (www.progeophys.cn)根据探测器计数统计性及测井响应特征可以确定出最佳源距.图7为不同粒子探测器能谱响应特性,从图中可以看出LaBr3探测器的能量分辨率最好,NaI探测器的次之,BGO探测器的最差.3.4 测井响应及数据处理方法研究通过蒙特卡罗方法建立不同地层模型,可方便设定和改变各种地层条件,模拟记录粒子与元素原子核相互作用产生的时间谱或能谱,通过谱数据处理得到相应测井参数,建立和地质参数之间的测井响应关系,并研究各种因素对测井响应的影响,形成数据处理方法.图8为不同孔隙度条件下地层宏观俘获截面与含水饱和度的三维关系图,从图上可以看出孔隙度一定时地层宏观俘获截面与含水饱和度呈现良好的相关性,且随着孔隙度的增大,利用地层宏观俘获截面确定含水饱和度的灵敏度增大.图9为模拟利用四个伽马探测器的随钻方位伽马测井仪器穿过不同厚度放射性地层的方位伽马成像图(袁超,2012),放射性地层的相对倾斜角度都为70°,图中从左向右模拟地层的厚度为40cm、80cm和100cm,从图上可以看出放射性地层的厚度对方位伽马成像图的影响很大,厚度越大成像图在井轴方向的展布越大,利用方位伽马成像图可以确定出放射性地层的相对倾斜角度及地层厚度.4 结 论4.1 蒙特卡罗数值模拟是一种放射性测井中重要的数值模拟方法,可以方便的改变各种实验条件,且可实现实体物理实验很难实现或实现不了的实验条件,为放射性测井基础研究提供了简便有效的方法.4.2 蒙特卡罗数值模拟方法在放射性测井中有四大方面应用:1)核物理场分布模拟:通过模拟不同条件下中子场及伽马场分布,可给出径向探测深度等特性,并根据场分布特点形成不同的测量方法;2)放射性测井新方法研究:避免实体物理实验存在的困难,通过数值模拟方法开展对放射性测井新方法的研究;3)测井仪器参数优化设计:可实现探测器类型和尺寸、源距及屏蔽体等测井仪器关键参数的优化设计;4)测井响应及数据处理方法研究:通过模拟计算得到的谱数据处理获得相应的测井参数,建立和地质参数之间的测井响应关系,并研究各种因素对测井响应的影响,形成数据处理及影响因素校正方法.致 谢 感谢审稿专家和编辑部老师的热情帮助.ReferencesBriesmeister J F.2000.MCNP-A General Monte Carlo N-ParticleTransport Code[M].Los Alamos:Los Alamos NationalLaboratory.Chai H,Ma Z S.2012.Risk assessment of financial affairs inprojects based on Monte Carlo simulation[J].ProjectManagement Technology(in Chinese),10(11):79-82Chen G D.2012.Sensitivity analysis of investment risk based onMonte Carlo simulation[J].Finance and Accounting Monthly(in Chinese),(18)59-61.Committee on Radiation Source and Replacement.2008.RadiationSource Use and Replacement:Abbreviated version[M].Washington:The National Academies Press.Dai W,Shui Z H,Shen C H,et al.2012.Monte Carlo simulationon adsorption characteristics of water in kaolin[J].Journal ofthe Chinese Ceramic Society,40(1):149-153.Ding J J,Zhang Y J,Jiao Z,et al.2012.The effect of poorcompliance on the pharmacokinetics of carbamazepine and itsepoxide metabolite using Monte Carlo simulation[J].ActaPharmacologica Sinica,33(11):1431-1440.Fang Z G.1988.Computer simulation and Monte Carlo method(inChinese)[M].Beijing:Beijing Industry Institute Press.Gardner R P,Xu L B,Wang J X,et al.2007.Some LessonsLearned From MCNP Usage[C].Proceedings of the SPWLA48th Annual Logging.Symposium,Paper K.Huang L J.1985.Theory of nuclear well logging(in Chinese)[M].Beijing:Petroleum Industry Press.Tan G.2012.Natural ventilation performance of single roombuilding with fluctuating wind speed and thermal mass[J].Journal of Central South University,19(3):733-739.Wang P,Gao X G,Zhang J L,et al.2012.Use of Monte Carlosimulation to optimize vancomycin dosing regimens in MRSA-infected patients with renal dysfunction[J].Chinese Journal ofNew Drugs(in Chinese),21(3):335-338.Wang W,Shi L.2002.Molecular dynamic simulation on the phaseequilibria properties of alternative refrigerant[J].Journal ofEngineering Thermophysics(in Chinese),23(4):401-404.Xu Y,Hong Z.2012.Monte Carlo simulation of the effect of biaselectric field on intensity of THz radiation[J].Journal ofZhejiang University(Engineering Science)(in Chinese),46(5):899-904.Ye T,Chai P,Gao J,et al.2011.Investigation of scatter from outof the field of view and multiple scatter in PET using MonteCarlo simulations[J].Chinese Physics C,35(12):1166-1171.Yuan C.2012.Fundamental study on LWD azimuthal Gamma Raywell logging(in Chinese)[Master thesis].Shandong Qingdao:China University of Petroleum(East China).Zhang F.2008.A fundamental study on the new method forremaining oil saturation using pulsed neutron logging(inChinese)[Doctoral thesis].Shandong Qingdao:ChinaUniversity of Petroleum(East China).Zhang F,Jin X Y,Hou S.2010a.Monte Carlo simulation oncompensated neutron porosity logging in LWD with D-T pulsedneutron generator[J].Journal of Isotopes(in Chinese),23(1):15-21.Zhang F,Yuan C.2010.Monte Carlo simulation on compensatedneutron porosity logging with D-D neutron generator[J].WellLogging Technology(in Chinese),34(3):227-232.Zhang F,Yuan C,Wang X G.2010b.Study on the dual gammaspectrum saturation logging method based on pulsed neutronsource and numerical simulation[J].Chinese Journal ofGeophysics(in Chinese),53(10):2527-2533,doi:10.3969/j.issn.0001-5733.2010.10.026.Zhang F,Yuan C,Liu J T,et al.2011a.Monitoring remaining oilby using pulsed neutron dual spectrum logging technology andits application[C]//SEG International Exhibition and 81stAnnual Meeting.Zhang F,Yuan C,Liu J T,et al.2011b.Simulation on the methodof determining remaining oil saturation by measuring dual pulsedneutron parameters[C]//SPE Reservoir Characterisation andSimulation Conference and Exhibition.Zhao X S,Qi Y X,Yu Z G,et al.2012.Monte Carlo simulation ofthermodynamic properties of R32[J].Refrigeration(inChinese),40(11):37-40.Zhou T,Xu S F,Zhang P W,et al.2006.Calculation Method(inChinese)[M].Beijing:Tsinghua University Press.5032地球物理学进展 www.progeophys.cn 2014,29(5) 附中文参考文献柴洪,马竹书.2012.基于蒙特卡罗模拟法的工程项目财务风险评估[J].项目管理技术,10(11):79-82.陈国栋.2012.基于蒙特卡罗模拟的投资项目风险敏感性分析[J].财会月刊,(18):59-61.方再根.1988.计算机模拟和蒙特卡洛方法[M].北京:北京工业学院出版社.黄隆基.1985.放射性测井原理[M].北京:石油工业出版社.王屏,高笑舸,张坚磊,等.2012.应用蒙特卡罗模拟优化肾功能不全患者MRSA感染时万古霉素的给药方案[J].中国新药杂志,21(3):335-338.王文,史琳.2002.制冷剂替代物相平衡性质的分子动力学模拟[J].工程热物理学报,23(4):401-404.徐英,洪治.2012.偏置电场对THz辐射强度影响的蒙特卡罗模拟[J].浙江大学学报(工学版),46(5):899-904.袁超.2012.随钻方位伽马测井方法基础研究[硕士论文].青岛:中国石油大学(华东).张锋.2008.脉冲中子剩余油饱和度测井新方法基础研究[博士论文].青岛:中国石油大学(华东).张锋,靳秀云,侯爽.2010a.D-T脉冲中子发生器随钻中子孔隙度测井的蒙特卡罗模拟[J].同位素,23(1):15-21.张锋,袁超.2010.利用D-D中子发生器进行补偿中子孔隙度测井的模拟研究[J].测井技术,34(3):227-232.张锋,袁超,王新光.2010b.脉冲中子双伽马谱饱和度测井方法及数值模拟研究[J].地球物理学报,53(10):2527-2533,doi:10.3969/j.issn.0001-5733.2010.10.026.赵胜喜,祁影霞,喻志广,等.2012.R32热力学性质的蒙特卡罗模拟[J].制冷技术,40(11):37-40.周铁,徐树方,张平文,等.2006.计算方法[M].北京:清华大学出版社.6032。

相关文档
最新文档