碳氧比测井解释培训教材

碳氧比测井解释培训教材

碳氧比测井解释技术

编写:李敬功

中国石油化工股份有限公司中原油田分公司

二○○二年九月

一、概论

碳氧比能谱测井是利用一种每秒２0千赫兹（ＫHｚ)脉冲速度控制下的14.1兆电子伏特（Mev)中子源，穿透仪器外壳、井内流体和套管、水泥环等介质进入地层,让快中子与地层中的碳、氧原子核发生非弹性碰撞，并释放出较高能量的伽马射线。而作为区分油和水的指示元素C和O，区分岩性的指示元素Si和Ｃa,套管指示元素Fe,由于非弹性散射所诱发的伽马射线各自具有不同的能量和明显的特征峰值，因而通过选择合适的能窗可被分别检测和记录。测量碳氧的非弹性散射伽马射线（４.43 Mｅv和6.1３Mev)，从而确定地层的C/O值。能量为１4．1Mev的中子轰击地层时,还有热中子在地层中扩散吸收,同时放出俘获伽马射线，利用中子脉冲同步技术，即可把非弹性散射伽马射线和俘获伽马射线有效区分开来。

C/O测井对地层中常见的四种元素Ｃ１2、O1６、Ｓi2８、Cａ４0反映敏感。这四种元素正是储层的岩性及流体的综合反映。碳氧比测井资料中的C／O比曲线反映了地层中的含油性；俘获Si/Ca曲线和非弹性散射Ca/Ｓi曲线用于指示地层的岩性；CI、ＣIM2、ＦCC 是好的孔隙度指示曲线,与补偿中子曲线很相似,可用于确定地层总孔隙度。

碳氧比能谱测井仪具有精度高、耐温和耐压的特点，可以在摄氏１5０度以下地层准确确定地层剩余油饱和度。利用碳氧比能谱测井可以对孔隙度１5％以上的地层定量解释、对孔隙度1０％-１５％的差产层半定量解释。定量解释的含油饱和度计算误差小于6%、半定量解释的含油饱和度计算误差小于１2%，定量解释的产水率计算误差小于1０％、半定量解释的产水率计算误差小于20%。碳氧比能谱测井良好的地质效果为剩余油饱和度分布研究打下坚

二、碳氧比能谱测井技术指标

由于碳氧比能谱测井的中子源是人工中子源，存在较大统计涨落和随机误差,因此采用各个元素对应的次生伽玛计数率之比来消除人工源不稳定因素,这是碳氧比能谱测井名称的由来。

碳氧比能谱测井应用在生产中的探测器(晶体）有碘化钠探测器(N ａI）、锗酸铋探测器（BGO）、硅酸钆探测器(GSO)，各类晶体的性质比较列表如下:

探测器NaI ＢGＯGSO

相对光输出１0０１3 ２０能量分辨率6．5%９．３% 8.0％

(１厘米3晶体,62２千电子伏特)

密度(克／厘米3）3．６７7．13 6.71

有效原子序数５175 ５9

衰减常数(毫微妙)230 300 5６6０0

易碎性是否是

潮解是否否

是否要杜瓦瓶否是否下面是国内各种碳氧比能谱仪器性能比较表。

斯仑贝谢RST 阿特拉斯27２7 大庆测井

公司

探测器GSO NaＩ

BGO

仪器尺寸Φ６４mm 9０ｍｍ

102mm

动态范围0.2０．1５

0．２5

温度特性(摄氏) 15０12５

1５0

处理方法解谱解谱

规范化处理

解释精度8%-１０% 13%－15%

孔隙度范围（定量) ?＞18%?＞20％?>

１5%

孔隙度范围（半定量）?>1３% ?>１5％

>10%

分层能力１米1米

０.8米

Atlas公司C/O测井仪器构造及性能指标：

Atｌaｓ公司的Ｃ／O测井仪器为ＭSI—C/O（ThｅＭultｉp ａrametｅr Speｃtroscｏpy Ｉnｓ

trument Ｃontｉnuons Carｂoｎ/Oｘ

ygen Log）测井仪，仪器构造如右图所

示。其仪器性能如下

设备:MSＩ—C/O

系列:27２7—ＸA型

特性:

直径:３．5英寸(８8．9mm）

总长：163.7英寸（4.1６ｍ）

测量点:７英尺(２.１3m),测量

点在断点之上

温度(估计）:２７０℉(132℃)

压力（估计）：１45００磅／英寸2

（10１9kg/ｃm2）

自重:20０磅(９0．７2kg）

探测器类型：NaI/ＰM,闪烁器

最大测速:3英尺/分钟(54m/h)

探测半径:8．5英寸(21.6ｃｍ)

三、C/O测井曲线及其含义

C/O仪器按一定的能窗记录地层中某些元素的非弹性散射伽马射线计数率和俘获伽马射线计数率。

非弹性散射伽马射线能窗范围：

Ｓi: 1.５4～1.94Ｍeｖ

Ca：２.５０～3.３0Mev

C: 3.17～4.６5Mev

O: 4.86~6．６2Mev

俘获伽马射线能窗范围:

Si:3．１7~4．65Mｅｖ

Ｈ：2．0１～2.43Ｍｅv

Ｃl：4.65~６．6６Meｖ

Ｃa: 4.86～６.62Ｍｅv

测井曲线名称及含义:

CAＣ钙俘获曲线,是俘获谱中4.9～６.6Mev能窗范围内的累积计数率，这个能窗是在6.4Mev能谱上，测量钙俘获伽马射

线峰值和它的逃逸峰。这是一条俘获计数率曲线,因此，它

受孔隙度影响,在孔隙度不变的条件下,这条曲线反映岩性。

氯的俘获伽马射线也处在这个能窗中,故它受矿化度的影

响。

ＣAPT(Caｐtuｒe）总俘获谱累积计数率总和曲线,这条曲线是俘获计数率曲线,因此,它受孔隙度的影响。这条曲线与其它

曲线一起组合去归一化（标准化)其它受孔隙度影响的计数

率曲线。例如ＦCC1=FＣC／ＣAPT。该曲线对气层有较高

的灵敏度，在包含气体的地层中计数率明显增大。

ＣASI非弹性钙（２.5~３.3Mｅv)与非弹性硅（4.9～６．6Mev）计数率之比，是一种高质量岩性指示曲线，本曲线对孔隙

度和矿化度都不敏感,但可能随井眼条件变化。在地层水矿

化度较大或较高的地层,可用C/O曲线与Ca/Si曲线组合计

算地层含油饱和度,还可用Ｃ/Ｏ曲线与Ca/Sｉ曲线重迭直

观判断地层的含油性。

CＨＬR能窗在6．４～7．1Mｅｖ范围内俘获伽马谱计数率与能窗在7.１～7.9Mｅｖ的俘获伽马谱计数率之比，本曲线