碳氧比能谱测井的基本原理

1 碳氧比能谱测井的基本原理

碳氧比能谱测井的基本原理是：向地层发射快中子（14MeV），同时记录分析快中子与地层中元素发生非弹性散射作用而产生的γ射线能谱。碳氧等多种元素受快中子非弹性散射作用后，将以发射γ射线的形式使自己的能级退降到原来的稳态。因为每种元素发射的γ射线的能量不同，我们可以根据接收到的γ射线的能量，来确定某种元素的存在，此能量的γ射线称为该元素的特征γ射线。如：

n + 12C →12C★ + n，

∣→12C + γ（4.43MeV）

n + 16O →16O★ + n，

∣→12O + γ（6.13MeV）

碳的特征γ射线能量是4.43MeV，氧的特征γ射线能量是6.13MeV，如此的能量差别很容易将两种γ射线区分开来。其它元素如硅、钙、氮等受快中子非弹性散射作用也将发射γ射线，但它们或是特征γ射线能量与碳、氧的不同，或是反应几率小，或是地层中含量少，所以分析非弹性散射γ射线的能谱，便可以知道碳、氧两种元素的相对含量，而得到C/O值，油中含碳不含氧，水中含氧不含碳，这样由C/O值的高低可以推知含油饱和度的大小。

2 仪器介绍

2.1仪器简介

碳氧比能谱测井方法是上个世纪五十年代在世界兴起的一种脉冲中子测井方法。在我国，以大庆为代表的测井工作者从六十年代开始进行了该方法的研究，经过数十年的不懈努力，刻苦攻关，获得了一大批技术成果，碳氧比能谱测井仪不断得到改进和发展。大庆测井公司自成立以来，先后研制了NP系列碳氧比能谱测井仪，COR型高精度碳氧比能谱测井仪，COR-D双源距碳氧比能谱测井仪，伴随粒子碳氧比能谱测井仪和小直径碳氧比能谱测井仪。仪器经历了由点测到连

续测量；由耐低温到耐高温；由模拟电路到数字电路；由单晶到双晶的不断发展和完善过程。仪器实现了系列化、标准化。碳氧比能谱测井仪是我公司比较重要的拳头产品之一。特别是COR型高精度碳氧比能谱测井仪，仪器具有较强的工作稳定性和较高的探测精度，具有国内领先水平。几年来，先后在吉林；辽河；胜利；中原；海拉尔和大港等油田从事测井技术服务，在这些油田累计测井数百口，为当地油田做出了贡献，受到了广泛好评。

2.2仪器的主要技术指标

工作温度: -25℃ ~ 150℃

测量速度：36m/h

压力: 80MPa

冲击: 50g 三维(11ms)

振动: 5g 三维(10 ~ 60Hz)

供电电源: 180V

±10%

DC

外型尺寸: 外径94mm±0.5mm，长度4110mm±20mm

仪器的碳氧比统计起伏涨落：小于0.015

仪器碳窗+氧窗计数率之和：大于1000/S（在35﹪孔隙度标准模型井）

仪器测量动态范围：不小于18%（在35﹪孔隙度标准模型井）

3 碳氧比能谱测井作业条件

3.1测井小队具备的设备和工具

①数控测井地面系统、数据采集箱和双路直流稳压电源。

②吊车、天地滑轮和法兰盘。

③示波器、数字万用表和勾头扳手等。

3.2测井施工条件

①测井作业前要取出油管，并对老井进行洗井刮蜡。

①井场平整，20M×20M范围内可以摆放车辆。

②测井通知单数据齐全，掌握井筒内一般状况。

③备有裸眼井蓝图。