套管井地层参数测井 ppt课件

关系为：
1 V
（9-13）
套管井地层参数测井
的计算
①若矿物骨架或孔隙流体是由一种化合物组成的，则其 热中子宏观俘获截面为
6 M 0(C 2 11 C nn)
（9-20）
式中：
为物质的密度，克/厘米3；
M 为物质的克分子量，克/克分子；
Ci 为每个分子中第i种核的个数；
i
为第i种原子核的热中子微观俘获截面，单位为巴（即 10-24厘米2）；
第九章
套管井地层参数测井
中子测井 中子寿命测井 碳氧比能谱测井 过油管储层评价测井
套管井地层参数测井
第一节 中子测井的核物理基础
一、中子源
1、同位素中子源：利用放射性同位素核衰变放出的高 能粒子去轰击某些靶物质，实现发射中子的核反应 的中子源，分为(,n)和 (,n)两类。
2、加速器中子源：加速器是用人工方法使带电粒子获 得较高能量的装置。利用各类加速器所加速的带电 粒子去轰击靶核，可以引起发射中子的核反应。这 类中子源强度高，可以在广阔的能区中获得单色中 子，可以产生脉冲中子，加速器不运行时，没有很 强的放射性。
弹性散射一般发生在14Mev的中子进入地层以 后10-6～10-3秒之间。至于同位素中子源发射的中子， 因其能量只有几个百万电子伏，所以其减速过程一 开始就是以弹性散射为主。
中子从初始能量减速为热中子（0.025Mev）所 需平均碰撞次数叫热化碰撞次数。计算公式为
热化碰撞次数= ln(E0 /0.025)
n n0e
0.4343T
lgN1 lgN2
（9-32）
实际测井时并不是直接测热中子的密度，而是测定 t1 、 t2与n1及n2成正比的由两道门测得（的10俘-40获）伽马射线计 数率N1及N2，由此可得：
1 lgN1lgN2
v v0.434T3
（9-41）
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2.固定门测量方法
固定门测量方法指：
（1）中子脉冲时间宽度及各测量门的时 间宽度固定；
（2）基本延时选定后固定不变不可调；
（3）中子脉冲的重复频率固定。
微分道分别在中子脉冲停止后记录 门I、门II、门III及本底计数率。各测 量门的时间宽度是。中子脉冲宽度为。
该方法的主要缺点是：测量门的时
间分配不能根据实际需要在测量过程中
（9-9）
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4.热中子在岩石中的扩散和俘获
快中子减速为热中子后，与物质的相互作用不再 是减速,而是在地层中的扩散。热中子在介质中的扩散 与气体分子的扩散相类似，即从热中子密度（单位体 积中的热中子数）大的区域向密度小的区域扩散，直 到被介质的原子核俘获为止。
描述这个过程的主要参数有： ①岩石的宏观俘获截面，即1厘米3的介质中所 有原子核微观俘获截面的总和，单位为厘米-1。
进行自动调节，各道读数中所包含的涨
落误差相差很大，用这些记数进行运算
所得结果误差也较大。
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图9-4 固定门时间分 布示意图
3.比例因子法
比例因子法是将仪器测量时间的分 配随被测地层的中子寿命长短而自动进 行调节，使测量结果包含的涨落误差较 小的一种测量技术。
4.中子密度的空间分布与源距的关系
3、中子源的主要参数：中子的能量是指它的动能 ；源 的半衰期指发射轰套击管井粒地层子参数的测井放射性同位素的半衰期。
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二、中子与地层的相互作用
1.快中子非弹性散射
快中子与地层中的靶核发生反应后，处于激发态的靶核 常常以发射伽马射线的方式放出激发能而回到基态，由此产 生的伽马射线称为非弹性散射伽马射线。中子的能量必须大 于靶核的最低激发能级才能发生非弹性散射。
n为该物质的分子是由几种原子核组成的。
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的计算
②若地层孔隙流体为地层水、原油和天然气的混合物， 则按其体积比可以计算值。 对于纯地层来说，其总的宏观俘获截面为
m ( 1 a) w S w h ( 1 S w ) （9-21）
当地层含有泥质时（9-21）式变为
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2.快中子对原子核的活化
快中子除与原子核发生非弹性散射外，还能 与某些元素的原子核发生(n,) 、(n, P)和 (n,) 核反 应。其中，由快中子引起的(n,)反应截面非常小， 在放射性测井中没有实际意义。而(n,) 和(n, P)的 反应截面都比较大，并且中子的能量越高反应截 面越大。
由这些核反应产生的新原子核，有些是放射 性核素，以一定的半衰期衰变，并发射或粒子。 活化核裂变时放出的伽马射线称为次生活化伽马 射线。
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3.快中子的弹性散射及其减速过程
所谓弹性散射，是指中子和原子核发生碰撞后， 系统的总动能不变，中子所损失的动能全转变成反 冲核的动能，而反冲核仍处于基态。
m ( 1 a V s ) h w S w h ( 1 S w ) s V s hh （9-22）
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二、 和的测量百度文库法
1.脉冲中子源造成的热中子密度时间分布
在离源某一位置，在确定的时刻可使由扩散引起的
热中子变化为零。此时中子密度随时间变化的分布规律
为：
t
②热中子扩散长度S，即热中子从产生到被吸收 为止的自由行程的平均值；
③热中子寿命，即中子在岩石中从变为热中子 的时刻起到被吸收的时刻止，所经过的平均时间。
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第二节 中子寿命测井
一、基本概念
中子寿命测井（NLL）也叫热中子衰减时间测井
（TDT），是脉冲中子测井中最常用的一种，记录的
是热中子在地层中的寿命。 1、与宏观俘获截面的
非弹性散射的阈值为一个快中子与一个靶核发生非弹性 散射的几率叫非弹性散射截面，单位是“巴”，即10-24厘米 2。非弹性散射截面随着中子能量增大及靶核质量数的增大 而增大。
同位素中子源发射的中子能量低，超过阈能的中子所占 的比例很小，引起非弹性散射核反应的几率小。但中子发生 器发射的14Mev的中子射入地层后，在最初的10-8—10-7秒的 时间间隔里，中子的非弹性散射占支配地位，发射的伽马射 线几乎全部为非弹性散射伽马射线。
图9-6给出的的测量值是在模型井中
测出的由图可知，在靠近源处， 测量
值小于真值；当源15-20英寸时， 的测
量值随源距单调增加；当源距等于30英
寸（76.2厘米）时， 的测量值大于其