DSC氧活化水流测井仪器介绍

DSC单芯多功能水流测井仪

1概述

DSC单芯多功能水流测井仪由中子氧活化测井仪、中子寿命测井仪、自然伽马测井仪、套管节箍磁定位器、温度测量仪以及压力测量仪等组成；一次下井可完成井温、压力、自然伽马、CCL、远近俘获∑及各种条件下的流量等参数测量。

该仪器具有如下功能：

（1）DSC单芯多功能水流测井仪采用PCM编码半双工通讯方式，不但适应于单芯电缆测井，也可适应于多芯电缆测井。

（2）采用中子发生器靶压稳压技术，保证了中子产额的稳定性，提高了测井资料的精度。

（3）中子源采用间歇式脉冲发射方式，减轻了中子管及中子发生器的功耗，延长了其使用寿命。

（4）井下仪器采用滑环连接方式，拆卸快速便捷。

（5）中子氧活化测井不使用任何放射性失踪剂，不受注入流体粘度的影响，不受岩性和孔渗参数以及射孔孔道大小的影响，活化时间、活化周期及占空比可调，方便了各种情况下的管内、环空及套管外水流量测量。

（6）中子寿命测井采用自适应的可变门定时方案，有利于确定含水饱和度、识别盐间油、评估油层水淹级别、探测天然气层、划分薄层、评价射孔质量及固井质量等。

2主要计数指标

指标和规格

供电电源：（0——300）VDC,1A

测井电缆：单芯

外径：直径43mm

工作温度：0——135度

外壳耐压：80MPA

通讯方式：PCM

测井速度：

中子寿命：推荐测井速度：360M/H

氧活化水流：点测

测量范围：

∑：（7.6——91）C.U

流量：（10——400）方（指套管及环空水流）

温度：（0——135度）

压力：（0——80MPA）

测量精度：

∑的相对标准差小于3%，相对系统误差小于±3%

流量：（10——400方）：5%

温度：±1度

压力：±0.2MPA

3仪器构成

4中子管构造

中子管结构：陶瓷——金属

工作模式：连续或脉冲

中子产额：8

101×n

中子脉冲宽度（us ）:10—500或连续

工作频率：0—20000

工作寿命：60小时

应用范围：碳氧比测井、氧活化测井

注意事项：小心轻放，工作时要遵守操作规范。

n He H H 1042213

1+⎯→⎯+—17.6Mev 产生中子条件：①If 灯丝（0.27A ，吸附在钛丝上的氘离子释放出来，充满在密闭管子里。）

②阳极Va(2200v 的阳极高压加在两个极板之间，产生一定的电场，使离子

运动。

③VT 靶压（100KV 的负高压在靶极上产生，使得水平运动的氘离子打向靶极

产生核反应。

5仪器通讯

半双工通讯方式：数据可以从A 发送到B，也可以由B 发送到A，不过同已时间只能作一个方向的传送。

地面脉冲中子板调试过程如下：

打开测试软件，首先要调试数据的接收，地面脉冲中子板RP1调节数据脉冲幅度。RP2电位器调节COMP比较门槛电压。调试正常的标志测试软件的状态位Q3、Q4为00、01、10、11.对应灯区闪烁正常，校验灯常绿。*单接遥传短节调试通讯

其次调试命令，RP3电位器调试下发命令幅度，井下遥传短节RP1调节井下命令门槛电压。命令调试正常的标志：测试软件打开发送命令，观察NG16返回值。

1—24F=1—4

寿命方式正坪检—8负坪检—12自检—16F=

3

F=3—20F=3—28取消—4+VT—2-VT—3

水流方式NG16是不停的数据。

6地面硬件介绍

7氧活化水流测井原理

中子氧活化水流测井方法从六七十年代提出，直到近几年才投入应用，主要用于测量注水井或注聚井中各个层位吸入量。

氧活化水流测井的原理较简单，它利用了快中子对周围介质的活化反应。原理如下：中子发生器发射14MeV的快中子，辐射井眼周围和地层中的物质，发生辐射反应，可以活化

o、Si、AI等元素，生成半衰期秒至分级的放射性元素，反应后，o16转化成N16(半衰期7.13S)，Si28转化成AI27(半衰期2.24min),AI27转化成Mg27(半衰期9.46min),生成的三种放射性元素都发射高能β和γ射线，β射线很容易被地层岩石，井周围介质和测井仪器钢外壳吸收，而γ射线能被γ探测器测到，通过测量氧活化后发射的伽马射线可以探测氘氧的存在，能量超过10MeV的快中子被用来活化氧原子核以产生氮同位素。放射性氮同位素发生β衰变，半衰期7.13秒，β衰变之后发射高能γ射线，其中主要时能量为6.13MeV的射线，o16反

应的阀能是10.2MeV，所以用14MeV的中子发生器很合适。由于能量高，6.13MeV的伽马射线能穿透几十厘米厚的井眼物质，如井内流体，油管、套管、水泥等。

用中子氧活化的方法测水的流量的方式有连续测量模式和脉冲测量模式两种，本仪器采用脉冲测量模式。

脉冲氧活化水流测井用于探测垂直水流的速度和流量。在测量中，中子连续发射，使周围的水被活化，然后间歇，若水在流动，则一段时间后，水依次到达各探测器，在各探测器的时间谱上出现一个峰，根据时间谱上峰的位置可知水流到达各探测器的时间T ，由于水在这段时间走的路程就是各探测器的源距L ，则水的速度V=L/T 。由于井内套管和油管直径D 已知，就可算出水的截面积S ，则流量Q=VS.

⎯→⎯⎯→⎯+16160

1N o n γ射线半衰期7.13s

脉冲氧活化技术和传统氧活化技术相比，主要优点在于不用寻找零流量层进行刻度，因而可以更准确地判断是否存在管外串流。新技术的一个主要特点是，直接测量计数率流动剖面，即在已知距离上测量流动时间。合理地选择源距及活化时间后，使用一个探测器就可以满足较大的测量范围。

DSC 多功能水流测井仪的原理如上所示，但又有新的特点。采用了4个γ探测器，（其中2个探测器在寿命模式作为远、近探头），源距覆盖范围大，一次测井可得到4个时间谱，测井时从中选择效果最好的作为最终结果。最有用的是可以同时使用2个中子发生器，一次下井就可得到上下水流的流量结果。仪器参数可以任意改变，谱周期4种（10S 、20S 、40S 、60S ），活化时间有8种（0.8S 、1、1.6、2、4、6、8、10），中子占空比有4种（10%、20、25、30），可以满足现场各种复杂情况。特别是中子脉冲占空比可调，能使中子产额成数倍提高，大大提高了测井效率和分辨能力。

8电路原理

仪器大量采用单片机实现仪器内的数据采集和控制及通讯，用软件代替硬件，电路简洁清晰，功能强大灵活，集成度高。

8.1遥传短节

遥传短节是仪器的核心，功能如下：

①于地面仪器通讯，接受命令并上传数据。

②于其它短节通信，传递命令并接受其它短节的数据。