测井原理11-中子测井

以中子与地层介质相互作用为根底的测井方法称中子测井。

超热中子测井连续中子源热中子测井中子伽马测井中子测井：中子寿命测井脉冲中子源

C/O能谱测井第十二章中子测井

主要内容1岩石的中子特性2连续中子源的中子测井3脉冲中子源的中子测井

第一节中子源及岩石的中子特性一中子源中子测井需要向地层发射快中子，通过中子与地层介质发生多种核反响来探测地层的减速特性和俘获特性。如:镅

二岩石的中子特性1中子的分类①快中子En>0.5mev②中能中子En=(0.1~0.5)mev

③慢中子En=(0~0.1)mev

超热中子为0.2~10ev

热中子为0.025ev即热中子与吸收物质处于平衡状态

2岩石的中子特性①减速特性中子源发射的快中子经过不断与原子核发生碰撞而变为热中子的过程称为减速过程.描述减速特性的参数有

②俘获特性中子在介质中从变为热中子的瞬间起到被吸收的时刻止经过的平均时间称为热中子寿命热中子从产生位量到被吸收的位量直线距离称热中子的扩散距离rt

3:含氢指数

1)含氢量：单位体积中氢原子数2)含氢指数H一立方厘米介质中氢核数与单位体积淡水中氢核数的比值

3)与有效孔隙度无关的含氢指数a:泥质粘土矿物具有结晶水泥质孔隙孔道中含束缚水，所以泥质有很大的含氢指数，一般为30%b:石膏〔CaSO4.2H2O〕H=49%

c:岩性中子测井仪器以石灰岩为标准进行刻度，其他岩性岩石显示为一定数值等效含氢指数。

第二节利用连续中子源的中子测井一井壁中子测井井壁中子测井〔SNP〕探测超热中子也称超热中子测井。1：超热中子通量的空间分布单位体积中的中子数称中子密度单位时间通过单位截面的中子数称为中子通量Ф。在均匀无限大介质中，距离点状快中子源r处的超热中子通量。其中Q:源强〔中子/秒〕r:源距Le：由快中子减速为超速热中子的减速长度De：快中子的扩散系数。由此可见Фe(r)只与地层减速特性有关。2井壁中子测井曲线①钻井壁测量②记录GR，d和Фsnp③曲线以石灰岩孔隙度为单位二补偿中子测井〔CNL〕补偿中子测井〔CNL〕是双源距热中子测井，它探测热中子也称热中子测井。1热中子通量的空间分布均匀无限大介质中其中：Lt,Dt:热中子扩散长度和扩散系数取决于热中子俘获特性

Le：热中子减速长度由此可见，热中子通量不仅取决于地层减速特性也取决于俘获特性。

2测量原理热中子测井有两种类型测井仪器，即〔1〕一个热中子探测器〔GNT〕〔2〕两个热中子探测器(CNL)3CNL曲线测量ФCNL

三中子伽马测井中子伽马测井〔NG〕是沿井与记录中子伽马射线强度的测井方法，NG一般与GR同时测量。中子源造成的中子伽马射线强度空间分布比较复杂，主要与地层减速特性，俘获特性以及仪器参数有关。

四中子测井曲线及其应用1：比较SNPCNLNG影响少中多探测范围低高低效率低高低2：应用1)划分岩性2)确定孔隙度总孔隙度〔含氢指数〕要经过岩性，油气和天然气〞挖掘效应〞校正。a:岩性校正

岩性影响是指中子测井仪用石灰岩作为刻度标准而引入的影响。

b:泥质和油气影响校正泥质含氢指数大，含泥岩石总孔隙度ФN大于岩层有效孔隙度。c:天然气“挖掘〞效应70年代初，经数学研究说明，在井眼附近地层中的天然气对中子测井的影响比只考虑了天然气具有小的氢密度而预期要大得把充满气的孔隙用岩石骨架代替的假设下进行计算的,计算说明，当附加的岩石骨架被挖掘并用气来代替地层具有较小的中子特性减速，中子测井这种计算差异叫“挖掘效应〞，3)判断气层在气层含氢指数远小于具有相同孔隙度的含油〔水〕层，因此在气层中子伽马曲线显示高值，在中子孔隙度显示低值4)划分油水界面

高矿化度地层水时，油水中的氯含量不同，含水NG高于含油。

第三节脉冲中子测井─中子寿命测井中子寿命测井也称热中子衰减时间测井〔TDT〕，它记录热中子在地层中的衰减时间与深度的关系。由此为测量中子寿命，只需在地层减速区选两个观测时间进行测量

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