中子测井1.ppt

1、地 球 物 理 测 井,资源与环境学院 桑 琴 2007年7月,第三章 核测井（中子测井）,地球物理测井核测井,中子测井,中子测井也是一种核测井方法，它主要利用中子射线与地层的相互作用来划分储集层和确定地层孔隙度，其次还能用于区分气层。 中子测井可分为： 中子伽马测井、中子热中子测井、超热中子测井等,目前，主要用补偿中子测井和超热中子测井确定地层孔隙度。,地球物理测井核测井,中子测井,测井原理：,中子源向地层发射快中子，快中子在地层中运动与地层物质的原子核发生各种作用，探测器将探测超热中子、热中子或次生伽马射线的强度，用来研究地层孔隙度、岩性以及孔隙流体性质等。,地球物理测井核测井,中子测井,

2、一、中子测井基础,1、中子源,以某种方式给原子核以能量，引起核反应，把中子从原子核中释放出来的装置。,连续中子源（核衰变产生轰击离子，然后，轰击其它元素产生中子）人不可控制,脉冲中子源（用氘轰击氚产生中子）人可控制,中子伽马测井,中子寿命测井,地球物理测井核测井,中子测井,2、中子和物质的相互作用,1）快中子非弹性散射阶段,放出伽马射线（此生伽马射线）,基态原子核,快n,碰撞,激发态原子核（获得内能）,变成,n,碰撞后的中子,2）弹性散射阶段,快n,n能量降低,激发态原子核（获得动能）,基态原子核,地球物理测井核测井,中子测井,该过程的能量是守恒的,每次弹性碰撞的平均能量损失：E=2AER/（

3、1+A）2,A越小- E大， A越大- E小，元素周期表中，H的A 最小，物质含H多，弹性散射时间短，减速能力强。,地球物理测井核测井,中子测井,3） 热中子扩散阶段,热n,激发态原子核（获得内能）,原子核俘获,放出伽马射线（次生伽马射线）,回至,地球物理测井核测井,中子测井,3、描述中子与物质相互作用各阶段的物理量,1)减速长度Ls,2)扩散长度Ld,3)宏观俘获截面,Ls最短（减速能力最强）,含氢越多的物质，减速长度就越小，减速能力就越强。所有元素中氢的减速能力最强。（P165表3-7）,物质对热中子俘获能力越强，扩散长度就越短。,岩石含氯量越高，岩石俘获截面越大，则俘获产生的中子伽马射线

4、强度越大。,地球物理测井核测井,中子测井,二、超热中子测井SNP,（一） 超热中子测井的基本原理（贴井壁测量）,1、孔隙度与减速长度间的关系,2、超热中子的空间分布,同-不同元素组成不同岩性的岩层-减速长度不同,中100%含水- - 地层的减速能力-减速长度,不同、岩性不同-超热中子在中子源周围的分布不同。,地球物理测井核测井,中子测井, -含H -L S -超热中子在源附近分布 -,L源小，计数率低,L源大，计数率高,总结： 小源距：含氢量与记数率成正比 大源距：含氢量与记数率成反比,地球物理测井核测井,中子测井,3、长、短、零源距与计数间的关系,零源距：计数率不随含H量的变化而变化。,长源

5、距：大于零源距的源距。计数率与含H量成反比,短源距：小于零源距的源距。计数率与含H量成正比,含H体积10%,含H体积30%,计数率,中子伽马射线的强度,地球物理测井核测井,中子测井,（二）超热中子曲线的应用,1、确定岩层的孔隙度,2、交会图法确定岩性、孔隙度、骨架成分,3、中子密度测井曲线重叠法确定岩性,4、估计油气密度,5、定性指示高孔隙度含气层,地球物理测井核测井,中子测井,视石灰岩孔隙度：,石灰岩的 nma=0,砂岩的 nma= -0.035,白云岩的 nma=0.05,用石灰岩的 nma=0算出的孔隙度是视石灰岩孔隙度。,而用岩石本身的骨架孔隙度算出的为真,例：一砂岩的 n=17.2,

6、求该岩层的真 ？,真=20%,地球物理测井核测井,中子测井,视石灰岩孔隙度： 以含淡水纯石灰岩为标准来刻度的孔隙度。,中子测井：,密度测井：,例题：如砂岩的孔隙度20%，ma2.65g/cm3，求该砂岩的密度测井视石灰岩孔隙度。,地球物理测井核测井,地层密度测井,地球物理测井核测井,中子测井,三、补偿中子测井CNL,1、补偿中子测井的原理 （探测热中子密度）,补偿中子的探测器测得的计数率送至地面仪，经过适当的模拟装置自动把计数率的比值转换为相应的含H指数，最终输出一条含氢指数曲线，也即常见的视石灰岩孔隙度曲线。,优点： 减小地层俘获性能的影响，补偿井参数含氯量的影响。 利用两个不同源距探测器所测得的计数率之比来减小地层俘获性能的影响。,地球物理测井核测井,中子测井,含氢指数单位体积岩石和纯水的含氢量之比。,2、用途（与SNP相同）,如果地层含气，由于气的含氢指数非