PND測井技術解讀課件

PND-S測井技術及其應用

目錄一.引言二.測井原理及特點三.應用四.結論引言

油田進入高含水的中、后開發(fā)期，一方面迫切需要了解單井或區(qū)塊的儲層的剩余油分布，尋找潛力層，調整作業(yè)方案；另一方面，許多老井，由于受當時條件的限制，缺少必要的測井資料，而無法對儲層性質進行重新認識。引言套管井儲層評價常用的方法：一、中子壽命測井

優(yōu)點：探測深度較深

使用條件：地層水礦化度較高的地層,勝利油區(qū)多為低礦化度水的地層。二、碳氧比能譜（C/O）測井

優(yōu)點：不受地層水礦化度的影響,為區(qū)分低礦化度水層與油層方面提供了可能。

缺點：計數(shù)率低、統(tǒng)計誤差大、受井眼影響嚴重(測前必須洗井)、定量解釋要求孔隙度大于20%等。

上述缺點，大大限制了這兩種測井方法在儲層評價中的應用。引言

PND-S測井技術，它是目前世界上最先進的一次下井可同時測量俘獲衰減伽馬射線和非彈性散射伽馬射線的測井儀，即它除了具備中子壽命測井和C/O比的性能外，還具有許多自身的特點，如儀器直徑只有42.8毫米，可過油管測量，適用于孔隙度大于10%的地層，可以獲得中子孔隙度和密度類型的孔隙度等。在實際應用中見到了較好的地質效果。目錄一.引言二.測井原理及特點三.應用四.結論PND-S儀器參數(shù)自然伽馬探頭節(jié)箍遠探頭近探頭中子發(fā)生器12”14”PND-Sò非彈性散射原理1.1.中子源輸出2x108中子脈沖/秒.

寬脈沖模式的頻率是200-1000pps,窄脈沖是1428pps2.14.3MeV中子遇到大的元素的原子象碳和氧3.

發(fā)生非彈性碰撞產生特定能量的伽馬射線.4.只有能量大的中子才發(fā)生非彈性散射.與俘獲相比非彈性散射靠近井眼,發(fā)生時間較早.C遠探測器晶體近探測器晶體脈沖中子源HO321nGR非彈性GR窗口Inelasticswindow(atdetector)NeutronBurst(fromsource)CaptureInelastic時間(微妙)伽馬記數(shù)率2000200FORMATIONLIFETIMEBACKROUNDBOREHOLELIFETIME110

210310410510610非彈性散射FastneutronExcitednucleusNucleusGR中子俘獲SlowneutronExcitednucleusNucleusGR非彈性伽馬窗口Inelasticswindow(atdetector)NeutronBurst(fromsource)CaptureInelastic從非彈性散射窗口記數(shù)率減去俘獲記數(shù)率得到真正的非彈性散射記數(shù)率時間(微妙)伽馬記數(shù)率2000200FORMATIONLIFETIME背景值BOREHOLELIFETIME110

210310410510610地層中常見元素非彈性譜六次測量CATO的重復性CATO與C/O的含義CATO=陽離子的非彈性散射伽馬射線計數(shù)率與氧離子的非彈性散射伽馬射線計數(shù)率的比值C/O=碳的非彈性散射伽馬射線計數(shù)率與氧離子的非彈性散射伽馬射線計數(shù)率的比值CATO與C/O相比的優(yōu)點第一，提高計數(shù)率，降低了統(tǒng)計誤差，提高了測量精度。而C/O測井，只記錄碳、氧的計數(shù)率，計數(shù)率低，統(tǒng)計誤差偏大。

第二，測量結果基本不受巖性的影響。對比碳氧比測井的C/O比值和PND-S測井的CATO比值，PND-S測井的巖性的系統(tǒng)不確定性被大大減小了，在一定孔隙度條件下，骨架中碳的響應只是飽和度響應的一小部分，也就是說，該方法可定量描述不受巖性影響的儲層含水飽和度。而C/O比測井由于受骨架碳的影響嚴重，故在灰?guī)r地層基本無法應用。第六,對井眼條件要求不高，不用洗井，而C/O比測井受井眼影響嚴重，測前必須洗井。CATO與C/O相比的優(yōu)點第四，提高了測井速度。PND-S的測速是8英尺/分，而C/O測速是2英尺/分。第三，適用于孔隙度大于10%的任何地層。而C/O比測井要求地層孔隙度必須大于20%。第五，儀器直徑?。?2.8mm）可過油管測量。而C/O儀器直徑大（89mm），必須起出油管。C/O、CATO與孔隙度的響應比較

C/OC/OPND-Sò非彈性測量的特點探測深度-8inches(20cm)井眼-最重要的是井眼的規(guī)則性.套管/油管結構-非常重要的是測量中儀器離地層的距離.孔隙度范圍-沒有最低限度,但隨著孔隙度的減小，測量誤差隨著增大.礦化度-測量不受礦化度的影響.測速低-最大測速是8英尺/分.PND-Sò俘獲原理1.中子源輸出2x108中子脈沖/秒.2.

14.3MeV中子主要與地層中的氫碰撞被減速為熱中子3.熱中子被俘獲后釋放伽馬射線熱中子被俘獲的幾率主要與氯的含量有關.(Clcrosssection=33.6Barns.)4.

NaI晶體測量時間依據(jù)伽馬射線的多少.4.2.1.HHHCl遠探測器晶體近探測器晶體脈沖中子源3.nnnGRGR常見的巖石和流體的俘獲截面Material

@20oC通常取值

C.U.

Values砂巖（Sandstone）石灰?guī)r（Limestone）白云巖（Dolomite）

泥巖（Shales）油（Oil）氣（Gas）淡水（FreshWater）鹽水（SaltWater(100Kppm)鹽水SaltWater(240Kppm)7-147-158-1224-4516-222-1218-24591199129Varies1862259119常見礦物的俘獲截面礦物（Material）

Quartz(SiO2)Calcite(CaCO3)Dolomite(CaCo3-MgCO3)Anhydrite(CaSO4)Gypsum(CaSO4-2H2O)AnthraciteCoal(C4)BituminousCoal(C4)Halite(NaCI)Iron(Fe)WaterBoron(B)（硼）4.367.484.7812.3019.401.081.54762.36214.9022.2760

(C.U.)@20oCPND-S的特點

1、兩種脈沖發(fā)射方式

短脈沖發(fā)射(窄脈沖發(fā)射)以1428HZ的固定頻率發(fā)射中子，發(fā)射寬度為70微秒，發(fā)射周期為700微秒。主要主要用于非彈性散射和井筒流體的測量。

長脈沖發(fā)射（又稱寬脈沖發(fā)射或SERVO發(fā)射）主要用于俘獲截面的測量。測井時依據(jù)地層τ值的變化，改變發(fā)射頻率（200Hz—1000Hz），發(fā)射周期為10τ，同時改變發(fā)射寬度（100us—500us）、測量窗口（1000us—5000us）記錄時間。以獲得更多的地層信息，提高測量精度。

短脈沖（BURST）時間窗口長脈沖（BURST）時間窗口PND-S的特點

2、雙探頭接收

（1)近探頭1″×4″的長方形NaI晶體（2)遠探頭1″×6″的長方形NaI晶體3、雙孔隙度指示（1）RPHI—由俘獲數(shù)據(jù)求得的中子孔隙度（近、遠探頭計數(shù)率比值）（2）IPHI—非彈性散射數(shù)據(jù)求得的孔隙度（類似于裸眼井的密度孔隙度）PND-S的特點

4、兩種不同測量方法求含水飽和度（1）用俘獲截面∑求含水飽和度，適應于高礦化度（大于25000mg/L）地層。（2）用非彈性散射數(shù)據(jù)CATO求含水飽和度，適應于低礦化度（淡水或微咸水）或地層水礦化度未知的地層。PND-S的特點

5、多種測井模式由于具有兩種脈沖發(fā)射方式，向地層發(fā)射脈沖中子，即它可以根據(jù)地層參數(shù)和不同的測井目的，對這兩種發(fā)射方式的混合發(fā)射進行選擇，使它具有多種測井模式。PND-S的特點

5、多種測井模式（1）非彈性散射測井 包括密度孔隙度測井（BulkInelastics）和高能非彈性散射采樣測井（CATO）。因為這種測井模式的探測深度比較淺（約8英寸），井眼大小、管柱結構（套管、油管）、測速及混合發(fā)射率對測井影響較大。PND-S的特點

5、多種測井模式（2）俘獲測井這種測井模式，因為探測深度比較深(12—16英寸)，對井眼尺寸及井眼化學成分不敏感。（3）硅活化測井通過測量硅活化測井，區(qū)分砂巖和碳酸鹽巖，測速可達25fpm。（4）氧活化測井在生產井中確定出水層位，該測井模式同時利用了俘獲和非彈性反應，測速和流體流速一致。

測井曲線描述（直接獲得）SIGN:單一衰減模式的近探頭俘獲截面SIGF：單一衰減模式的遠探頭俘獲截面RATI：近探頭與遠探頭的比值（與地層的含H量有關）NEAR：近探頭地層記數(shù)率FAR：遠探頭地層記數(shù)率GRP：天然放射性BGN：近探頭背景記數(shù)率BGF：遠探頭背景記數(shù)率QUAL：中子發(fā)生器輸出質量控制曲線（NB1和NB2的平均值）測井曲線描述（直接獲得）NB**（16條）：發(fā)射頻率是1428HZ時近探頭1-16針（bin）記數(shù)率FB**（16條）：發(fā)射頻率是1428HZ時遠探頭1-16針（bin）記數(shù)率NS**（16條）：發(fā)射頻率隨機調整的近探頭1-16針（bin）記數(shù)率FS**（16條）：發(fā)射頻率隨機調整的遠探頭1-16針（bin）記數(shù)率SB**（20條）：發(fā)射頻率是1428HZ時1-4譜道中又分5個bin分別記數(shù)率SS**（20條）：發(fā)射頻率隨機調整時1-4譜道中又分5個bin分別記數(shù)率測井曲線描述（直接獲得）NBPS：窄脈沖形狀SB4Q：SB45與輸出質量的（QUAL）的比值HESC：俘獲譜高能量端的斜率GRP：自然伽馬CCL：套管節(jié)箍SIGD：偏離的俘獲截面SGBF：遠探頭井眼俘獲截面SGBN：近探頭井眼俘獲截面SGFF：遠探頭地層俘獲截面SGFN：近探頭地層俘獲截面PBSR：井眼比值，窄脈沖發(fā)射后的N/F的比值SIGC：提高分層處理的地層俘獲截面測井曲線描述（間接獲得）IRA1：總的近探頭非彈性記數(shù)率

IRAN：標準化后，總的近探頭非彈性記數(shù)率IRI1：積分后，近探頭非彈性記數(shù)率FAI1：總的遠探頭非彈性記數(shù)率FAIN：標準化后，總的遠探頭非彈性記數(shù)率FIR1：積分后，遠探頭非彈性記數(shù)率ORA1：第4道非彈性記數(shù)率ORAN：標準化后，第4道非彈性記數(shù)率ORAS：應用譜穩(wěn)定器后第4道非彈性記數(shù)率LRHO：伽馬射線擴散長度參數(shù)測井曲線描述（間接獲得）CNS1，CNS2，CNS3，CNS4：第1到第4道俘獲標準譜成分INS1，INS2，INS3，INS4：第1到第4道非彈性標準譜成分LSS：超熱中子的減速長度DXS：擴散系數(shù)COR1：C/O比DELI：非彈性數(shù)據(jù)質量控制曲線AIPE：推斷的光-電指數(shù)AIPN：來自孔隙度網絡的中子孔隙度AIPD：來自孔隙度網絡的密度孔隙度PND-S的測井響應

FM

油層泥巖泥巖氣層鹽水RphiGR低孔隙度油層淡水IphiCATOCATOvsInFreshWaterNeutron/Density“HydrocarbonEffect”PND-S主要測量SIGMA-俘獲截面CATO-C/O含水飽和度RPHI-中子孔隙度IPHI-密度類型孔隙度GR-自然伽馬CCL-磁性定位目錄一.引言二.測井原理及特點三.應用四.結論俘獲方式的含水飽和度（和RT）實例1辛50-斜74井PND-S數(shù)字處理成果圖CATO方式含水飽和度（CATO與RT）實例2中30-側22井PND-S數(shù)字處理成果圖中子、密度孔隙度實例3（與裸眼井的比較）DPHI,NPHI-裸眼井中子、密度孔隙度AIPN,AIPD-PND-S中子、密度孔隙度中子、密度孔隙度裸眼井PND-S實例4（與CNL的比較）CNL中子孔隙度孔隙度的比較孔隙度實例5（與AC的比較）特強水淹層強水淹層未動用層(油層)日產液71.7m3,油0.3m3,水71.4m3,含水99.7%實例6儲層監(jiān)測（了解該區(qū)塊的剩余油分布）

孤東7-36-346井PND-S數(shù)字處理成果圖實例7儲層監(jiān)測

（了解本井剩余油分布，獲取地層參數(shù)）3-4-斜148井PND-S數(shù)字處理成果圖日產液20m3，油12m3,含水40%實例8儲層監(jiān)測（了解本井剩余油分布）日產液26m3，油9.7m3,含水62.7%3-3-86井PND-S數(shù)字處理成果圖實例9老井找氣2-0-33井PND-S數(shù)字處理成果圖日產氣1萬多m3實例10老井找氣日產氣23975m3草13-672井PND-S數(shù)字處理成果圖老井儲層再認識實例11日產油7m3，氣0m3。孤南44-斜1井PND-S數(shù)字處理成果圖對厚沉積韻律層細分

實例12日產液109.9m3，油58.3m3,含水47%

CB-A-19井PND-S數(shù)字處理成果圖對厚沉積韻律層細分

實例1