測井原理11-中子測井

以中子與地層介質(zhì)相互作用為根底的測井方法稱中子測井。

超熱中子測井連續(xù)中子源熱中子測井中子伽馬測井中子測井：中子壽命測井脈沖中子源

C/O能譜測井第十二章中子測井

主要內(nèi)容1巖石的中子特性2連續(xù)中子源的中子測井3脈沖中子源的中子測井

第一節(jié)中子源及巖石的中子特性一中子源中子測井需要向地層發(fā)射快中子，通過中子與地層介質(zhì)發(fā)生多種核反響來探測地層的減速特性和俘獲特性。如:镅

二巖石的中子特性1中子的分類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

超熱中子為0.2~10ev

熱中子為0.025ev即熱中子與吸收物質(zhì)處于平衡狀態(tài)

2巖石的中子特性①減速特性中子源發(fā)射的快中子經(jīng)過不斷與原子核發(fā)生碰撞而變?yōu)闊嶂凶拥倪^程稱為減速過程.描述減速特性的參數(shù)有

②俘獲特性中子在介質(zhì)中從變?yōu)闊嶂凶拥乃查g起到被吸收的時(shí)刻止經(jīng)過的平均時(shí)間稱為熱中子壽命熱中子從產(chǎn)生位量到被吸收的位量直線距離稱熱中子的擴(kuò)散距離rt

3:含氫指數(shù)

1)含氫量：單位體積中氫原子數(shù)2)含氫指數(shù)H一立方厘米介質(zhì)中氫核數(shù)與單位體積淡水中氫核數(shù)的比值

3)與有效孔隙度無關(guān)的含氫指數(shù)a:泥質(zhì)粘土礦物具有結(jié)晶水泥質(zhì)孔隙孔道中含束縛水，所以泥質(zhì)有很大的含氫指數(shù)，一般為30%b:石膏〔CaSO4.2H2O〕H=49%

c:巖性中子測井儀器以石灰?guī)r為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行刻度，其他巖性巖石顯示為一定數(shù)值等效含氫指數(shù)。

第二節(jié)利用連續(xù)中子源的中子測井一井壁中子測井井壁中子測井〔SNP〕探測超熱中子也稱超熱中子測井。1：超熱中子通量的空間分布單位體積中的中子數(shù)稱中子密度單位時(shí)間通過單位截面的中子數(shù)稱為中子通量Ф。在均勻無限大介質(zhì)中，距離點(diǎn)狀快中子源r處的超熱中子通量。其中Q:源強(qiáng)〔中子/秒〕r:源距Le：由快中子減速為超速熱中子的減速長度De：快中子的擴(kuò)散系數(shù)。由此可見Фe(r)只與地層減速特性有關(guān)。2井壁中子測井曲線①鉆井壁測量②記錄GR，d和Фsnp③曲線以石灰?guī)r孔隙度為單位二補(bǔ)償中子測井〔CNL〕補(bǔ)償中子測井〔CNL〕是雙源距熱中子測井，它探測熱中子也稱熱中子測井。1熱中子通量的空間分布均勻無限大介質(zhì)中其中：Lt,Dt:熱中子擴(kuò)散長度和擴(kuò)散系數(shù)取決于熱中子俘獲特性

Le：熱中子減速長度由此可見，熱中子通量不僅取決于地層減速特性也取決于俘獲特性。

2測量原理熱中子測井有兩種類型測井儀器，即〔1〕一個(gè)熱中子探測器〔GNT〕〔2〕兩個(gè)熱中子探測器(CNL)3CNL曲線測量ФCNL

三中子伽馬測井中子伽馬測井〔NG〕是沿井與記錄中子伽馬射線強(qiáng)度的測井方法，NG一般與GR同時(shí)測量。中子源造成的中子伽馬射線強(qiáng)度空間分布比較復(fù)雜，主要與地層減速特性，俘獲特性以及儀器參數(shù)有關(guān)。

四中子測井曲線及其應(yīng)用1：比較SNPCNLNG影響少中多探測范圍低高低效率低高低2：應(yīng)用1)劃分巖性2)確定孔隙度總孔隙度〔含氫指數(shù)〕要經(jīng)過巖性，油氣和天然氣〞挖掘效應(yīng)〞校正。a:巖性校正

巖性影響是指中子測井儀用石灰?guī)r作為刻度標(biāo)準(zhǔn)而引入的影響。

b:泥質(zhì)和油氣影響校正泥質(zhì)含氫指數(shù)大，含泥巖石總孔隙度ФN大于巖層有效孔隙度。c:天然氣“挖掘〞效應(yīng)70年代初，經(jīng)數(shù)學(xué)研究說明，在井眼附近地層中的天然氣對中子測井的影響比只考慮了天然氣具有小的氫密度而預(yù)期要大得把充滿氣的孔隙用巖石骨架代替的假設(shè)下進(jìn)行計(jì)算的,計(jì)算說明，當(dāng)附加的巖石骨架被挖掘并用氣來代替地層具有較小的中子特性減速，中子測井這種計(jì)算差異叫“挖掘效應(yīng)〞，3)判斷氣層在氣層含氫指數(shù)遠(yuǎn)小于具有相同孔隙度的含油〔水〕層，因此在氣層中子伽馬曲線顯示高值，在中子孔隙度顯示低值4)劃分油水界面

高礦化度地層水時(shí)，油水中的氯含量不同，含水NG高于含油。

第三節(jié)脈沖中子測井─中子壽命測井中子壽命測井也稱熱中子衰減時(shí)間測井〔TDT〕，它記錄熱中子在地層中的衰減時(shí)間與深度的關(guān)系。由此為測量中子壽命，只需在地層減速區(qū)選兩個(gè)觀測時(shí)間進(jìn)行測量

設(shè)n