《脈沖中子測井》word版

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1、放射性測井第九章脈沖中子測井第十章脈沖中子測井第九章講了中子測井，希望同學(xué)們掌握中子與地層相互作用，即中子測井的核物理基礎(chǔ)；掌握中子孔隙度測井的有關(guān)內(nèi)容，即超熱中子測井和熱中子測井，希望大家著重弄清楚補償中子孔隙度測井及其應(yīng)用。脈沖中子測井主要內(nèi)容:脈沖中子測井：所謂脈沖中子指的是中子源每隔一定時間發(fā)射一定寬度的中子，照射地層，通過研究中子與地層的相互作用，以研究地層性質(zhì)。脈沖中子測井的主要內(nèi)容1中子壽命測井2非彈性散射伽馬能譜測井3中子活化測井§1中子壽命測井（NLL）一、中子壽命測井中子壽命測

2、井（neutronlifetimelog,NLL）也叫熱中子衰減時間測井(ThermalDecayTimeLog)，是最早投入使用的一種脈沖中子測井。測井時，利用脈沖中子源發(fā)射高能快中子（14Mev），脈沖照射地層，用伽馬探測器探測經(jīng)地層慢化產(chǎn)生的熱中子被俘獲放出的伽馬射線，根據(jù)計數(shù)率隨時間的衰減，進而計算熱中子壽命和地層的熱中子的宏觀俘獲截面，從而研究地層性質(zhì)（特別是含油性）的一種測井方法。（？）在地層中，宏觀俘獲截面和熱中子壽命主要與氯的含量有關(guān)，與地層水礦化度有關(guān)。二、熱中子壽命與地層對熱中

3、子宏觀俘獲截面的關(guān)系1、熱中子壽命熱中子壽命，是指熱中子從產(chǎn)生的瞬間起到被俘獲的時刻所經(jīng)歷的平均時間。計算時，它等于熱中子中的63.2%被俘獲所經(jīng)過的時間：當(dāng),2、宏觀俘獲截面Σ單位體積介質(zhì)中所有原子核的微觀俘獲截面之和，單位，一般定義一個基本的宏觀俘獲截面單位為，稱作俘獲單位并記作c.u.。-8-放射性測井第九章脈沖中子測井3、與Σ的關(guān)系——表示地層的熱中子壽命，單位us；Σ——表示地層對熱中子的宏觀俘獲截面，單位cm-1；；其中A為某一待定的常數(shù)，為熱中子速度。也就是說，熱中子壽命與地層對熱中

4、子的宏觀俘獲截面成反比關(guān)系，即地層的宏觀俘獲截面越大，熱中子壽命越小。4、巖石的熱中子壽命和宏觀俘獲截面常見巖石的主要礦物的俘獲截面都很小，熱中子壽命都很長，而孔隙流體的熱中子俘獲截面比大部分骨架礦物的大很多，因此，Σ受到孔隙度的影響。(硼、汞等宏觀俘獲截面特別大，因此，微量的硼、汞就能使Σ增大，目前的硼中子測井就是利用了硼的這種性質(zhì)。）三、中子壽命測井的基本原理中子從其產(chǎn)生，經(jīng)過和地層原子核發(fā)生非彈性散射，彈性散射，逐漸減速為熱中子，熱中子被俘獲產(chǎn)生俘獲伽馬射線。1.熱中子壽命（）熱中子從其產(chǎn)生

5、到它被吸收為止經(jīng)歷的平均時間指的是統(tǒng)計概念，即熱中子從其產(chǎn)生到被吸收經(jīng)歷的時間有長、有短，我們講的是一種平均值。2.熱中子的空間分布熱中子產(chǎn)生后，它在地層中發(fā)生擴散，地層中某點的熱中子密度按指數(shù)規(guī)律隨時間衰減：（1）式中：——衰減開始時的熱中子密度；——經(jīng)過時間T的熱中子密度；——巖石的熱中子壽命；3.熱中子壽命的測量原理任何時刻存在的俘獲伽馬射線的強度與儀器周圍中子密度成正比。因此刻度后，我們記錄（測量）俘獲伽馬射線強度，可以求得（計算出）熱中子的壽命（或地層宏觀俘獲截面）。T1時刻：探測器記錄

6、的俘獲伽馬射線的計數(shù)率；-8-放射性測井第九章脈沖中子測井（2）T2時刻：探測器記錄的俘獲伽馬射線的計數(shù)率；（3）將(2)式除以(3)式得:（４）　由（４）式，對兩邊取對數(shù)得：　　　　　　　　　　?。ㄗ匀粚?shù)）4.用常用對數(shù)換算自然對數(shù)得：　　　　　　　　　（５）也就是說，如果分別在T1,T2時間段內(nèi)記錄俘獲伽馬射線的計數(shù)率，，則可以通過（５）式刻度成熱中子壽命，由熱中子壽命與地層對熱中子宏觀俘獲截面的關(guān)系，同樣可以計算得到。5.中子壽命測井地質(zhì)意義（與地層性質(zhì)的關(guān)系來研究地層）熱中子壽命與物質(zhì)的

7、宏觀俘獲截面有關(guān)，即地層介質(zhì)的宏觀俘獲截面越大，則熱中子壽命越短，地層介質(zhì)的宏觀俘獲截面是指巖石中各個核素的微觀俘獲截面的總和。在沉積巖中，氫核素的微觀俘獲截面比其他核素的微觀俘獲截面大得多。見（P149,表9-2），也就是說巖石的宏觀俘獲截面主要取決于地層中氯的含量，或說取決于地層水的礦化度。問題：如果當(dāng)?shù)貙铀V化度較高時，即氯的含量相對較高時，那么對于水層和油層來說，水層的宏觀俘獲截面要大于油層，而熱中子壽命則小于油層。（對否？）根據(jù)熱中子壽命測量的性質(zhì)研制出熱中子壽命測井。（利用中子壽命來研

8、究地層的性質(zhì)）四、中子壽命測井的應(yīng)用-8-放射性測井第九章脈沖中子測井1.劃分油水層礦化度較高的水層有比油層大的俘獲截面（或較小的熱中子壽命）。2.觀察油水或氣水界面的變化油層在采油過程中含水飽和度不斷變化，油水界面向上移動，利用不同時間測量的宏觀俘獲截面或中子壽命，則可以了解油水或氣水界面變化情況?？磮D10-2，P160。TDT1——完井后不久測量的，為實線；TDT2——投產(chǎn)三年后未停產(chǎn)測得的，長虛線；TDT3——投產(chǎn)三年后又停產(chǎn)四個月測得的，為小點線。4.求孔隙度對于不含油氣的