[發(fā)明專利]一種隨鉆可控源中子測井方法及儀器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210232675.X
• 申請日: 2012-07-05
• 公開（公告）號: CN103527181A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李安宗;朱軍;王珺;駱慶鋒;張維;陳鵬;秦鴻江;祝環(huán)芬;郭廣鎏;蔣登文;李童;陳緒濤;劉策;牒勇;王俊超
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油天然氣集團公司;中國石油集團測井有限公司
• 主分類號: E21B49/00
• 分類號: E21B49/00;G01V5/10;E21B17/16
• 代理公司: 北京三高永信知識產(chǎn)權(quán)代理有限責任公司 11138
• 代理人: 劉映東

1.一種隨鉆可控源中子測井方法，其特征在于，所述方法包括：

啟動鉆鋌上的脈沖中子源以脈沖方式向地層發(fā)射定量高能中子；通過設(shè)置于鉆鋌上的長源距探測器和短源距探測器分別測得經(jīng)地層減速后散射回井眼的熱中子數(shù)目；根據(jù)兩探測器所測得的熱中子數(shù)目獲得所測地層的熱中子宏觀俘獲截面∑和孔隙度φ；根據(jù)所測熱中子宏觀俘獲截面∑及孔隙度φ得出所測地層的含水飽和度Sw。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隨鉆可控源中子測井方法，其特征在于，

所述的根據(jù)兩探測器所測得的熱中子數(shù)目獲得所測地層的熱中子宏觀俘獲截面∑，其具體包括是：

根據(jù)任意一段時間內(nèi)所發(fā)送的定量熱中子數(shù)目及在兩探測器所探測到的熱中子數(shù)目，分別得出兩探測器所探測到的地層俘獲熱中子數(shù)目；通過熱中子宏觀俘獲截面計算公式算出所測地層的宏觀俘獲截面∑；

∑=105×10⁴（lnN1-lnN2）/(t1-t2)

其中：N1、N2分別對應兩探測器所探測到的地層俘獲熱中子數(shù)目；

t1、t2為不同的時間門。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隨鉆可控源中子測井方法，其特征在于，

所述的根據(jù)兩探測器所測得的熱中子數(shù)目獲得所測地層的孔隙度φ，其具體包括是：

根據(jù)兩探測器所測熱中子數(shù)目分別得出單位時間內(nèi)熱中子的計數(shù)率，由兩探測器所得計數(shù)率的比值求得減速長度Le；根據(jù)熱中子的減速長度Le求得所測地層的孔隙度；

其中，熱中子的減速長度Le的獲得所依據(jù)的公式為：

計算孔隙度所依據(jù)的公式為：

其中：

r₁、r₂分別為長源距探測器距離脈沖中子源的距離；

D_t為熱中子的擴散系數(shù)；

L_t為熱中子的擴散長度。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隨鉆可控源中子測井方法，其特征在于，

所述的由熱中子宏觀俘獲截面和孔隙度計算地層的含水飽和度Sw，其依據(jù)的公式為：

Sw=（∑-∑ma(1-Φ-Vsh)-∑hΦ-∑shVsh）/Φ(∑w-∑h)

式中,∑ma為骨架的宏觀俘獲截面常數(shù)；

∑h為烴的宏觀俘獲截面常數(shù)；

∑sh為泥質(zhì)的宏觀俘獲截面常數(shù)；

∑w為地層水的宏觀俘獲截面常數(shù)；

Vsh為泥質(zhì)體積含量。

5.一種隨鉆可控源中子測井儀器，包括鉆鋌，其特征在于，沿所述鉆鋌的軸向上間隔成型有多個徑向設(shè)置的U型槽，所述測井儀器密封設(shè)置于所述U型槽內(nèi)，其包括：

脈沖中子源，包括氘氚反應中子管，其以脈沖方式向所測地層發(fā)射高能中子；

探測單元，包括長源距探測器和短源距探測器，用于接收由地層散射至井眼中的熱中子；

信號處理及數(shù)據(jù)分析單元，用于對所述探測單元所接收的地層熱中子進行計數(shù)與數(shù)據(jù)處理，獲得所測地層的孔隙度φ和含水飽和度Sw；

電源模塊，用于為上述各單元提供電源。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的隨鉆可控源中子測井儀器，其特征在于，

所述的信號處理及數(shù)據(jù)分析單元內(nèi)運行有：

主放與脈沖幅度分析模塊，接收所述探測單元的前放輸出信號，用于對前放輸出信號進行放大和脈沖幅度分析。

信號處理模塊，接收所述主放與脈沖幅度分析模塊的輸出信號，并實現(xiàn)信號的累加處理；

數(shù)據(jù)處理器，接收所述信號處理模塊的累加信號，并對所接收的累加信號進行數(shù)據(jù)處理，測得地層的孔隙度φ和含水飽和度Sw；

數(shù)據(jù)傳輸模塊，分別與所述數(shù)據(jù)處理器和上位機連接，用于將所測參數(shù)傳輸至上位機。

7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的隨鉆可控源中子測井儀器，其特征在于，

所述的長源距探測器和短源距探測器均為³He熱中子探測器。