[發(fā)明專利]基于可控中子源的雙LaBr3探測(cè)器元素能譜測(cè)井儀及測(cè)井方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310545336.1
• 申請(qǐng)日: 2013-11-06
• 公開（公告）號(hào): CN103696765A
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張鋒;劉軍濤;王新光;韓飛;元哲瓏;于華偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)石油大學(xué)（華東）
• 主分類號(hào): E21B49/00
• 分類號(hào): E21B49/00;G01V5/10
• 代理公司: 濟(jì)南舜源專利事務(wù)所有限公司 37205
• 代理人: 王連君

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及石油及天然氣勘探領(lǐng)域，尤其涉及一種利用D-T可控中子源及雙LaBr₃探測(cè)器的元素能譜測(cè)井儀及測(cè)井方法。

背景技術(shù)

隨著油氣田勘探開發(fā)的不斷深入，非常規(guī)儲(chǔ)集層如火成巖、變質(zhì)巖以及頁(yè)巖氣等領(lǐng)域的研究與評(píng)價(jià)越來(lái)越受到重視，而復(fù)雜儲(chǔ)層的巖性識(shí)別是石油測(cè)井解釋中的難題之一，元素俘獲能譜測(cè)井通過記錄俘獲伽馬能譜得到元素含量，根據(jù)元素含量和礦物含量轉(zhuǎn)化關(guān)系得到標(biāo)準(zhǔn)礦物，從而用于復(fù)雜巖性識(shí)別和劃分，在復(fù)雜巖性及頁(yè)巖氣等非常規(guī)儲(chǔ)層評(píng)價(jià)中起到了重要作用。

目前能夠進(jìn)行元素含量確定測(cè)井方法主要有斯倫貝謝公司的ECS（Elemental?Capture?Spectroscopy）、哈里伯頓公司的GEM（Geochemical?logging）及貝克休斯公司的FLS（Formation?Lithology?Spectrometer）。ECS儀器由16-Ci的²⁴¹Am-Be中子源和1個(gè)BGO晶體探測(cè)器組成，只利用俘獲伽馬能譜確定元素含量，可以測(cè)量Si、Ca、Fe、S、Ti、Gd等元素的含量；GEM儀器采用²⁴¹Am-Be同位素中子源和1個(gè)BGO晶體探測(cè)器，采用優(yōu)化的中子和伽馬射線屏蔽來(lái)提高信噪比，測(cè)井過程中能夠?qū)崟r(shí)輸出元素含量進(jìn)行地層巖性評(píng)價(jià)；FLS使用高頻率的D-T脈沖中子發(fā)生器和1個(gè)BGO晶體閃爍探測(cè)器組成，記錄俘獲伽馬能譜，通過譜分析得到元素產(chǎn)額，包括Ca、Si、Mg、C、S、Al、Fe、Ti、Gd、Mn等。

現(xiàn)有的元素能譜測(cè)井儀器主要采用Am-Be中子源，易造成人身和環(huán)境放射性損害；由于Am-Be中子源發(fā)射中子平均能量低，非彈伽馬能譜不明顯，不能準(zhǔn)確定C、Mg等元素含量，無(wú)法進(jìn)行有機(jī)碳含量確定及白云巖識(shí)別。FLS雖然采用脈沖中子源，但仍采用BGO單探測(cè)器，不能進(jìn)行孔隙度等參數(shù)的確定；采用的BGO探測(cè)器的伽馬射線能量分辨率偏低，伽馬射線干擾嚴(yán)重。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的任務(wù)在于解決現(xiàn)有技術(shù)中元素能譜測(cè)井方式存在的技術(shù)缺陷，提供一種基于可控中子源的雙LaBr₃探測(cè)器元素能譜測(cè)井儀，以及一種基于可控中子源的雙LaBr₃探測(cè)器元素能譜測(cè)井儀的測(cè)井方法。

其技術(shù)解決方案是：

一種基于可控中子源的雙LaBr₃探測(cè)器元素能譜測(cè)井儀，包括筒狀殼體，在筒狀殼體內(nèi)從上到下設(shè)置有一號(hào)LaBr₃探測(cè)器、二號(hào)LaBr₃探測(cè)器、可控中子源、中子加速部與中子探測(cè)器；在一號(hào)LaBr₃探測(cè)器的頂部連接有一號(hào)LaBr₃探測(cè)器光電倍增管，在二號(hào)LaBr₃探測(cè)器的頂部與一號(hào)LaBr₃探測(cè)器的底部之間設(shè)置有鉻片，上述一號(hào)LaBr₃探測(cè)器光電倍增管、一號(hào)LaBr₃探測(cè)器、鉻片與二號(hào)LaBr₃探測(cè)器設(shè)置在一個(gè)位于筒狀殼體中的硼套體內(nèi)；在可控中子源與硼套體之間設(shè)置有屏蔽體，可控中子源通過中子加速部連接中子探測(cè)器。

上述的可控中子源為產(chǎn)額為2×10⁸/秒的D-T脈沖中子源。

上述各LaBr₃探測(cè)器為相對(duì)¹³⁷Cs釋放射線分辨率為3%、晶體密度為5.5g/cm³、衰減時(shí)間16ns的閃爍晶體探測(cè)器；各LaBr₃探測(cè)器記錄中子源發(fā)射中子與地層元素原子核作用所產(chǎn)生的非彈性散射及俘獲伽馬射線，記錄伽馬射線能量為0.6-10.2MeV；一號(hào)LaBr₃探測(cè)器的直徑為40-60mm，長(zhǎng)度為90-120mm，一號(hào)LaBr₃探測(cè)器到脈沖中子源的距離50-60cm；二號(hào)LaBr₃探測(cè)器的直徑為40-60mm，長(zhǎng)度為30-50mm，二號(hào)LaBr₃探測(cè)器到脈沖中子源的距離為25-30cm。

上述各LaBr₃探測(cè)器采集的硼俘獲伽馬能譜能量范圍為0.1MeV-0.6MeV，分為256道。

一種如權(quán)利要求1所述的基于可控中子源的雙LaBr₃探測(cè)器元素能譜測(cè)井儀的測(cè)井方法，包括以下步驟：