[發(fā)明專利]一種基于D-D可控中子源的密度測量方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201910271364.6 | 申請日： | 2019-04-04 |
| 公開（公告）號： | CN109915127B | 公開（公告）日： | 2022-11-29 |
| 發(fā)明（設計）人： | 張麗;于華偉;渠敬凱;劉宛晴 | 申請（專利權(quán)）人： | 山東科技大學 |
| 主分類號： | G01V5/10 | 分類號： | G01V5/10;E21B49/00;E21B47/00 |
| 代理公司： | 青島高曉專利事務所(普通合伙) 37104 | 代理人： | 于正河 |
| 地址： | 266000 山東*** | 國省代碼： | 山東;37 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 基于 可控 中子源 密度 測量方法 | ||
本發(fā)明屬于石油及天然氣勘探技術(shù)領域，涉及一種基于D?D可控中子源的密度測量方法，采用可控中子源和多探測器系統(tǒng)，利用脈沖和測量時序設計，記錄不同位置處的伽馬能譜和熱中子能譜，研究不同地層條件下的近遠俘獲伽馬計數(shù)比、近遠熱中子計數(shù)比與地層密度的關系；再通過現(xiàn)有譜解析和數(shù)據(jù)處理方法，從理論上確立地層密度的計算模型，將得到的密度計算值和參考值對比，其精度滿足測量要求；利用脈沖中子源和多探測器組合實現(xiàn)地層密度測量，建立一套完整的D?D可控源密度測量方法，對研制新一代脈沖中子—伽馬密度測井儀并有效消除儀器中氚元素對人體和環(huán)境的危害具有重要意義，為非常規(guī)地層的安全勘探提供保障。
技術(shù)領域：
本發(fā)明屬于石油及天然氣勘探技術(shù)領域，涉及一種基于D-D可控中子源的密度測量方法，利用D-D可控中子源計算地層密度進行測井。
背景技術(shù)：
近年來，可控中子源替代傳統(tǒng)的化學放射源進行密度測井成為核測井發(fā)展的必然趨勢。目前，可控源密度測井應用較多的是D-T可控中子源，并且針對D-T源密度測井，國內(nèi)外研究者開展各種研究工作，并取得了一定的成果。
最近國內(nèi)外出現(xiàn)的可控源密度測量的方法中，大多采用14Mev的D-T中子源，其測量原理是利用非彈伽馬計數(shù)比計算地層密度，在CN 102518431 A中采用D-T中子源，用俘獲伽馬計數(shù)比校正地層含氫量的影響；由于D-T中子源具有壽命短(國內(nèi)產(chǎn)品大約幾十到300小時)、成本高、使用放射性氚靶存在潛在危險等缺陷。與D-T源相比，D-D中子源壽命長(超過1000小時)、成本低，而且由于不使用放射性氚氣，安全性更高等優(yōu)點。但是現(xiàn)有的D-D測地層密度的方法中，在CN 103513287 A中采用的是直流電方式進行密度測量；文獻“D-D次生源計數(shù)對密度測量的影響”中只是從次生伽馬計數(shù)的角度定性分析D-D可控源測量地層密度的可行性，文獻“地層因素影響D-D次生γ源空間分布規(guī)律模擬研究與分析”中只是分析地層因素對D-D次生γ源的影響，并沒有提出一整套的地層密度計算方案。因此，進行D-D可控中子源密度測量方法的模擬研究，建立一套完整的D-D可控源密度測量方法，對研制新一代脈沖中子—伽馬密度測井儀并有效消除儀器中氚元素對人體和環(huán)境的危害具有重要意義，為頁巖氣等非常規(guī)地層的安全勘探提供保障。
發(fā)明內(nèi)容：
本發(fā)明的目的在于解決傳統(tǒng)密度測井的缺點，克服D-T可控中子源壽命短、成本高、使用放射性氚靶存在潛在危險等缺陷，設計一種基于D-D可控中子源采用脈沖時序設計測量地層密度的方法。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明基于D-D可控中子源進行密度測量的具體過程為：
(1)采用可控中子源和多探測器系統(tǒng)，利用脈沖和測量時序設計，記錄不同位置處的伽馬能譜和熱中子能譜，研究不同地層條件下的近遠俘獲伽馬計數(shù)比、近遠熱中子計數(shù)比與地層密度的關系；
(2)通過現(xiàn)有譜解析和數(shù)據(jù)處理方法，從理論上確立地層密度的計算模型，將得到的密度計算值和參考值對比，其精度滿足測量要求。
本發(fā)明所述可控中子源為產(chǎn)額為2×107n/s，脈沖寬度為40μs的D-D脈沖中子源。
本發(fā)明所述多探測器系統(tǒng)由近熱中子探測器、近伽馬探測器、遠熱中子探測器和遠伽馬探測器組成，其中近熱中子探測器到可控中子源的距離為25-35cm，近伽馬探測器到可控中子源的距離為35-45cm，遠熱中子探測器到可控中子源的距離為45-55cm，遠伽馬探測器到可控中子源的距離為55-65cm；近伽馬探測器長度為5cm，遠伽馬探測器長度為10cm，近熱中子探測器長度為5cm，遠熱中子探測器長度為10cm。
本發(fā)明所述可控中子源與近熱中子探測器之間設有碳化硼材料制成的屏蔽體。
本發(fā)明所述近熱中子探測器和遠熱中子探測器類型均為He-3，近伽馬探測器和遠伽馬探測器類型均為NaI。
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