[發明專利]一種基于鈾裂變瞬發中子測井數據泥漿密度修正方法

有效

• 申請號: 202010718036.9
• 申請日: 2020-07-23
• 公開（公告）號: CN111859675B
• 公開（公告）日: 2022-09-13
• 發明（設計）人: 劉志鋒;湯彬;何月順;王海濤;王仁波;黃凡;張麗嬌;張焱;羅建彪;宋非
• 申請（專利權）人: 東華理工大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;E21B49/00
• 代理公司: 西安研創天下知識產權代理事務所(普通合伙) 61239
• 代理人: 郭璐

本發明一種基于鈾裂變瞬發中子測井數據泥漿密度修正方法，通過蒙特卡洛(MCNP)模擬建立數值測井模型，根據瞬發裂變中子鈾礦測井熱中子及超熱中子密度隨地層環境的變化關系，對影響測井中子時間譜的相關因素進行了研究，探討同一井徑下不同泥漿密度對瞬發裂變中子鈾礦測井中E/T(超熱中子與熱中子的比值)的影響，通過MCNP的模擬數據擬合方法給出了受地層環境影響的校正函數，可有效減少不同泥漿密度對鈾含量測量的影響。

技術領域

本發明屬于鈾礦勘探技術領域，具體涉及一種基于鈾裂變瞬發中子測井數據泥漿密度修正方法。

背景技術

在鈾礦勘探領域，我國一直采用自然γ測井進行鈾礦定量，因鈾元素并非γ核素，而是其衰變子體，這種方法屬于“間接測鈾”技術，須經巖心取樣與化學分析求取鈾與子體(特別是鐳及子體)的放射性平衡系數，以及釷系伽馬核素的γ射線份額，以此來修正這些因素造成的定量偏差；因此具有鉆探效率低、測量成本高、鈾定量時間長等缺點。鈾裂變瞬發中子測井方法是以脈沖中子與地層的相互作用為物理基礎的核測井方法，它是一種快速的直接測鈾方法，可現場定量地層巖石中鈾含量，是解決上述鈾礦勘探實際問題的重要手段。但是中子在地層中的運動會受到鉆孔環境的影響，尤其是水層(泥漿)的影響較大。針對我國可地浸砂巖型鈾礦環境特點，需要對中子分布有影響的地層因素進行環境修正，本發明是一種對鉆孔中泥漿密度對中子數據影響的修正方法。

發明內容

針對上述存在的技術問題，本發明通過蒙特卡洛(MCNP)模擬建立數值測井模型，根據鈾裂變瞬發中子測井熱中子及超熱中子衰減時間譜隨地層環境的變化關系，對影響測井中子時間譜的相關因素進行了研究，探討同一井徑下不同泥漿密度對鈾裂變瞬發中子測井中E/T(超熱中子與熱中子的比值)的影響，通過MCNP的模擬數據擬合方法給出了受地層環境影響的修正函數，可有效減少不同泥漿密度對鈾含量測量的影響。

本發明采用的技術方案：

一種基于鈾裂變瞬發中子測井數據泥漿密度修正方法，在瞬發裂變中子測井中，采用14MeV的脈沖中子源向鉆孔周圍的地層巖石發射脈沖快中子，該脈沖快中子被地層巖石與鉆孔介質相繼慢化為超熱中子與熱中子，熱中子誘發鈾裂變并放射出鈾裂變瞬發中子，瞬發中子又相繼慢化成超熱中子與熱中子，如此反復，將形成與鈾裂變密切相關的超熱中子隨時間的特有變化規律，利用超熱中子探測器記錄慢化而來的超熱中子及熱中子數，得到鈾礦含量信息，在超熱中子探測器測量時間t范圍超熱中子密度的時間分布N_ep(t)為：

N_ep(t)dt＝n_th(t)·k·p_vdt 公式一

其中，系數α，A分別為²³⁵U的豐度及原子量；N_A為阿伏加德羅常數；σ_f為熱中子和²³⁵U發生裂變的微觀截面，v為裂變產生的中子平均產額，p_v為鈾的體積百分含量；

當14MeV的脈沖中子源發射脈沖快中子Δt時間后單位厚度超熱中子總計數可以表示為：

其中，N_th(Δ_t)為t₁到t₂時間內的熱中子總計數；

由上式可得出地層鈾含量p_v為：

上式中14MeV的脈沖中子源發射脈沖快中子一段時間后超熱中子、熱中子的衰減量比值E/T與地層鈾含量呈現一定的正比關系；系數k′受到孔隙內泥漿密度影響，則需要對其進行校正，其校正過程如下：

步驟S1：以鈾裂變瞬發中子測井儀探管為參考，利用MCNP技術模擬建立探管數值模型和鈾礦標準井筒模型；