随钻可控源中子测井仪器研究

斯伦贝谢公司的随钻可控源测井仪器已投入商业化应用,为缩短国内外差距,中国石油集团测井有限公司研制了适用于随钻测井的可控源中子孔隙度仪器,并在油田进行了随钻测井。通过国内外发展现状对比,介绍了随钻可控源脉冲中子测井仪器研究思路。利用可控源向地层发射中子,尽可能多地采集有关的地层信息,将理论模拟、试验验证及实际应用相结合,指导仪器探测器、探测器位置、中子发生器及中子管等的设计。研究将孔隙度及地层宏观俘获截面两种参数的测量集成在一根钻铤上,实现一次下井完成两种参数测量,识别含气层、含水饱和度等,可以节省测井时间和成本。     

小直径中子孔隙度测井仪探头参数设计

在小井眼条件下进行地层参数测量,测井仪器外径小,其测井响应与常规测井仪器存在差别。为在小井眼条件下兼容使用常规仪器校正图版,需要对小直径仪器结构参数进行优化设计。以中子孔隙度测井仪为例,利用蒙特卡罗模拟方法研究源距相同、外径不同仪器的测井响应,以及屏蔽体、仪器外壳、源距等参数对小直径中子孔隙度测井仪计数比值的影响,可以得到:屏蔽体和仪器外壳对中子孔隙度测井响应影响较小,而源距对热中子计数率和比值影响较大。通过适当调整近、远探测器源距,能够实现与常规中子孔隙度测井仪具有一致的测井响应,且受井眼尺寸、岩性等条件的影响近似相同。研究结果实现了不同类型中子孔隙度测井仪器数据处理的兼容,为小井眼钻井条件下的地层参数测量提供技术支持。     

随钻D-D源中子孔隙度测井数值模拟

随着中子发生器技术的进步,射频源中子发生器可将中子产额提高10倍,增大了使用氘氘(D-D)中子发生器进行动态测井的可能性。基于蒙特卡罗方法开展随钻D-D源中子孔隙度测井研究。研究结果表明：随钻D-D源中子孔隙度测井的孔隙度灵敏度明显高于氘氚(D-T)源中子孔隙度测井,与提高灵敏度后的D-T源中子孔隙度测井相近;径向探测深度主要受源距和地层减速性质的影响,受源能量的影响较小,纵向分辨率主要与源距有关;基于射频源D-D中子发生器的随钻中子孔隙度测井的测速约为Am-Be源中子孔隙度测井的三分之一,可通过缩短源距,增大探测器尺寸与气压,提高探测器计数率,实现随钻D-D源中子孔隙度测井。     

阵列中子孔隙度测井仪研究

采用可控脉冲中子源(脉冲中子发生器)代替传统化学源,实现了测井过程零放射性污染;采用多组超热中子及热中子探测器。结合岩性校正、仪器与井壁间隙校正、套后井套管水泥环校正以及放射源强度校正等孔隙度校正算法,实现套前、套后模式高精度测井。从阵列中子孔隙度测井仪现场试验井中选取了1口有代表性的测井资料,通过分析重复性、一致性和纵向分辨率证实阵列中子孔隙度测井曲线能准确地反映地层孔隙度。     

多功能脉冲中子测井仪实现高质量套管井储层监测

<正>2017年,一种新的多功能脉冲中子测井仪——Pulsae问世,首次实现了与裸眼井测井质量相当的套管井地层评价和储层饱和度监测。该仪器包括脉冲中子发生器、中子监测器、长源距深探测器、远近探测器等。高输出脉冲中子发生器和多个探测器,大大提高了数据采集精度、测量分辨率和测井速度;远、近探测器及长源距深探测器配置了耐高温的光电倍增管和集成的低噪声电源。新一代仪器外径     

用于孔隙度测井的中子发生器产额影响研究

中子发生器是可控中子源测井仪的核心部件之一,其输出中子产额的稳定性对可控中子源测井仪的性能有重要影响。相比于常用的镅铍同位素中子源,中子发生器的中子产额稳定性较差。影响中子发生器中子产额的因素包括中子管累计工作时间、环境温度、供电参数等。数据分析表明：累计工作时间增加、环境温度上升是导致中子产额下降的主要影响因素;供电参数中,靶压、阳极电流对中子产额的影响规律可以通过刻度数据拟合出的函数精确表示。总结出一套基于上述影响因素的可控源孔隙度测井仪孔隙度校正方法,现场实验表明该方法可有效提高可控源测井仪孔隙度的精度。     

应用脉冲中子实现热中子孔隙度测量

文章主要介绍一种用脉冲中子发生器测得数据计算等效热中子孔隙度的方法.此方法使用中子减速长度,俘获截面和密度来预测使用化学源的传统热中子仪器测量的计数率.该算法的核心是将脉冲中子发生器测得的中子减速长度转化为便于解释的等同于镅-铍源测得的中子减速长度的形式.     

国外阵列中子测井技术综述

阵列中子测井通过测量长短源距探测器计数率的比值得到地层的孔隙度,对目前物性差、规模小、地理环境恶劣等油气藏精确孔隙度测量起着很重要的作用。斯伦贝谢公司于1991年研制出了可投入实用的加速器型阵列脉冲中子测井仪,能提供一套完整的电缆测井地层评价资料,但是在国内,因为斯伦贝谢公司基于对核心技术的保护,只在外国提供技术服务而不卖仪器,国内尚未研制出类似APS的仪器,只在阵列脉冲中子测井仪器的应用上有部分研究。本文介绍了阵列中子测井的仪器结构和功能,在各测量参数的测量原理和方法的基础上,找出影响阵列中子测井的因素。     

中子测井源距选择数值模拟研究

源距是中子测井仪器的主要参数,它在很大程度上决定测井仪的孔隙度精度、灵敏度、分辨率以及环境因素影响状况.采用数值模拟方法,计算了三维偏心中子测井在不同源距时热中子和超热中子探测器响应,得到孔隙度-比值响应曲线,分析了不同长、短源距组合时孔隙度灵敏度、分辨率以及岩性影响状况.以上数值结果与分析为中子测井源距选择提供了理论依据.     

中子孔隙度测井井眼影响补偿的新方法

中子孔隙度测井受到诸如井眼尺寸、形状及仪器状态等不利影响,为补偿这些影响,仪器采用两个探测器：一个位于离源较远的位置用于测量地层孔隙度,另一个位于离源较近的位置用于测量几何形状变化影响。用长短源距计数率相比来减小受到的几何影响,但这还不够,还必须对井眼尺寸、形状及仪器状态等进行校正。通过修改长短源距计数比率,确定长源距探测井计数率函数,使两个探测器在仪器附近有近似的径向响应,提高对几何改变的补偿。