利用脉冲中子伽马能谱判断岩性及影响因素的蒙特卡罗模拟

RPM(储层特性监测仪)能够在不同的时间内获取非弹性散射伽马能谱和热中子俘获伽马能谱,对谱数据进行处理获取C/O和地层的宏观吸收截面的同时,也可以利用得到的Si/O和Ca/O以及Si/Fe和Ca/Fe的交会图来判断岩性.通过蒙特卡罗方法模拟在套管井各种地层条件下的非弹和俘获能谱,研究利用交会图判断岩性,并给出饱和度、孔隙度、矿化度、井眼套管、持率、泥质含量等影响因素下的交会图,为利用RPM测井资料获取地层岩性信息及其影响因素提供了理论指导.     

复杂管柱条件下C/O能谱测井解释方法

为了减少海上油田管柱复杂结构组成以及井内不同流体体积导致C/O能谱测量值的差异对脉冲中子法确定油田剩余油饱和度的影响,利用蒙特卡罗方法建立不同管柱、孔隙度和地层流体等条件下计算模型,模拟不同管柱条件下非弹性散射伽马能谱,研究C/O能谱值随孔隙度、流体饱和度变化的响应规律,得到不同管柱条件下剩余油饱和度解释模型,对2口不同管柱井资料处理,取得了较好效果,研究结果可为海上油田剩余油饱和度动态监测提供技术支持。     

钆示踪中子伽马能谱测井方法的蒙特卡罗模拟

利用蒙特卡罗方法分别模拟砂岩和石灰岩地层渗钆前后的热中子计数及俘获伽马能谱，研究利用渗钆前后的热中子计数率比R及俘获伽马能谱的计数比n(Gd)/n(H)确定饱和度的方法，确定R及n(Gd)/n(H)与孔隙度Φ、渗钆浓度、饱和度和岩性等影响因素的关系。     

碳酸盐岩储层饱和度定量计算

碳酸盐岩储层由于其孔隙度低、非均质性强等原因,使得饱和度定量计算存在许多困难,其中一个主要原因是泥浆侵入的问题.本工作以泥浆侵入的理论研究为基础,提出了建立饱和度方程的新方法.该方法在大港油田千米桥潜山10多口井中应用取得了较好的地质效果.     

一种利用中子瞬发伽马能谱确定含油饱和度方法及数值模拟

剩余油饱和度的定量解释对于提高油气产能及指导油田后期开发具有重要意义。脉冲中子饱和度测井通过记录地层中C、O原子核与高能中子作用产生的特征伽马射线来确定剩余油饱和度。骨架矿物组成和粘土矿物类型等因素的变化会使剩余油饱和度解释结果存在误差。为确定岩性对非弹能谱中碳窗和氧窗伽马计数比（C/O）、俘获能谱中硅窗和钙窗伽马计数比（Si/Ca）的影响,采用蒙特卡罗方法（MCNP）模拟不同岩性、孔隙度和饱和度地层条件下的伽马能谱。模拟结果显示：传统碳氧比解释模型进行碳氧比差值计算时未考虑岩性影响,是造成剩余油饱和度解释存在误差的主要原因。通过在碳氧比差值计算时引入岩性校正因子,提出一种改进的碳氧比解释模型,提高饱和度解释精度。模拟算例和实测结果表明,该改进碳氧比解释模型满足砂岩地层饱和度解释精度要求的同时,在混合岩性地层计算饱和度误差小于10%。     

蒙特卡罗方法在脉冲中子测井中的应用

利用蒙特卡罗中子-粒子输运程序(MCNP)分别模拟了不同脉冲宽度的脉冲中子源产生的中子与地层作用过程中,各种能量的中子和热中子的时间谱;利用不同孔隙度、矿化度、含水饱和度等条件下的热中子时间谱,分析得出储层的宏观俘获截面和孔隙度、矿化度以及饱和度的线性关系,为PNN(脉冲中子-中子)测井方法的理论研究提供了依据.     

直接确定地层有机碳含量测井方法的数值模拟

非常规资源逐渐成为我国油气勘探的重要领域,其"源储一体"的特性使得对源岩特别是有机碳含量的连续定量评价成为关键。传统测井评价方法均是基于测井资料的间接评价,受多种因素影响,计算结果有一定的不确定性。本文利用快中子与地层元素原子核发生反应产生的非弹性散射伽马能谱和俘获伽马能谱,通过谱分析技术获取地层元素含量,根据与无机碳相关的钙、镁等元素含量确定无机碳含量,从总碳含量中扣除无机碳含量可直接提供高精度的有机碳含量信息。借助于蒙特卡罗数值模拟方法,建立了6种四川盆地龙马溪组和筇竹寺组页岩地层模型,模拟不同地层条件下的混合伽马能谱,并利用模拟元素的标准伽马能谱对模拟能谱进行谱解析。模拟结果表明,本文的方法可直接提供高精度的有机碳含量,有机碳含量大于2%时,其计算值相对误差小于6%。     

自然伽马能谱测井在海相页岩储层评价中的应用研究

为了破解南方海相页岩储层在有机碳含量/泥质含量计算、岩性识别、沉积环境恢复、储层评价等方面的难题,对龙马溪组岩心进行系统采样和测试,对自然伽马能谱测井数据、解释成果等进行深入的分析和研究。通过对龙马溪组岩心的标定,建立页岩铀和有机碳含量的关系,经过验证有机碳含量计算值与实测值基本吻合;利用相对值法,对海相页岩泥质含量进行提取,提高泥质含量计算的准确性;采用钍、铀、钾比值和交会图开展黏土矿物类型划分、岩性识别和沉积环境辨识,龙马溪组地层岩性以泥页岩、粉砂岩为主,黏土矿物以伊蒙混层为主,含伊利石;黑色页岩为海相强还原环境的沉积产物,水动力条件较弱,以低能为主;测井上铀含量高、钍和钾含量低,指示可能为高放射性、裂缝发育的储层;自然伽马能谱测井对页岩储层的划分和评价具有较好的指示性,可为页岩储层评价和沉积环境恢复提供依据。     

蒙特卡罗方法在脉冲中子测井中的应用

利用蒙特卡罗中子-粒子输运程序(MCNP)分别模拟了不同脉冲宽度的脉冲中子源产生的中子与地层作用过程中，各种能量的中子和热中子的时间谱；利用不同孔隙度、矿化度、含水饱和度等条件下的热中子时间谱，分析得出储层的宏观俘获截面和孔隙度、矿化度以及饱和度的线性关系，为PNN(脉冲中子-中子)测井方法的理论研究提供了依据。     

脉冲中子全能谱测井数据处理方法及影响因素的模拟研究

C/O能谱测井是确定含油饱和度的主要测井方法,模拟水平井条件下的非弹性散射伽马能谱,研究C/O值与含水饱和度、孔隙度及泥浆侵入深度的关系。而探测器的类型、尺寸、探测效率、能量分辨率、稳谱、能谱的处理方法以及中子对探测器晶体的作用都会对测井结果产生影响。利用蒙特卡罗方法模拟源距分别为30cm和58cm处,且井眼和地层流体分别为油和水砂岩地层的中子能量分布,通过研究中子对NaI、BGO、GSO和LSO四种探测器的作用及响应关系得到：中子对探测器的作用将使地层流体分辨能力降低。模拟改变NaI和BGO晶体探测器的直径和长度时的探测器响应能谱,采用不同的能窗处理方法对地层流体的分辨能力不同,选取光电峰和第一、第二逃逸峰对应的能量窗时BGO晶体探测器测量的C/O差值要比NaI晶体探测器的大,但受尺寸的影响不大;但采用光电峰对应的能量窗时,BGO晶体探测器测量的C/O差值要比NaI大得多,且随着尺寸的增加差值也增加。能量道的飘移对C/O值影响较大,而能量分辨率对差值影响相对较小     

Research on Interpretation Method of C/O Energy Spectrum Logging Under the Condition of Complex String

Pulse neutron logging plays an important role in monitoring residual oil in the oil field development. The composition and structure of strings are complex in the offshore oil field, and then the C/O value is different owing to the difference fluid volume in the well, so there are influence on determining residual oil saturation. The model of different pipe string, porosity and formation fluid, etc., was established byusing Monte Carlo method,then the inelastic scattering gamma ray spectra under the condition of different string were simulated, and the responses of the C/O values to the porosity and fluid saturation were studied. At last, we obtained the residual oil saturation interpretation model under different pipe string, and the results were credible by processing data of two wells. The result provides technical support for monitoring remaining oil saturation in offshore oil field.     

可控中子源密度测井仪的密度响应特性与算法研究

在可控中子源密度测井中,脉冲中子源的中子产额存在波动,采用探测器绝对计数的密度算法受地层环境、测量条件的影响较大,因此会导致密度算法的精度较差。为提高密度测量的稳定性和精确性,本文针对可控中子源一体化测井仪的研发需要,建立了适合所研发仪器的密度算法：首先,结合蒙特卡罗数值模拟软件MCNP对新型一体化测井仪及地层进行了建模;然后,利用所建模型,模拟了在不同岩性、孔隙度条件下可控中子源发射的快中子与地层物质的相互作用过程,并通过记录γ探测器的近、远非弹性散射γ计数和俘获γ计数,中子探测器的近热中子及近超热中子计数信息,获得了一体化测井仪探测器计数与地层密度之间的响应关系,并对影响密度算法的主要因素进行了分析;最后,在密度响应特性分析的基础上,提出了使用近超热中子与近热中子计数比、近远非弹γ计数比来提高稳定性和精确性的可控中子源密度测井新算法。采用新密度算法对所建模型进行计算,结果表明,砂岩、灰岩、白云岩3种岩性下计算的密度与真密度非常接近,其相对误差小于6%。与哈里伯顿和斯伦贝谢算法的计算结果相比,本文方法显示了更好的效果：公式参数少、没有探测器的绝对计数、精确度高。     

Improved formation density measurement using controllable D-D neutron source and its lithological correction for porosity prediction

Controllable D-D neutron sources have a long service life,low cost,and non-radioactivity.There are favorable prospects for its application in geophysical well logging,since traditional chemical radioactive sources used for well logging pose potential threats to the safety of the human body and environment.This paper presents an improved method to measure formation density that employs a D-D neutron source.In addition,the lithological effect on the measured density was removed to better estimate ...     

中国同位素中子源测井技术与应用进展

同位素中子源测井技术是以同位素中子源产生的中子与井眼和地层物质元素原子核发生作用,通过探测中子或伽马射线,从而进行孔隙度、含油饱和度和元素含量等地质和工程参数确定的测井技术。本文概述了同位素中子源测井技术,回顾了我国同位素中子源测井技术的发展历程、技术现状及应用,并展望了同位素中子源测井技术的发展前景。     

我国脉冲中子测井技术发展综述

脉冲中子测井是以脉冲中子源产生快中子,与井眼和地层物质元素原子核发生作用,通过记录γ射线或热中子,从而进行含油饱和度、孔隙度及水流量等地质和工程参数确定的测井技术。概述了国外几种饱和度测井和氧活化水流测井技术及国内对仪器的引进和应用情况,总结了国内中子寿命和碳氧比能谱测井仪的研发历程,并对我国脉冲中子测井技术的发展前景和突破口进行了阐述。     

可控中子及X射线源测井技术发展现状及趋势

随着核仪器技术的进步以及安全健康的工业发展需求,具有人工可控性的中子源及X射线源逐步在测井领域得到推广应用,为油气等矿产资源的勘探开发提供了关键技术手段。可控中子及X射线源测井技术是以中子发生器或X射线管产生的中子或X射线与地层物质作用,通过探测中子、伽马或X射线从而进行地层孔隙度、密度、油气饱和度和元素含量的测井技术。本文概述了可控中子及X射线源测井技术,回顾了其发展历程;介绍了可控中子及X射线测井技术在数值模拟、仪器研制及数据处理方法方面的研究现状及应用,并展望了可控中子及X射线源测井技术的发展前景,认为未来可控中子及X射线源测井技术可从以下三个方面开展研究：分析不同射线在能量、时间及空间的分布规律,开展探测理论基础研究;联合不同学科优势,开展多类型多模式的新型仪器研制;增强谱数据校正及解析方法研究,开展谱信息综合分析及应用。     

CENDL库中Fe、W评价数据的改进对屏蔽积分实验计算结果的影响

利用中国原子能科学研究院核数据重点实验室中子积分实验装置,分别完成了氘氚中子与不同尺寸Fe、W样品作用的泄漏中子飞行时间谱实验测量。利用MCNP 4C程序开展了泄漏中子飞行时间谱的模拟计算,Fe和W的评价数据分别采用CENDL 32库及CENDL 31库的数据,并将两数据库模拟结果与实验结果进行对比分析,重点分析了CENDL 32库中Fe和W的数据的改进与不足。结果表明：对Fe中子评价数据,CENDL 32库在弹性散射能区、连续能级非弹性散射能区及分立能级非弹性散射能区,模拟结果均与实验结果符合较好,较CENDL 31库有明显改善;对W中子评价数据,CENDL 32库在非弹性散射能区的模拟结果与实验结果符合较好,较CENDL 31库有明显改善,但在弹性散射能区模拟结果高于实验结果,在(n,2n)反应能区模拟结果低于实验结果。CENDL 32库关于天然W的中子评价数据有待进一步改善。