符合计数式碳氧比测井仪概念设计

要识别套管井中低矿化度地层环境中的油和水，常常首选脉冲中子碳／氧比（C/O）测量。然而，由于井中有生产油管要求C／O测井仪的直径不超过几英寸。现代（C／O测井仪即使装备了致密晶体，也常常会遇到低信-噪比和谱分辨率差的难题。 一种使用共轴探测器和符合计数方法的新型C／O测井仪器正处于研究之中。仪器的探测器部分是由一个井状闪烁探测器和一个柱状探测器组成，柱状探测器是安装在井状探测器的内部。符合计数方法依赖于由电子对产生相互作用所放射出的湮没光子来记录井状探测器和柱状探测器之间的符合计数。这种方法在C／O测量中效果极好。在C／O测量中产生和测量碳和氧的高能非弹性伽马射线，电子对的产生是主要的相互作用，它可产生大约2MeV或高于2MeV的光子。实验室实验表明：与使用单晶探测器的传统C／O测井仪器相比，新的仪器设计明显地提高了测量精度。 在实验室测试了利用锗酸铋探测器（BGO）和碘化钠（NaI）探测器的两个概念设计。目前正在研究一种对角求和的方法来分析符合数据。一直使用蒙特卡罗模拟优化仪器设计。模拟的数据与实验数据一致性好。     

用于多井储层评价的改进型储层饱和度仪（RSTPro）

脉冲中子能谱仪（PNS）在谱处理技术方面的最新进展提高了碳氧化（C／O）值的准确性和精度，在较大的孔隙度和有气体存在的地层条件下，改进的基本谱与全谱刻度相结合提高了仪器间的准确性和精度。在未知地层水矿化度条件下，应用C／O测井计算含油饱和度比常规测井具有更多的优点。C／O与地层中油和水的体积有着直接的关系，这种关系是以大量的刻度井实验数据建立的数据库为基础的，德克萨斯州的休斯顿环境影响校正机构（EECF）历经几年的时间建立了该数据库。以前的C／O与含油饱和度的关系是依据该数据库应用简单的“最近邻”解释技术，而新方法是以扩展数据库为基础采用多重线性回归（WMIR）技术，WMIR技术利用了数据库中所有的数据点，因此，仪器响应会更平滑，更稳定。WMIR技术用剥谱法与能窗法相结合计算出精确的含油饱和度（S0），经过一个时期的努力，应用环境校正系数α与能穿法C／O值相结合的新技术得到了更加准确的S0，C／O测量精度的提高使仪器监测二次采油和三采中的S0成为可能，从而使油田获得最大的产量和最小的投入。几个大油田的研究验证实了这种新型C／O测井技术的有效性，通过几个C／O仪器测量的S0与岩心的对比，更增加了对此新技术的信心。     

探测深度如何随距变化：C／O测井计算机模型

一些公司已经开发出了使用双源距探测器的C／O仪器，为在套管中应用这种仪器测量储层，有必要清楚两探测器的探测深度。我们使用通用的Monte Carlo计算机代码分析辐射输运的方法，在高孔隙度地层中用大尺寸C／O仪器来模拟探测深度是如何随探测器间距而变化的。计算机模型是由孔隙度35P．U．的砂岩地层构成，砂岩层被分为8个径向厚度都为7．5cm的同心层，外径31/2英寸（8．9cm)的仪器偏心靠在51／2英寸（14cm）的套管中，套管胶结于直径77／8英寸（20cm)的井眼中间。当含油饱和层渐进更换含水饱和层时，计算出不同源距非弹性伽马谱的C／O比值。对于某一源距，随着油层径向厚度的增大，C／O比率增加的趋势可以由一反曲函数进行回归，并得出探测的深度。计算结果显示探测深度与源距间的关系基本上呈线性关系，而C／O仪器中双源距探测器的探测深度之间却有较大不同。     

国产碳氧比能谱测井仪的新进展

程宗华，丁希金，陈志红．国产碳氧比能谱测井仪的新进展．测井技术，１９９８，２２（增刊）：８６～８８近些年以来，国产碳氧比测井仪器取得了长足的进步，仪器测量含油饱和度精度和耐温指标有大幅度提高。简介了ＳＮＰ－１型高精度Ｃ／Ｏ测井仪器，介绍了双探测器Ｃ／Ｏ测井仪器的设计思想。将国产仪器与国外同类先进仪器进行了比较，认为目前国产Ｃ／Ｏ测井仪器性能基本满足各油田的需要，并展望了Ｃ／Ｏ测井方法的前景。     

套管井地层评价测井的效果与完善

大庆油田自研制成NP系列碳氧化(C／O)能谱测井仪以来，已测井391口，在调整开采层系，监测三次采油效果，老井复查中都取得了一定的效果。近来，大庆测井公司研制成功了BGO(锗酸铋)探测器的碳氧比测井仪，可望较大地提高C／O判断地层含油饱和度的精度。     

一种新型的小直径,高性能油藏检测仪器

本文介绍了一种用于油藏检测的新型小直径、高性能脉冲中子能谱仪器。论述了基本测量原理及重要的操作参数。新仪器有多种用途，与较大直径的脉冲中子能谱仪性能比较，主要区别是：新型的２＾１／８ｉｎ仪器是为了能在２＾７／８ｉｎ或更大的油管中进行测井而设计的，它比传统的１１１／１６ｉｎ过油管仪器稍大。这种设计可容纳更大的探测器。因此改进了碳氧化（Ｃ／Ｏ）测量的性能，两个锗酸铋探测器产生具有良好能谱分辨率的高伽马     

采用三探测器并测方法提高碳氧比测量的效率

根据碳氧比能谱测井的基本理论研制了SNP-5型碳氧比能谱测井仪器.与SNP-2型碳氧比能谱测井仪器进行了对比性实验.SNP-5型仪器设计了3个探测器的并列使用,有效解决了计数率效应问题.3个探测器有着相同的源距、相同的权重.在数据采集中通过时间谱求得校正系数.仪器已经调试成功,并在刻度地层进行了测试.测试结果表明,仪器...     

复杂环境中的套管井核测井

本文检验了在复杂条件下采用套管井核测井监测储集层的经验。其复杂状况往往超过了现有仪器的分辨能力。经验中考虑到脉冲核俘获侧井（PNC）和碳／氧（C／O）测量的应用。其条件包括有：几何特征复杂的井筒完井（比如砾石填充）和复杂的地层条件（比如硅藻岩）。我们采用油田数据和蒙特卡罗模拟两种手段，以增强我们对这些测量的理解和提高解释精度。本文讨论了我们在用套管井核测井监测储集层方面取得的成功和仍面临的挑战。     

一种新的确定含水饱和度的过油管测量方法

叙述了一种用来区分低矿化度地层水与油的阳离子／氧离子比离法（CATO），并介绍了一些测井实例。CATO采用的不是碳与氧的比率（C／O），而是扣除氧的非薄性伽马射线后所有伽马射线与氧的非弹性伽马射线的比率。CATO对油的响应与C／O类似，但有几个优点：①用1／^11/16″、NaⅠ晶体脉冲中子衰减非弹性伽马射线组合仪可记录CATO；②岩性变化对CATO确定含水饱和度的影响要比C／O的小；③统计误差减小；④对原油的反映灵敏度增大；⑤测速提高到8－12英寸／分钟。测井实例是砂岩，包括了CATO对低矿化度原生水及未知矿化度的水注水时响应。本文还提供了试采结果和该项技术使用上的局限性。     

确定油气饱和度的现代碳氧比测井技术

碳氧比（C／O）测井技术的最新进展使其在储层监测，尤其是在复杂矿化度环境的储层监测中已能够提供更为定量的测量结果。尽管创新使仪器性能有很大的改进，但不同服务公司的仪器设计和解释方法不同，所提供的流体饱和度剖面仍常常不同。为了评价和比较不同类型脉冲中子能谱（PNS）仪在受控环境下的准确性和精度，在中东一个大的碳酸盐岩油田开展了应用研究。     

碳氧比测井解释的理论模型及应用

对目前的２７２７碳氧比测井仪器，根据元素能窗伽马射线产额，利用胜利油田和大庆油田的刻度井建立了碳氧比测井计数和组成地层的矿物体积之间的关系，提出了新的能窗剥谱解释方法。新的解释软件把套管井资料和裸眼井资料结合起来，利用地层的硅元素，钙元素产额来计算地层的砂岩，灰岩，白云岩矿物体积，利用碳元素，氧元素产额确定地层的含油饱和度，从而对岩性剖面有更深入的了解。     

用多遍测量提高碳氧比测量精度

郭清生，谢进庄．用多遍测量提高碳氧比测量精度．测井技术，１９９８，２２（３）：１７２～１７４为进行碳氧比测井多遍测量，对地面仪器、井下脉冲中子发生器、探测器做了技术改进。阐述了多遍测量的理论基础以及资料处理方法；将多条曲线合并成单条曲线，以提高碳氧比测井的精度。     

一种新的小直径高性能油藏监测仪

这篇论文讨论了一种新的小直径高性能脉冲中子能谱仪,这种仪器最近已经在油藏监测中得到应用。本文介绍了该仪器的基本测量原理,并给出了一些重要的使用参数。应用委内瑞拉西部和德克萨斯州南部的实例说明了这种新设备的各种应用,并在性能方面将其和一种大直径的脉冲中子能谱仪作了比较。这种新的直径为2－1／8″仪器是为过2－7／8″或更大的油管测井而设计的,它比传统的1－11／16″过油管测井仪略大些。这种设计可以适应较大的探测器,从而提高了C／O的测井性能,两亿铋锗探测器产生高伽马射线计数率,具有良好的能谱分辨率。为了优化C／O测量,仪器采用了一种交错式的操作模式,即20ms的10KHz中子脉冲测量和5ms的本底测量交错进行,这种仪器共记录256道能谱,每个探测器可记录：．中子发射时的测量信号（用于分析非弹性能谱）．脉冲交互期间的测量信号（用于分析俘获能谱)．本底测量信号（用于分析活化和本底能谱）。仪器同时还提供一个中子俘获截面（∑）测量值。从实验室测量得到用于饱和度和岩性分析的C／O和Ca/Si的响应特征,以常用的扇形图形式表示出来。在第二种操作模式下,仪器对∑测量进行了优化,并提供了定量确定岩性所需的高质量的中子俘获谱。     

当今碳氧比测井资料应用存在的问题

中子俘获测井一般用于套管井，区分地层水矿化度已知和相当高的地层中的油和水。地层水为淡水或其矿化度低(西非尼日尔三角洲盆地矿化度为20，000ppm)时，碳-氧(C/O)测量可作为参考。现今设计的C／O仪器主要用于测量套管后地层的参数。但由于新的完井技术(如油管-耐磨接头-内部砾石充填(IGP)-套管-地层)广泛使用，石油工业界使用的各种碳-氧测井仪器的特征必须对照这些新的测井环境重新进行描述。因此，对照各种完井条件重新描述碳-氧仪器特征的数据库，已经引起仪器的应用范围变得更宽广。尽管如此，一些问题仍然存在：在这些完井条件下是否能定量测量剩余油饱和度?这种能力的不足限制了这种资料的定性应用，如确定流体界面的变化。本文作者重点探讨了上述完井条件下碳-氧测井资料在储层管理中定性应用存在的一些困难，还呈现给读者一些地区性应用例子。在这些完井条件下C／O资料处理中存在的不确定性也在此进行了阐述。测井工程师们已发现完井中存在一个或多个机械组成(如双层／多层管柱，内部砾石充填，耐磨接头，IGP，等等)时，C／O测井资料存在极大的问题。然而，认识在这些完井环境的困难已经能可靠监测流体界面的变化，否则是不可能的。对这些问题的认识可通过PVT数据、生产数据和现场知识的分析来完成。C／O测井资料在石油工业储层管理中仍有较大的应用潜力，但没有被充分利用。因此，扩展当今碳-氧比测井资料的应用范围，将其作为一种储层管理工具发挥其最大作用。这些困难不仅服务公司有，作业公司也有。评价复杂条件下C／O比测井曲线时，应采用综合的方法，所有可用的数据都要用来帮助评价C／O测井，保证给出满意的结果。如果这些问题影响到C／O仪器的成功应用，就应进一步研究该仪器特征，使其成为一种有效的储层管理方法。     

推靠式碳氧比测井响应随源距变化的数值模拟

为提高碳氧比测井的纵向分辨率和统计精度,提出一种新型仪器结构,将测井仪推靠至套管内壁,在探测器与井液间设置伽马射线屏蔽体,让近、远探测器均记录主要来自地层的伽马射线.针对89 mm外径碳氧比测井仪推靠至125 mm内径套管内壁且套管内分别充满油或水、地层分别为35％孔隙度的饱和油砂岩或水砂岩等4种情况,采用蒙特卡罗方法...     

碳氧比能谱测井基准问题的数值模拟

碳氧比能谱测井的数值模拟是涉及时间变量的中子-光子-电子联合输运的复杂问题.使用现有MCNP程序数值模拟碳氧比能谱测井遇到了2个主要困难:脉冲幅度谱的统计误差过大和F8计数不能分别得到非弹谱和俘获谱.将计算分2步进行:先用MCNP程序分别计算进入探测器的归一化中子激发γ流,以及各向同性γ流照射探测器端面时的响应函数矩阵;然后用自编程序计算两者的卷积,从而得到仪器的脉冲幅度谱.从简化基准问题的数值模拟结果看,该方法可以用于研究碳氧比能谱测井.     

套管井地层评价测井的效果与完善

大庆油田自研制成ＮＰ系列碳氧化（Ｃ／Ｏ）能谱测井仪以来，已测井３９１口，在调整开采层系、监测三次采油效果、老井复查中都取得了一定的效果。近来，大庆测井公司研制成功了ＢＧＯ探测器的碳氧比测井仪，可望较大的提高Ｃ／Ｏ判断地层含油饱和度的精度。     

碳氧比能谱测井曲线的质量评价

碳氧比能谱测井曲线的质量不但取决于测井仪本身的性能及技术水平，还取决于井眼和地层中的元素丰度，以及测井环境、测速、采样间隔等因素的影响。本文采用Kerford和Georgi提出的时序分析方法，利用相干技术定量地评价实测碳氧比能谱测井各比值曲线的重复性、信噪比、垂直分辨率等指标。实际应用表明，单探测器碳氧比能谱测井中的碳氧比、硅钙比、孔隙率指示比、铁指示比、矿化度指示比等曲线的质量好，可用于实际解释，但岩性指示比曲线、钙硅比曲线的重复性非常差，不能用于实际解释；双探测器比单探测器记录的碳氧比、硅钙比、孔隙率指示比、矿化度指示比等曲线的质量好，其中远探测器比近探测器记录的碳氧比能谱测井各比值曲线的质量好，俘获曲线的质量好于非弹性散射曲线的质量。     

小直径碳氧比能谱测井仪

碳氧比能谱测井方法作为油井套后测量剩余油饱和度的有效手段已得到逐步应用。在过去很长一段时间里,国内的测井公司通过自主研究和引进技术的方式具备了在套管井内测量碳氧比的技术服务能力。随着海外市场的拓展,过油管测量碳氧比的需求逐渐增多。这就要求碳氧比仪器的直径缩小到适当的程度,以满足过油管测量的环境。中国石油大庆钻探工程公司测井公司通过缩小中子发生器和伽马射线探测器的直径,解决了研制小直径碳氧比能谱测井仪器的两大关键技术,采用厚膜电路技术使仪器电路的直径得到有效缩小,成功研制了直径为43mm的小直径碳氧比能谱测井仪器。文章介绍了仪器的工作原理、总体结构和主要技术参数,经过室内测试、现场试验和技术服务等过程的检验,现已成为过油管测量含油饱和度的自主创新产品。     

用于水平井三相生产测井的中子脉冲测井仪

常规生产测井仪器，如涡轮能量计和梯度压力计，常因流体分离而不能正确地表示出水平井中的多相流特性。核测量技术提供了一种可选择的仪器，它不受重力分离的影响。中子脉冲俘获（ＰＮＣ）测井仪设计安全，可进行油管测井。这种仪器为测量三个不同的核参数，它们分别与井眼中的气、油和水的体积百分率；热中子俘获截面；近／远探测器计数率之比；及碳／氧比有关。带有Ｍｏｎｔｅ Ｃａｒｌｏ程序ＭＣＢＥＮＤ的中子脉冲测井仪的计算