专利名称：脉冲中子双谱流体饱和度测井仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种脉冲中子测井仪。
背景技术：
目前广泛采用的脉冲中子测井仪只能测量中子激发的伽马射线，测得的计 数率正比于地层中的热中子衰减率与每俘获一个热中子平均发射的伽马光子数
的乘积。只有当地层水矿化度大于50000ppm且孔隙度较高时，用这种模式求出 的剩余油气和含水饱和度才能满足石油测井要求的精确度。而地层水矿化度较 低和孔隙度也较低时地层热中子寿命长，单位时间内被俘获的热中子少，产生 的伽马光子少，对中子一伽马测量模式不利。中国油气田地层水矿化度变化范 围大，而当注水开发进入中晚期，孔隙水的矿化度远低于50000ppm这一下限， 用这种仪器采集的数据不能做定量解释。
中子寿命较长的地层热中子衰减得慢，经过较长的衰减时间仍有较多的热 中子，对直接测量热中子的中子一中子测量模式有利。用中子一中子测量模式， 地层水矿化度在10000ppm以上对剩余油气和含水饱和度可做定量解释，矿化度 在5000 10000ppm之间可做定性解释，是低孔、低渗、低矿化度地区剩余油饱 和度测量的一种理想模式。但仅用中子一中子测量模式，得不到岩性和流体中 与俘获辐射相关的信息。 发明内容
本实用新型提出了一种脉冲中子双谱流体饱和度测井仪，它解决了现有的 中子一伽马测量模式在地层水矿化度较低和孔隙度也较低时不能做定量解释， 以及现有的中子一中子测量模式得不到岩性和流体中与俘获辐射相关的信息的 技术问题。
本实用新型的技术解决方案是
一种脉冲中子双谱流体饱和度测井仪，包括测井仪壳体5，其特殊之处是，
所述测井仪壳体5内自下而上依次设置有脉冲中子发生器1、热中子探测器2、 俘获伽马探测器3和自然伽马探测器4。上述热中子探测器2与脉冲中子发生器1之间的距离为300-400mm;俘获伽 马探测器3与脉冲中子发生器1之间的距离为450-550mm;自然伽马探测器4与 脉冲中子发生器1之间的距离为700-1000mm。
上述热中子探测器2与脉冲中子发生器1之间的距离为350mm;俘获伽马探 测器3与脉冲中子发生器1之间的距离为500mm;自然伽马探测器4与脉冲中子 发生器1之间的距离为900mrn。
上述热中子探测器2为3He计数管；所述俘获伽马探测器3为闪烁谱仪；所 述自然伽马探测器4为闪烁谱仪。
本实用新型具有的优点是
(1) 可同时测量热中子和俘获伽马时间谱，实时进行时域-寿命域转换， 并实现时间谱和寿命谱实时图像显示，快速直观识别油气水层。利用双时间谱 求地层中子寿命或其宏观截面，可相互校验限制多解性，提高定量计算地层剩 余油气饱和度的可信度。经综合分析可区分水层和潜力层，评价产层的水淹级 别，认识油藏水淹规律，寻找出水层位，提高措施效果，为控水增油提供依据。 还可用于检验固井质量，寻找窜槽和漏失层位。
(2) 可同时记录热中子和俘获伽马总计数率、时间门和能窗计数率及其比 值。充分利用不同时间道和能窗计数率中包含的有用信息，如伽马和热中子计 数率及其比值可以用来识别油气水层，寻找漏失气层，检査注灰、封堵效果， 盐间油识别等。利用同次下井采集的俘获伽马能谱、自然伽马能谱和井温、压 力及套管接箍等辅助资料，可得到定量解释所需要的岩性、流体矿化度和井眼 环境等有用信息。
(3) —次下井能可完成中子中子寿命测井、中子伽马寿命测井、中子俘获 伽马能谱测井、自然伽马能谱测井以及井温、压力、套管接箍等测量任务。
总的来说，两种测量模式相集合形成的综合功能，使本实用新型仪器具有 采集信息全面、对地层水矿化度适应范围宽、定性识别油气水层的可选模式多、 综合解释成果多解性得到限制、剩余油气和含水饱和度精确度高、时效和经济 效益高等优点。
图1是脉冲中子双谱流体饱和度测井仪结构示意4其中1-脉冲中子发生器，2-热中子探测器，3-俘获伽马探测器，4-自然 伽马探测器，5-测井仪壳体。
具体实施方式
本实用新型脉冲中子双谱流体饱和度测井仪结构见图h在钢制测井仪壳体
5内自下而上安装了脉冲中子发生器l、热中子探测器2、俘获伽马探测器3和 自然伽马探测器4。其中热中子探测器2为SHe计数管，与脉冲中子发生器l之 间的距离为300-400mm;俘获伽马探测器3为闪烁谱仪，和脉冲中子发生器1之 间的距离为450-550mm;自然伽马探测器4也为闪烁谱仪，离脉冲中子发生器 700-1000mm。脉冲中子双谱饱和度测井仪还可包括温度计、压力计和套管接箍 定位器。
本实用新型的参数如下
l]中子发生器产额S1.5xl08n/s; 2]热中子探测器3He计数器，源距300-400咖； 3]中子伽马探测器闪烁谱仪，源距450-550mm;
4]自然伽马探测器闪烁谱仪，记录点远离中子源的作用范围； 5]2测量范围:7.6 91C.U.; 6]推荐测速360m/h; 7]外壳耐压80MPa;
8]测量精度±2%。
本实用新型原理脉冲中子双谱流体饱和度测井仪下井后由脉冲中子发生
器间歇发射能量14MeV的中子流，经慢化转变为热中子，热中子被俘获激发出
俘获伽马射线。用热中子探测器采集热中子时间谱，用闪烁伽马探测器采集俘 获伽马时间谱和伽马能谱，用自然伽马探测器采集自然伽马能谱。经处理可确 定地层剩余油气和含水饱和度。本实用新型核心技术是用相同环境下同时采集 的热中子时间谱和俘获伽马时间谱，实现了两种核测井响应的优势互补，拓宽 了对地层水矿化度的适应范围，提高了对剩余油气和含水饱和度的测量精确度。
脉冲中子双谱饱和度测井仪可工作在NTS模式、CTS模式、DTS模式三种测 量模式下，其中NTS模式只采集热中子时间谱；CTS模式-只采集俘获伽马时间 谱；DTS模式可同时采集热中子时间谱和俘获伽马时间谱。本实用新型仪器通过理论研究、蒙特卡罗数值模拟和标准刻度井模拟计算， 优化了仪器的工作时序，并可自动跟踪地层宏观俘获截面的变化。中子爆发延 续时间等于或大于地层热中子寿命，使热中子在探测范围内能有效累积；中子 发射间歇时间为地层中子寿命的3-5倍，在中子寿命长的油气层也能得到完整 的时间谱。
本实用新型仪器采用先进滤波方法提高信噪比，测井重复性好。基于多尺 度分析方法进行数据处理，充分融合各种测井信息，提高了测井解释符合率。 存储原始测量数据以便于后处理。
本实用新型仪器中子发生器控制系统得到优化，用独创的中子管耙压稳压 技术保证了中子产额的稳定性。
权利要求1、一种脉冲中子双谱流体饱和度测井仪，包括测井仪壳体(5)，其特征在于所述测井仪壳体(5)内自下而上依次设置有脉冲中子发生器(1)、热中子探测器(2)、俘获伽马探测器(3)和自然伽马探测器(4)。
2、 根据权利要求l所述的脉冲中子双谱流体饱和度测井仪，其特征在于所述热中子探测器(2)与脉冲中子发生器(1)之间的距离为300-400mm;俘获 伽马探测器(3)与脉冲中子发生器(1)之间的距离为450-550mm;自然伽马探 测器(4)与脉冲中子发生器(1)之间的距离为700-1000mm。
3、 根据权利要求2所述的脉冲中子双谱流体饱和度测并仪，其特征在于 所述热中子探测器(2)与脉冲中子发生器(1)之间的距离为350mm;俘获伽马 探测器(3)与脉冲中子发生器(1)之间的距离为500mm;自然伽马探测器(4) 与脉冲中子发生器(1)之间的距离为900mm。
4、 根据权利要求1或2或3所述的脉冲中子双谱流体饱和度测井仪，其特 征在于所述热中子探测器(2)为3He计数管；所述俘获伽马探测器(3)为闪 烁谱仪；所述自然伽马探测器(4)为闪烁谱仪。
专利摘要本实用新型涉及脉冲中子双谱流体饱和度测井仪，解决了现有的中子—伽马测量模式在地层水矿化度较低和孔隙度也较低时不能做定量解释，以及现有的中子—中子测量模式得不到岩性和流体中与俘获辐射相关的信息的技术问题，包括测井仪壳体，测井仪壳体内自下而上依次设置有脉冲中子发生器、热中子探测器、俘获伽马探测器和自然伽马探测器；具有采集信息全面、对地层水矿化度适应范围宽、定性识别油气水层的可选模式多、综合解释成果多解性得到限制、剩余油气和含水饱和度精确度高、时效和经济效益高等优点。
文档编号E21B49/00GK201137491SQ20072003242
公开日2008年10月22日 申请日期2007年8月2日 优先权日2007年8月2日
发明者锋 张, 张德民, 房文静, 杨联会, 杨连会, 汪永安, 石丽云, 谦 董, 黄隆基 申请人:西安奥华电子仪器有限责任公司;中国石油大学(华东)