脉冲中子测井方法及装置与流程

本发明实施例涉及石油、天然气的生产测井技术，尤其涉及一种脉冲中子测井方法及装置。

背景技术：

图1为现有技术提供的脉冲中子测井方法的原理示意图，如图1所示，脉冲中子测井方法的原理是：测井仪器通过向地层发射快中子(14.3MeV)，经过一系列的非弹性与弹性碰撞后逐渐损失能量，该过程称为慢化。当中子的能量与组成地层的原子处于热平衡状态时，中子不再减速，此时它的能量约为0.025eV、速度2.2×105cm/s，与地层原子核主要发生俘获反应。

目前通过脉冲中子测井方法确定俘获截面时，针对每个深度点，根据该深度点上的时间谱确定一个热中子寿命对应的一个俘获截面。具体地，根据该深度点上的时间谱中的俘获伽玛射线计数率计算一个热中子寿命对应的一个俘获截面。也就是说，通过现有技术提供的脉冲中子测井方法，可以确定每个深度点上的一个俘获截面，所有俘获截面构成一个俘获截面曲线。最后根据该俘获截面曲线对井下进行识别处理。然而实际上井下的地层结构较为复杂，针对每个深度点，每个热中子寿命对应的俘获截面也不尽相同。

故，通过现有技术提供的脉冲中子测井方法不能准确的进行井下识别处理。

技术实现要素：

本发明实施例提供一种脉冲中子测井方法及装置，该俘获谱能够全面、准确的反应宏观俘获截面，进而确保能够准确的进行井下识别处理。

第一方面，本发明实施例提供一种脉冲中子测井方法，包括：

通过脉冲中子测井技术测井，并获取每个深度点上的时间谱；

根据所述每个深度点上的时间谱确定俘获谱，所述俘获谱用于表示针对所述每个深度点，连续多个热中子寿命对应的宏观俘获截面；

根据所述俘获谱对水淹层进行识别处理。

可选地，所述每个深度点对应多个所述时间谱，每个时间谱对应一个道址；

相应的，所述根据所述每个深度点上的时间谱确定俘获谱，包括：

针对所述每个深度点，根据所述每个时间谱所包括的俘获伽玛射线计数率确定多个所述宏观俘获截面；并对多个所述宏观俘获截面进行曲线拟合，得到宏观俘获截面曲线；

对所有深度点对应的所有宏观俘获截面曲线进行曲面拟合，得到所述俘获谱。

可选地，所述针对所述每个深度点，根据所述每个时间谱所包括的俘获伽玛射线计数率确定多个所述宏观俘获截面，包括：

针对所述每个深度点，选取一个道址为s的时间谱作为基准时间谱；

则按照时间顺序，所述每个深度点对应的第i个道址对应的宏观俘获截面为：其中i＝1,2…n-1；

∑_i第i个道址对应的宏观俘获截面；v表示热中子的速度；τ_i表示第i个道址对应的所有脉冲中子在地层中从变成热中子的时刻起，到被地层吸收的时刻为止，所经过的平均时间；N_i表示道址i对应的俘获伽玛射线计数率，N_s表示道址s对应的俘获伽玛射线计数率，Δ表示每个道址对应的时间段，n为所述每个深度点对应的时间谱的数量。

可选地，所述根据所述每个深度点上的时间谱确定俘获谱之后，还包括：

生成所述俘获谱对应的俘获谱图像；

显示所述俘获谱图像。

可选地，所述生成所述俘获谱对应的俘获谱图像之后，还包括：

对所述俘获谱对应的俘获谱图像进行滤波处理；

相应的，所述显示所述俘获谱图像，包括：

显示滤波后的俘获谱图像。

第二方面，本发明实施例提供一种脉冲中子测井装置，包括：

获取模块，用于通过脉冲中子测井技术测井，并获取每个深度点上的时间谱；

确定模块，用于根据所述每个深度点上的时间谱确定俘获谱，所述俘获谱用于表示针对所述每个深度点，连续多个热中子寿命对应的宏观俘获截面；

处理模块，用于根据所述俘获谱对水淹层进行识别处理。

可选地，所述每个深度点对应多个所述时间谱，每个时间谱对应一个道址；

相应的，所述确定模块具体用于：

针对所述每个深度点，根据所述每个时间谱所包括的俘获伽玛射线计数率确定多个所述宏观俘获截面；并对多个所述宏观俘获截面进行曲线拟合，得到宏观俘获截面曲线；

对所有深度点对应的所有宏观俘获截面曲线进行曲面拟合，得到所述俘获谱。

可选地，所述确定模块具体用于：

针对所述每个深度点，选取一个道址为s的时间谱作为基准时间谱；

则按照时间顺序，所述每个深度点对应的第i个道址对应的宏观俘获截面为：其中i＝1,2…n-1；

∑_i第i个道址对应的宏观俘获截面；v表示热中子的速度；τ_i表示第i个道址对应的所有脉冲中子在地层中从变成热中子的时刻起，到被地层吸收的时刻为止，所经过的平均时间；N_i表示道址i对应的俘获伽玛射线计数率，N_s表示道址s对应的俘获伽玛射线计数率，Δ表示每个道址对应的时间段，n为所述每个深度点对应的时间谱的数量。

可选地，还包括：

生成模块，用于生成所述俘获谱对应的俘获谱图像；

显示模块，用于显示所述俘获谱图像。

可选地，所述处理模块，还用于对所述俘获谱对应的俘获谱图像进行滤波处理；

相应的，所述显示模块具体用于：显示滤波后的俘获谱图像。

本发明实施例提供一种脉冲中子测井方法及装置，该方法包括：通过脉冲中子测井技术测井，并获取每个深度点上的时间谱；根据每个深度点上的时间谱确定俘获谱，该俘获谱用于表示针对每个深度点，连续多个热中子寿命对应的宏观俘获截面；根据俘获谱对水淹层进行识别处理。该俘获谱能够全面、准确的反应宏观俘获截面，进而确保能够准确的进行井下识别处理。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术提供的脉冲中子测井方法的原理示意图；

图2为本发明一实施例提供的一种脉冲中子测井方法的流程图；

图3为本发明一实施例提供的显示界面示意图；

图4为本发明另一实施例提供的一种脉冲中子测井方法的流程图；

图5为本发明一实施例提供的一种脉冲中子测井装置的结构示意图；

图6为本发明另一实施例提供的一种脉冲中子测井装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为了解决现有技术所提供的脉冲中子测井方法不能准确的进行井下识别处理的问题，本发明实施例提供一种脉冲中子测井方法及装置。

在介绍本发明之前，首先对如下专业术语进行解释：

中子俘获截面或者俘获截面：分为宏观俘获截面和微观俘获截面。

中子微观俘获截是指元素的一个原子核对中子发生俘获反应的几率。物质是有一种或多种元素的巨大数量的原子所构成。

中子宏观俘获截面是指在核物理中，还有一个描述单位体积物质对中子的总俘获截面的参数，这就是物质的中子宏观俘获截面∑:1立方厘米均匀物质，所含全部原子的中子微观俘获截面之总和就叫做该物质的中子宏观俘获截面。常用10^-3cm^-1作为宏观俘获截面的单位，叫俘获单位，记作c.u.。

具体地，图2为本发明一实施例提供的一种脉冲中子测井方法的流程图，该方法的执行主体可以为计算机、手机等智能终端。如图2所示，该方法包括如下流程：

在步骤S201中：通过脉冲中子测井技术测井，并获取每个深度点上的时间谱；

在步骤S202中：根据每个深度点上的时间谱确定俘获谱，该俘获谱用于表示针对每个深度点，连续多个热中子寿命对应的宏观俘获截面；

在步骤S203中：根据俘获谱对水淹层进行识别处理。

具体地，通过脉冲中子测井技术在进行测井的过程中，通常会记录一个随时间衰减的俘获伽玛射线计数率谱，称为时间谱。该俘获伽玛射线计数率满足指数衰减规律。假设N₀为中子发射后，延迟时间t₀时刻的中子密度，并让时间t₀延迟足够长以使中子达到热平衡状态，如果中子俘获是唯一的反应，那么中子密度N以下方程衰减：N＝N₀·e^-α·t。式中t为从t₀开始计量的时间。设N₁和N₂分别是时刻t₁和t₂的热中子，则有实际上测井时并不是直接测量热中子密度，而是测量与N₁和N₂成正比的俘获伽玛射线计数率n₁和n₂。

图3为本发明一实施例提供的显示界面示意图，如图3所示，在计数率一栏，包括多个时间谱。针对每一个深度，可以根据对应的多个时间谱计算多个宏观俘获截面，可见RPM俘获谱绘图一栏，该栏显示的是所述的俘获谱，该俘获谱中的每个点即为一个宏观俘获截面。

最后可以根据俘获谱对水淹层进行识别处理，例如：可以根据俘获谱确定地层饱和度信息。本发明实施例对如何根据俘获谱对水淹层进行识别处理不做限制。

本发明实施例提供一种脉冲中子测井方法，包括：通过脉冲中子测井技术测井，并获取每个深度点上的时间谱；根据每个深度点上的时间谱确定俘获谱，该俘获谱用于表示针对每个深度点，连续多个热中子寿命对应的宏观俘获截面；根据俘获谱对水淹层进行识别处理。该俘获谱能够全面、准确的反应宏观俘获截面，进而确保能够准确的进行井下识别处理。

基于上一实施例的基础，下面对上述步骤S203进行进一步的细化。具体地，图4为本发明另一实施例提供的一种脉冲中子测井方法的流程图，该方法的执行主体可以为计算机、手机等智能终端。如图4所示，该方法包括如下流程：

在步骤S401中：通过脉冲中子测井技术测井，并获取每个深度点上的时间谱；

步骤S401与步骤S201相同，在此不再赘述。

在步骤S402中：针对每个深度点，根据每个时间谱所包括的俘获伽玛射线计数率确定多个宏观俘获截面；并对多个宏观俘获截面进行曲线拟合，得到宏观俘获截面曲线；

其中针对每个深度点，根据每个时间谱所包括的俘获伽玛射线计数率确定多个宏观俘获截面，包括：针对每个深度点，选取一个道址为s的时间谱作为基准时间谱；则按照时间顺序，所述每个深度点对应的第i个道址对应的宏观俘获截面为：其中i＝1,2…n-1。

∑_i第i个道址对应的宏观俘获截面；v表示热中子的速度；T等于摄氏温度加上273。例如当温度为25℃时，v＝2.2×10⁵cm/s。这种情况下可以写成τ_i表示第i个道址对应的所有脉冲中子在地层中从变成热中子的时刻起，到被地层吸收的时刻为止，所经过的平均时间；N_i表示道址i对应的俘获伽玛射线计数率，N_s表示道址s对应的俘获伽玛射线计数率，Δ表示每个道址对应的时间段，n为所述每个深度点对应的时间谱的数量。

例如：如图3所示，在深度点3630米处对应有多个时间谱，按照时间的顺序，可以将第1个道址对应的时间谱作为基准时间谱，通过公式计算第2个道址对应的τ₂，然后根据公式计算∑₂。同样的还可以计算第3个道址对应的τ₃，然后根据公式计算∑₃，以此类推，通过公式计算τ_n，根据公式计算∑_n。

当然，还可以通过如下方式通过相邻的两个道址i和i+1的时间谱所包括的俘获伽玛射线计数率确定道址i+1对应的宏观俘获截面。i＝1,2…n-1。例如：在深度点3630米处对应有多个时间谱，按照时间的顺序，通过公式计算第2个道址对应的τ₂，然后根据公式计算∑₂。同样的还可以计算第3个道址对应的然后根据公式计算∑₃，以此类推，通过公式计算τ_n，根据公式计算∑_n。

需要说明的是，考虑到前几个道址井眼及后几个道址本底的影响，我们提出了基于滤波处理后的时间谱全道计算方法，以RPM为例，其时间谱有100个道址，去除前几个道址井眼及后几个道址本底的影响，滤波后的时间谱在中间的几十道址均可以用来做俘获谱的计算。

获取多个离散宏观俘获截面的过程之后，可以对多个宏观俘获截面进行曲线拟合，得到宏观俘获截面曲线。本发明实施例对曲线拟合的方法不做限制。

在步骤S403中：对所有深度点对应的所有宏观俘获截面曲线进行曲面拟合，得到所述俘获谱；

本发明实施例对曲面拟合的方法不做限制。

在步骤S404中：根据俘获谱对水淹层进行识别处理。

本发明实施例提供一种脉冲中子测井方法，包括：通过脉冲中子测井技术测井，并获取每个深度点上的时间谱，针对每个深度点，根据每个时间谱所包括的俘获伽玛射线计数率确定多个宏观俘获截面；并对多个宏观俘获截面进行曲线拟合，得到宏观俘获截面曲线，对所有深度点对应的所有宏观俘获截面曲线进行曲面拟合，得到所述俘获谱；根据俘获谱对水淹层进行识别处理。该俘获谱能够全面、准确的反应宏观俘获截面，进而确保能够准确的进行井下识别处理。

可选地，在根据所述每个深度点上的时间谱确定俘获谱之后，还包括：生成所述俘获谱对应的俘获谱图像；显示所述俘获谱图像。

本发明利用Forward.NET平台SDK，来生成所述俘获谱对应的俘获谱图像。

图5为本发明一实施例提供的一种脉冲中子测井装置的结构示意图，如图5所示，该装置包括：

获取模块51，用于通过脉冲中子测井技术测井，并获取每个深度点上的时间谱；

确定模块52，用于根据所述每个深度点上的时间谱确定俘获谱，所述俘获谱用于表示针对所述每个深度点，连续多个热中子寿命对应的宏观俘获截面；

处理模块53，用于根据所述俘获谱对水淹层进行识别处理。

该装置用于执行图2对应的方法实施例，对于每个模块的具体功能在此不再赘述。

基于上一实施例的基础，进一步地，图6为本发明另一实施例提供的一种脉冲中子测井装置的结构示意图，如图6所示，该装置包括：

所述每个深度点对应多个所述时间谱，每个时间谱对应一个道址；相应的，所述确定模块52具体用于：针对所述每个深度点，根据所述每个时间谱所包括的俘获伽玛射线计数率确定多个所述宏观俘获截面；并对多个所述宏观俘获截面进行曲线拟合，得到宏观俘获截面曲线；对所有深度点对应的所有宏观俘获截面曲线进行曲面拟合，得到所述俘获谱。

所述确定模块52具体用于：针对所述每个深度点，选取一个道址为s的时间谱作为基准时间谱；

则按照时间顺序，所述每个深度点对应的第i个道址对应的宏观俘获截面为：其中i＝1,2…n-1；

∑_i第i个道址对应的宏观俘获截面；v表示热中子的速度；τ_i表示第i个道址对应的所有脉冲中子在地层中从变成热中子的时刻起，到被地层吸收的时刻为止，所经过的平均时间；N_i表示道址i对应的俘获伽玛射线计数率，N_s表示道址s对应的俘获伽玛射线计数率，Δ表示每个道址对应的时间段，n为所述每个深度点对应的时间谱的数量。

可选地，还包括：生成模块54，用于生成所述俘获谱对应的俘获谱图像；

显示模块55，用于显示所述俘获谱图像。

可选地，所述处理模块53，还用于对所述俘获谱对应的俘获谱图像进行滤波处理；相应的，所述显示模块55具体用于：显示滤波后的俘获谱图像。

该装置用于执行图2、图4对应的方法实施例以及上述所有的可选方式，对于每个模块的具体功能在此不再赘述。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。