利用脉冲中子衰减~4/能谱测井识别泥质砂岩气层方法初探

脉冲中子衰减%D能谱测井可同时测量非弹性散射伽马射线和俘获伽马射线。它一次下井可直接获得 14 4条曲线 ,其中的地层俘获截面曲线、地层比值曲线和远、近探头计数率曲线以及经过解释软件处理后的总非弹性散射伽马射线和中子、密度孔隙度曲线对气层反映最敏感。同时 ,该测井仪直径小 ,可过套管 (甚至油管 )测量。通过胜利油区八口井的应用 ,表明该技术可过套管独立识别泥质砂岩气层 ,且其方法快速、直观 ,解释符合率高 ,为在套管井中找气提供了可靠的技术方法。

脉冲中子氯能谱测井的蒙特卡罗模拟研究

氯能谱测井是评价地层含油饱和度的有效方法,在高矿化度地层应用效果明显。传统氯能谱测井是采用镅铍中子源,利用蒙特卡罗数值模拟方法开展采用脉冲中子源的氯能谱测井响应及其影响因素研究,验证脉冲中子氯能谱测井的可行性。研究结果表明,氯能谱与热中子计数比值随着含油饱和度的增加呈线性减小趋势,且孔隙度越大越有利于饱和度评价;岩性对测井响应影响很大,若地层岩性已知可以消除其影响;泥质含量的影响很小,泥质含量较小时可以忽略其影响;地层水矿化度是限制氯能谱测井应用的因素,地层水矿化度大于40000mg/L时效果明显,地层水矿化度越高越有利于含油饱和度的确定;井眼尺寸越大氯能谱与热中子计数的比值越小,越不利于含油饱和度的确定;当井眼中含有矿化水时会使氯能谱与热中子计数的比值增加,在测井解释时需要对井眼流体做必要的校正。通过研究,验证了采用脉冲中子源进行氯能谱测井的可行性。

脉冲中子氧活化测井时间谱的模拟计算

文章从氧活化测井基础出发,建立了测井仪器探测模型,应用中子活化和探测函数计算出了不同流速情况下的时间谱,计算的结果与实际测量的时间谱具有良好的一致性,证明该计算方法是可行的。该模拟计算方法可以为氧活化仪器设计和刻度系数的确定提供理论基础。

基于脉冲中子氧活化测井中水流时间谱的属性分析及研究

在脉冲中子氧活化测井中,通过对水流时间谱的记录,得到被活化后的氧原子所释放出伽马射线的流动信息,对其属性判断的正确与否,将直接影响生产测井,特别是注入剖面解释结果的准确性。根据脉冲中子氧活化测井原理,通过氧活化水流测井数据,对油管内、外不同空间及方向的水流时间谱进行分析,归纳时间谱峰的位置及形态相对于流体所在空间及速度的变化规律,特别针对一谱多峰及双峰重合这一复杂现象做出合理解释。研究表明,氧活化水流时间谱的形态以及其所对应的峰位时间,与海洋注水管柱内外流体分配及流量大小有一定的对应关系,可以间接反映井筒结构机械完整性。结合生产测井实例,提出了脉冲中子氧活化水流时间谱的属性分析方法,在生产测井解释中具有指导意义。

脉冲中子伽马能谱测井在剩余油饱和度研究中的应用

桩西采油厂主力老油田已经进入开发后期,搞准高剩余油饱和度井段是保持油田稳产的关键。本文论述了脉冲中子伽马能谱测井基本原理、测井系统、资料解释及其在剩余油饱和度研究中的应用。

PNST-E脉冲中子地层元素测井技术研究

为满足复杂岩性储层评价需要,在中国首次研制了脉冲中子地层元素测井仪,研究了测井资料处理方法并开发了配套软件。以PNST脉冲中子全谱测井仪为基础,通过优化设计传感器结构和脉冲时序、改进中子发生器、应用数字脉冲幅度分析技术,研制了PNST-E脉冲中子地层元素测井仪。实测能谱中元素特征峰清晰,2支测井仪的能谱相互一致,相关系数达0.99。经7口地层元素模型井实测能谱校验模型,针对反应截面较高的主要造岩元素,利用MCNP数值模拟获得了9种元素非弹、17种元素俘获标准谱及这些元素的相对灵敏度因子。资料处理软件采用约束解谱法求出非弹、俘获元素产额,应用氧化物闭合模型计算出Si、Ca、S、Fe、Ti、Gd、K、Na、Mg、Al等元素干重和总有机碳含量(TOC),解释矿物组分和骨架参数。在7口模型井中实测Si、Ca、S、Fe、Ti等元素干重的最大误差是2.4%。现场试验PNST-E测井结果与取心数据相符,与国外同类技术测井结果相符。

薄层地层脉冲中子俘获测井解释：双指数衰减模型

脉冲中子俘获测井业标准泥质砂岩方程是假设地层是均质的条件下提出的。可是，许多砂、泥岩薄层，尽管单层厚度不大，远远低于PNC仪器的垂直分辨率．对PNC测井来说仍不能看成均匀介质。这会引起解释失误，致使漏掉产层。此文中推导出了非均质地层的响应方程和解释方法，并同路易斯安娜海岸河流三角洲边缘砂岩上观察到的数据进行了比较，二者符合良好。这证明，此新型PNC测井方程优越于现用的工业标准砂岩方程，可用作此类砂岩评价中的基本方法；文章还重新评价了伽玛测井对泥质砂岩的响应；指出了现用工业标准PNC方程推导非均质薄层伽玛射线同泥质体积关系时的不妥之处；检验了对测井解释的影响，讨论了更适用的关系式。

基于脉冲中子氧活化时间谱的渡越时间解释新模型

针对脉冲中子氧活化时间谱的解释问题,已有的峰形函数拟合解释模型中的峰形函数众多、解释精度偏低,加权平均解释模型解释精度不高。提出了一种间接的谱峰选取方法,并给出了一个新的渡越时间解释模型。首先人工选取背景谱段,然后按照给定的规则确定出多个谱峰段,代入建立的渡越时间解释模型,进而计算出体积流量。实测数据的处理结果表明,该解释模型的解释结果受背景谱段的选取方式影响很小,解释精度比已有模型的解释精度高。

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。

脉冲中子氧活化时间谱数值模拟现状分析

脉冲中子氧活化测井方法通过活化时间谱来监测含氧流体的流动,该方法适应性强,应用广泛。首先,对活化时间谱数值模拟的现状进行了概述:McKeon等给出了一种最早的宏观数学模型,该模型没有给出活化分布和探测器响应函数的具体表达式,而是基于MCNP软件构建模拟模型,给出模型状态下活化分布和探测器响应函数的模拟计算结果;姜亦忠等采用McKeon等给出活化时间谱模拟模型,对模型的积分计算过程引入蒙特卡洛方法实现,给出了活化时间谱的模拟结果,但也没有谈及活化分布和探测器响应函数的确定问题;梁庆宝基于微元思想,构建了活化时间谱的微元模拟模型。其次,基于MCNP程序构建了静态情形下活化时间谱的模拟模型,给出了一个新的模拟结果。但该模型也仅模拟了静止态CO2流体中的活化时间谱,仍然不能解决流动态下的CO2时间谱的模拟问题。就目前的数值模拟状况来看,只有梁庆宝模型能够模拟流动状态下的CO2时间谱,据此模型,对比了源距、探测器尺寸、温度、压力各因素对时间谱的影响。最后,并对发展方向进行了阐述。

新一代套管井储层评价技术——脉冲中子中子（PNN）测井

传统的套管井储层评价测井方法有中子寿命测井和碳氧比能谱测井(C／O)，中子寿命测井要求的矿化度较高，硼中子寿命测井的工艺较复杂，要求压井、洗井、注硼、闷井等。C／O测井虽然不受地层水矿化度的影响，但由于存在着受井筒内流体影响严重、测井前必须洗井，仪器直径偏大(89mm)，必须起初油管才能测井，以及计数率低，统计误差偏大，且只有当储层孔隙度满足大于20％的条件下才能应用等问题，从而在一定程度上限制了C／O测井的应用。而脉冲中子中子测井，克服上述测量方法的不足，采用独特的测量方式，即采用直接测量高能脉冲中子发射后，地层中热中子数量随时间的变化关系，通过特有的处理手段和解释方法，在不洗井、不关井务件下，成功地实现了过套管或油管的储层监测．为油田的后期开发及剩余油开采．提供了一种非常重要的监测手段。

页岩气层脉冲中子元素测井蒙特卡罗研究

基于化学源的元素俘获伽马能谱测井技术,由于其发射中子能量低,测量非弹伽马信息较少,计算C、Mg等元素含量精度较低,不利于页岩气储层评价。采用蒙特卡罗模拟方法,建立页岩气地层模型及基于脉冲中子源与BGO探测器的仪器模型,记录非弹及俘获伽马能谱,研究利用非弹伽马能谱确定地层元素含量方法。通过改变地层模型氧化物组成,建立不同元素俘获及非弹伽马标准能谱。基于获取的元素标准谱,处理页岩气储层非弹及俘获伽马混合能谱,并计算地层元素含量。结果显示,利用非弹伽马能谱计算的总有机碳、Mg及Al等元素含量与理论值基本吻合;其中Mg元素计算精度明显高于俘获谱计算结果。该研究可为后期脉冲中子元素测井技术的数据处理方法完善及其在页岩气储层勘探与开发中的应用提供重要技术支持。

脉冲中子-中子测井(PNN)解释中Σ提取方法及参数的优选

脉冲中子-中子测井技术(PNN)在计算套后剩余油饱和度、确定水淹程度、判断出水层位方面有独特优势。但在高矿化度地层水条件下,地层宏观俘获截面Σ的提取存在较大的不确定性,而Σ的准确性又直接影响含水饱和度的计算结果。笔者基于Hotwell软件,通过对2种计算Σ的方法共5种模式的对比分析,总结出了适合伊朗西南部油田高矿化度地层水条件下Σ的合理计算方法。同时结合该地区常规测井资料,给出了岩石骨架、泥岩和流体的宏观俘获截面参数的优化选择方法。最后通过实例验证了地层、骨架、泥岩和流体的宏观俘获截面的可靠性,为PNN测井技术在该地区的推广应用打下了基础。

脉冲中子测井仪BGO探测器响应函数数值模拟研究

使用MCNP5软件构建了脉冲中子测井仪的锗酸铋(以下简称BGO)探测器模型,获得了两种尺寸探测器的响应函数矩阵。探讨了伽马射线平行源和点源对两种尺寸探测器响应的影响,结果表明晶体尺寸、入射伽马射线的能量与中子源类型均是影响探测器响应的重要因素。平行伽马射线源更有利于探测器的测量,增大探测器体积有利于对伽马射线的测量,为更好地卷积,获得能谱奠定基础。

利用脉冲中子能谱技术测量连续油,气,水持率

近年来，随着水平井的逐渐推广，常规的生产测井仪器不能准确识别分离的流体状态。许多利用核技术的新仪器已被研制出来，以克服旧的测量方法中存在的问题。利用脉冲中子能谱技术测量生产井中连续油、气、水持率就是其一。测量用到了两个探头上的Ｃ／Ｏ值和两个探头间的一仆净非弹性率比值，这个计数率比值用来提供有关气信息。利用探测器Ｃ／Ｏ和净非弹性计数率比值，依据井眼中油、水和气及地层中油和水的量的函数关系。

海上油田脉冲中子–中子测井蒙特卡罗方法模拟研究

脉冲中子–中子(PNN)测井受管柱、地层物性和地层流体等诸多因素的影响,无法准确提取测量到的地层宏观俘获截面,从而影响剩余油饱和度的计算。根据海上油田的实际生产情况,针对其复杂的管柱结构、更大的地层水矿化度变化范围、泥质含量以及孔隙度等因素,基于蒙特卡罗方法进行了相应的数值模拟。通过对各因素模拟的响应结果分析,在三层管柱、泥质含量高于20%的条件下时仪器测量精度不高,为了更加准确地提取地层宏观俘获截面,通过分析研究给出了取道建议,为精细评价地层剩余油饱和度提供一定的理论依据。

应用脉冲中子测井进行过套管油、气和岩性评价

现代的脉冲中子俘获(PNC)测井仪和脉冲中子能谱(PNS)测井仪可以提供新的在油气藏评价中十分重要的岩性信息。新型的PNC测井仪除测量俘获截面之外，也提供有用的岩性信息，并能够过油管测量。PNS测井仪除主要进行舍油饱和度(碳氧比)的测量，还提供非常精确的复杂岩性信息。利用以上任何一种测井仪，都能够提高分辨致密灰岩与天然气饱和的砂岩的能力。 最新的PNC测井仪还提供几种对地层天然气敏感的中子计数率比。近/远俘获比，近/远非弹性比，非弹性/俘获比等一系列测量值，通常对天然气具有略微不同的响应，能够明确地识别天然气饱和的储层。使用其中任何一种进行氧活化测井，通常可以探测套管中或层间水泥环中水的流动引起的一些储层生产问题。此外，一般还可以确定水流是在套管内还是在套管外流动。 油田实例阐述了在石灰岩和白云岩混合的碳酸盐岩油藏中使用脉冲中子测井仪确定油水饱和度以及评价岩性的优点。另外一些油田实例使用大量PNC测量结果说明探测天然气的技术。最后，列举氧活化测量探测套管内外不希望有的水流的测井实例。