随钻中子测井曲线环境影响自动校正方法研究

随钻中子测井在随钻测井中占有重要地位。本文针对目前国内外随钻测井资料的精细解释与应用所存在的质量问题，根据实测的随钻中子测井曲线变化情况，重点研究了随钻中子测井环境标准化公式（模型）来代替多张校正图版曲线，实现随钻影响因素及其校正方法。通过对随钻中子测井环境影响校正图版的离散采样读值和最优拟合，并考虑其适用条件，以中子测井资料的环境影响自动校正。实测资料的处理表明，该法结果可靠，能够明显地提高随钻地层评价和地质导向的效果。

随钻中子测井环境影响因素分析

摘尽管随钻中子测井具有诸多优点，但其仍然要受井下测量环境的影响，主要有井眼大小、仪器偏心、地层温度、地层压力以及泥浆矿化度等。本文对随钻中子环境影响因素予以分析，旨在全面认识其响应的影响因素并合理使用好各种随钻中子测井资料。

随钻中子测井仪机械强度计算方法研究

鉴于随钻测井(LWD)对于随钻测井仪器的机械强度的要求,文章研究了随钻中子仪器的机械强度,利用SOLIDWORKS、ANSYS等软件建立并分析随钻中子仪器模型,通过改变几种不同参数中子源仓凹槽的深度、长度等,模拟计算出了中子仪器在受到拉力、压力、扭矩作用时的源仓凹槽部分的等效应力分布图以及受到的最大应力集中值。

随钻中子测井仪的蒙特卡罗模拟与优化方法

随钻中子孔隙度测井在复杂地层条件评价中发挥着重要作用。利用蒙特卡罗方法建立地层模型,实现对随钻中子仪器的模拟和对仿真模型准确性的验证;应用减方差技术,在保证模拟结果准确性的同时提高模型运算效率。研究结果表明,通过对20口刻度井的模拟,2种随钻中子仪器INP675和INP800的模拟计数比值和实测计数比值的相关性分别为0.9746和0.9525,相对误差均小于4.5%,验证了仿真模型的准确性和可靠性,为模拟仪器在套管井中的测量响应提供了基础;应用平行几何体加速蒙特卡罗模拟后,计数比值的统计误差是原来的1/5,品质因子至少高于原仿真结果的50倍,有效提高了模拟效率,节约了成本。

不同井眼条件下的随钻中子和密度测井响应特性研究

研究不同井眼条件下的测井响应特征,可以为随钻中子和密度测井的数据处理和校正方法提供理论依据。应用Monte Carlo模拟方法,计算了不用井眼形状、不同井眼尺寸和不同井内介质条件下的随钻中子和密度测井响应特征。计算结果表明,当井眼出现不规则或测井仪器偏向井眼一侧时,随钻中子和密度测井仪器的测量值与地层真值之间出现偏差;椭圆形井眼的长轴与短轴之差越大或水平井圆形井眼的直径越大,测量值与真值之间偏差越大;井内介质密度与地层密度差别越大,或井内介质含氢指数越大,测量值与真值的偏差越大。井内介质的矿化度对随钻中子测井值几乎没有影响。

随钻D-T中子孔隙度测井屏蔽体的蒙特卡罗研究

为了消除石油测井中化学中子放射源使用的危害,针对使用氘-氚(D-T)中子发生器的随钻中子孔隙度测井仪器,利用蒙特卡罗模拟方法,分层计算了多种屏蔽材料对不同能量中子的慢化和屏蔽效果,并分析了使用各种屏蔽材料的测井仪器在石灰岩地层的响应规律。结果表明:使用D-T发生器的随钻中子孔隙度测井仪器的最佳屏蔽体为12cm钨与6cm碳化硼的组合,此时屏蔽效果最好、响应地层孔隙度的灵敏度最高。

随钻脉冲中子测井仪抗振性能分析与结构优化

可控源脉冲中子随钻测井仪是当前随钻地层评价的关键仪器设备之一。针对原有仪器因钻井过程中结构共振而无法实现正常钻井问题,提出了一种提升结构减振环节刚度、降低频率比、消除系统共振的逆向设计方法,即通过增加橡胶圈结构的刚度使结构各阶固有频率均超过激振频段,避免结构共振。对仪器原结构进行动态性能分析,确定影响结构抗振性能的薄弱环节,进行有效拓扑结构改进。在此基础上,以提高随钻脉冲中子测井仪第一阶固有频率为目标,对仪器的结构参数进行优化,消除了仪器机械结构存在的共振问题,为仪器正常测井顺利实施提供了结构保障。

随钻D-T中子孔隙度测井低灵敏度和岩性影响校正方法研究

为了提高随钻氘-氚(D-T)中子孔隙度测井的测量精度,通过研究其在多种岩性、孔隙度地层中的响应,对比与化学源的响应差异,分析所测孔隙度灵敏度及精度偏低的原因,并提出对应的校正方法。结果表明:由于D-T源能量较化学源高,地层密度对含氢指数测量影响增强,使得随钻D-T中子孔隙度测井地层孔隙度灵敏度偏低,且受到泥页岩效应的影响较大;密度校正后,地层孔隙度灵敏度显著提高,且受到岩性的影响降低,尤其是泥页岩效应几乎被完全消除。因此,通过对随钻D-T中子孔隙度测井结果的校正,测量灵敏度和精度都得到大幅提高,可以较好地替代化学源测量地层中子孔隙度。

随钻D-D源中子孔隙度测井数值模拟

随着中子发生器技术的进步,射频源中子发生器可将中子产额提高10倍,增大了使用氘氘(D-D)中子发生器进行动态测井的可能性。基于蒙特卡罗方法开展随钻D-D源中子孔隙度测井研究。研究结果表明:随钻D-D源中子孔隙度测井的孔隙度灵敏度明显高于氘氚(D-T)源中子孔隙度测井,与提高灵敏度后的D-T源中子孔隙度测井相近;径向探测深度主要受源距和地层减速性质的影响,受源能量的影响较小,纵向分辨率主要与源距有关;基于射频源D-D中子发生器的随钻中子孔隙度测井的测速约为Am-Be源中子孔隙度测井的三分之一,可通过缩短源距,增大探测器尺寸与气压,提高探测器计数率,实现随钻D-D源中子孔隙度测井。

脉冲中子孔隙度测井屏蔽体的蒙特卡罗研究

为了提高随钻脉冲中子孔隙度测井的测量精度,分别针对氘-氚(D-T)和氘-氘(D-D)脉冲中子源,利用蒙特卡罗模拟方法,分层计算了多种屏蔽材料对不同能量中子的慢化和屏蔽效果。通过研究,得到了最佳的屏蔽结构和材料,以及屏蔽体的长度。研究结果表明:综合考虑仪器结构、重量、造价等因素,当随钻中子孔隙度测井使用D-T源时,屏蔽体结构为12 cm的钨或铜外加6 cm碳化硼时,屏蔽效果比较理想;而使用D-D源时,屏蔽体外层同样使用6 cm碳化硼,而内层应选6cm的钨或碳化硼。

基于开关泵命令对CNP仪器中子发生器的控制

可控源中子孔隙度随钻测井仪使用中子发生器作为放射性源,在实际随钻测井中,中子发生器全程工作对中子管寿命和井下电池都是极大的消耗。为了节省中子管和井下电池的工作时间,根据需要实时开启或关闭中子发生器,提出了中子发生器控制部分响应开关泵命令序列的设计思路。综合各种因素使用两个开泵和关泵命令组成序列来控制发生器在随钻测井作业中的开、关。实验结果表明可以使用开关泵命令序列控制发生器的工作,仪器因此可以取得更多有效测井资料。