測(cè)井原理11-中子測(cè)井

以中子與地層介質(zhì)相互作用為根底的測(cè)井方法稱中子測(cè)井。

超熱中子測(cè)井連續(xù)中子源熱中子測(cè)井中子伽馬測(cè)井中子測(cè)井：中子壽命測(cè)井脈沖中子源

C/O能譜測(cè)井第十二章中子測(cè)井

主要內(nèi)容1巖石的中子特性2連續(xù)中子源的中子測(cè)井3脈沖中子源的中子測(cè)井

第一節(jié)中子源及巖石的中子特性一中子源中子測(cè)井需要向地層發(fā)射快中子，通過(guò)中子與地層介質(zhì)發(fā)生多種核反響來(lái)探測(cè)地層的減速特性和俘獲特性。如:镅

二巖石的中子特性1中子的分類①快中子En>0.5mev②中能中子En=(0.1~0.5)mev

③慢中子En=(0~0.1)mev

超熱中子為0.2~10ev

熱中子為0.025ev即熱中子與吸收物質(zhì)處于平衡狀態(tài)

2巖石的中子特性①減速特性中子源發(fā)射的快中子經(jīng)過(guò)不斷與原子核發(fā)生碰撞而變?yōu)闊嶂凶拥倪^(guò)程稱為減速過(guò)程.描述減速特性的參數(shù)有

②俘獲特性中子在介質(zhì)中從變?yōu)闊嶂凶拥乃查g起到被吸收的時(shí)刻止經(jīng)過(guò)的平均時(shí)間稱為熱中子壽命熱中子從產(chǎn)生位量到被吸收的位量直線距離稱熱中子的擴(kuò)散距離rt

3:含氫指數(shù)

1)含氫量：?jiǎn)挝惑w積中氫原子數(shù)2)含氫指數(shù)H一立方厘米介質(zhì)中氫核數(shù)與單位體積淡水中氫核數(shù)的比值

3)與有效孔隙度無(wú)關(guān)的含氫指數(shù)a:泥質(zhì)粘土礦物具有結(jié)晶水泥質(zhì)孔隙孔道中含束縛水，所以泥質(zhì)有很大的含氫指數(shù)，一般為30%b:石膏〔CaSO4.2H2O〕H=49%

c:巖性中子測(cè)井儀器以石灰?guī)r為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行刻度，其他巖性巖石顯示為一定數(shù)值等效含氫指數(shù)。

第二節(jié)利用連續(xù)中子源的中子測(cè)井一井壁中子測(cè)井井壁中子測(cè)井〔SNP〕探測(cè)超熱中子也稱超熱中子測(cè)井。1：超熱中子通量的空間分布單位體積中的中子數(shù)稱中子密度單位時(shí)間通過(guò)單位截面的中子數(shù)稱為中子通量Ф。在均勻無(wú)限大介質(zhì)中，距離點(diǎn)狀快中子源r處的超熱中子通量。其中Q:源強(qiáng)〔中子/秒〕r:源距Le：由快中子減速為超速熱中子的減速長(zhǎng)度De：快中子的擴(kuò)散系數(shù)。由此可見Фe(r)只與地層減速特性有關(guān)。2井壁中子測(cè)井曲線①鉆井壁測(cè)量②記錄GR，d和Фsnp③曲線以石灰?guī)r孔隙度為單位二補(bǔ)償中子測(cè)井〔CNL〕補(bǔ)償中子測(cè)井〔CNL〕是雙源距熱中子測(cè)井，它探測(cè)熱中子也稱熱中子測(cè)井。1熱中子通量的空間分布均勻無(wú)限大介質(zhì)中其中：Lt,Dt:熱中子擴(kuò)散長(zhǎng)度和擴(kuò)散系數(shù)取決于熱中子俘獲特性

Le：熱中子減速長(zhǎng)度由此可見，熱中子通量不僅取決于地層減速特性也取決于俘獲特性。

2測(cè)量原理熱中子測(cè)井有兩種類型測(cè)井儀器，即〔1〕一個(gè)熱中子探測(cè)器〔GNT〕〔2〕兩個(gè)熱中子探測(cè)器(CNL)3CNL曲線測(cè)量ФCNL

三中子伽馬測(cè)井中子伽馬測(cè)井〔NG〕是沿井與記錄中子伽馬射線強(qiáng)度的測(cè)井方法，NG一般與GR同時(shí)測(cè)量。中子源造成的中子伽馬射線強(qiáng)度空間分布比較復(fù)雜，主要與地層減速特性，俘獲特性以及儀器參數(shù)有關(guān)。

四中子測(cè)井曲線及其應(yīng)用1：比較SNPCNLNG影響少中多探測(cè)范圍低高低效率低高低2：應(yīng)用1)劃分巖性2)確定孔隙度總孔隙度〔含氫指數(shù)〕要經(jīng)過(guò)巖性，油氣和天然氣〞挖掘效應(yīng)〞校正。a:巖性校正

巖性影響是指中子測(cè)井儀用石灰?guī)r作為刻度標(biāo)準(zhǔn)而引入的影響。

b:泥質(zhì)和油氣影響校正泥質(zhì)含氫指數(shù)大，含泥巖石總孔隙度ФN大于巖層有效孔隙度。c:天然氣“挖掘〞效應(yīng)70年代初，經(jīng)數(shù)學(xué)研究說(shuō)明，在井眼附近地層中的天然氣對(duì)中子測(cè)井的影響比只考慮了天然氣具有小的氫密度而預(yù)期要大得把充滿氣的孔隙用巖石骨架代替的假設(shè)下進(jìn)行計(jì)算的,計(jì)算說(shuō)明，當(dāng)附加的巖石骨架被挖掘并用氣來(lái)代替地層具有較小的中子特性減速，中子測(cè)井這種計(jì)算差異叫“挖掘效應(yīng)〞，3)判斷氣層在氣層含氫指數(shù)遠(yuǎn)小于具有相同孔隙度的含油〔水〕層，因此在氣層中子伽馬曲線顯示高值，在中子孔隙度顯示低值4)劃分油水界面

高礦化度地層水時(shí)，油水中的氯含量不同，含水NG高于含油。

第三節(jié)脈沖中子測(cè)井─中子壽命測(cè)井中子壽命測(cè)井也稱熱中子衰減時(shí)間測(cè)井〔TDT〕，它記錄熱中子在地層中的衰減時(shí)間與深度的關(guān)系。由此為測(cè)量中子壽命，只需在地層減速區(qū)選兩個(gè)觀測(cè)時(shí)間進(jìn)行測(cè)量

設(shè)n