测井仪器基础系列篇–中子测井

2207测井仪器

1、原理与用途

中子仪使用一个放射源(钚-铍或镅-铍源)向地层发射高能(4.1MeV)快中子,这些中子与地层物质的原子核发生碰撞,每次碰撞后每个中子会损失能量(玻耳兹曼输运方程);发射的中子与氢原子碰撞的影响最大。反射回的慢(热)中子(0.025eV)由两个探头进行计数,中子读数取决于地层的含氢指数—孔隙空间中的含水或含氢量的函数。含氢指数与单位体积含氢量成正比,淡水为1个单位。提供补偿的两个探头计数率之比由地面计算机处理,以计算出线性刻度的中子孔隙度记录。放射源与两个探头之间的距离决定其探测深度。

– 计算视孔隙度;

– 与其它测井资料结合识别岩性、探测气;

– 套管井测井;

– 地层对比、粘土分析。

2、作业须知

– 补偿中子测井(CNL)为非极板式仪器,特别设计用于与几种其它的仪器组合,以提供连续的中子测井,用弓形弹簧使仪器偏心;

– 影响资料质量的主要因素是泥饼、井径变化和钻井液中的氯离子浓度,双源距的中子探头可以有效地减小这些影响;

– 常用钻井液中的加比重材料引起探头计数率增高,呈现地层低孔隙的假象;

– CNL可用于充满流体的套管或裸眼井中,但不能用于充满气体的井眼;超热中子(CNL)则可用于充满气体的井眼;

– 目的层应作至少重复测量60m井段,并在统计误差范围内比较两者的重复性;

– CNL记录的视孔隙度,不仅反映有效孔隙内流体的氢含量,而且也反映泥质和束缚水中氢的含量;

氯、铁和硼是影响中子测井的很强的热中子吸收体;地层水矿化度很高时,或地层泥质中的铁和硼含量较高时,都会对中子测井造成很大影响,使视孔隙度偏低;

– 像密度测井一样,将测量的视孔隙度转换为实际孔隙度时,需知道岩石的骨架值。

标准值(视石灰岩孔隙度单位)

石灰岩 白云岩 砂岩 硬石膏 盐岩
Atlas 0 0.5 -2.1 -0.7 -1.8
Schlumberger 0 1 -2 -2 -3

石灰岩骨架到砂岩骨架的近似换算为:

NPHI(ss)=NPHI(ls)十4p.u . 在φ>3%时,效果很好。