第九章 补偿中子测井仪器
- 格式:ppt
- 大小:3.84 MB
- 文档页数:57
CNLT-1补偿中子测井仪使用说明书吉艾科技(北京)股份公司目录1. 概述 (1)1.1 仪器外观 (1)1.2 仪器技术指标 (2)1.3 仪器功能 (2)2. 电路描述 ........................................................ 错误!未定义书签。
2.1 探测器总成 (3)2.2 探测器 (3)2.3 电路 (4)3. 检测和刻度.................................................... 错误!未定义书签。
3.1 通讯测试 (8)3.2 中子电路高压 (8)3.3 长、短源距计数测试 (9)3.4 CNLT刻度 (12)3.5 仪器通断测试 (10)3.6 刻度 (12)4. 机械组装 (19)4.1 组装金属绝热瓶 (21)4.2 组装机械件 (28)5. 常见故障与检查 (28)1. 概述1.1 仪器外观1.2 仪器技术指标部件号:9146000000最高工作温度:200℃最高工作压力:140MPa最大适用井眼:最小适用井眼:仪器净长度:运输长度:仪器外径:92mm最大测速:9m/min测量范围及测量误差要求:测量范围:-3—100PU测量误差:(测量值在7PU以下),±7%(测量值在7PU以上)可重复性:(石灰岩孔隙度为15%)横向分辨率:,在孔隙度为15%的灌水裸眼井中为200mm垂直分辨率:(对比目的层上下所选的合适地层)测量点短源距:635mm长源距:762mm最大拉伸力:122000磅最大压缩力:78000磅电缆要求:7芯电缆缆芯使用情况:1:交流供电2:M2/M 5传输方式3:M2/M 5传输方式4:交流供电5:M2/M 5传输方式6:M2/M 5传输方式7:没用10:没用工作电压和电流:180V AC,6-10mA探测器类型:正比计数器源类型:Am241-Be源强度:18居里(散射中子)1.3 仪器功能补偿中子测井仪是放射性测井仪器的一种。
第9章关于中子测井的一些介绍中子测井是一种油气勘探和生产中常用的测井技术之一,通过测量中子的反射和散射特性,来确定地层中的含水量、孔隙度和渗透率等参数。
本文将介绍中子测井的原理、仪器和应用。
中子测井的原理是利用了中子与物质之间的相互作用。
中子是一种中性粒子,相对于其他测井方法,它具有更好的穿透能力。
当中子穿过地层时,会与地层中的原子核发生相互作用,主要包括散射和吸收两种过程。
散射是中子与原子核碰撞后方向改变而不被吸收,而吸收是中子与原子核碰撞后被完全吸收。
通过测量中子的散射和吸收,可以推导出地层中的物性参数。
中子测井的仪器主要包括中子发生器、探测器和数据处理系统。
中子发生器是产生中子束的关键部分,常用的有放射性源和电子束发生器两种。
放射性源一般采用241Am-Be(铀-铍)源或14C-12C(碳-碳)源,它们能够以一定速率释放出中子。
电子束发生器则是通过加速器产生高能电子束,通过与靶材相互作用产生中子。
探测器用于测量中子与地层相互作用后的信号,主要包括散射中子探测器和吸收中子探测器。
散射中子探测器一般采用晶体闪烁体或气体探测器,可以测量散射中子的能量和方向。
吸收中子探测器一般采用掺镍的晶体闪烁体,可以测量被吸收的中子强度。
数据处理系统用于采集、处理和分析中子测井数据,得出地层的相关参数。
中子测井在油气勘探和生产中具有广泛的应用。
首先,中子测井可以提供地层的含水量和孔隙度信息。
中子与水之间的相互作用较强,而与岩石矿物之间的相互作用较弱,因此可以通过测量中子的吸收和散射来确定地层中的含水饱和度和孔隙度。
其次,中子测井可以提供地层的渗透率信息。
中子与地层中的原子核碰撞后会发生散射,散射角度的大小与地层的渗透性直接相关。
通过测量中子的散射角度,可以推导出渗透率的大小。
此外,中子测井还可用于确定地层中矿物含量、岩石类型和压力等参数。
通过综合分析中子测井数据,可以为油气勘探和生产提供可靠的地层参数。
总之,中子测井是一种重要的油气勘探和生产工具,通过测量中子与地层的相互作用来分析地层的物性参数。
补偿中子测井仪器补偿中子测井仪属于放射性强度测井仪器。
是(密度、声波。
中子)等三大孔隙度测井仪器的其中之一。
今天我准备从下面5个方面来介绍补偿中子测井仪器:a)仪器简介b)仪器测井原理c)探测器d)电路简介e)仪器的刻度1. 仪器简介补偿中子测井仪是一种通过测量地层含氢指数来确定地层孔隙度以及判断岩性的放射性测井仪器。
仪器的用途:a)确定地层孔隙度b)判断岩性c)确定泥质含量仪器特点a)仪器的推靠器:b)仪器的重量:c)由于中子射线可以很容易穿透钢管,因此补偿中子测井仪不仅可以在裸眼井中测量,还可以在套管井中测量。
d)自然界存在伽马射线,但不存在中子射线,所以仪器在正常情况下,本底为零。
仪器主要技术指标:a)仪器最大外压:100Mpab)仪器使用电缆长度:≤7000mc)仪器最大测速:560m/h 测速与源强有关。
d)仪器测量围:0~100P.u.e)仪器测量精度:当地层孔隙度为: 0 ~ 10 P.u. 时,仪器误差为:±1P.u.当地层孔隙度为:10 ~ 45 P.u. 时,仪器误差为:±3P.u.当地层孔隙度: > 45 P.u. 时,仪器误差为:±7P.u.2.仪器原理:中子测井核物理基础补偿中子测井仪上装载着20居里的Am—Be中子源,能量约为几百万电子伏特。
每秒钟将产生4⨯107个快中子,这些快中子射入地层,与地层的物质发生一系列的核反应。
其中包括:快中子的非弹性散射、快中子对原子核的活化、快中子的弹性散射及减速。
快中子经过一系列的非弹性碰撞及弹性碰撞,能量逐渐减小,最后当中子能量与地层的原子处于热平衡状态时,中子不再减速。
这种能量状态的中子叫热中子。
标准热中子的能量为:0.025ev,速度为2.2×105厘米/秒。
根据碰撞学说,中子碰撞中的能量损失与被碰撞物质的质量和入射角有关,与中子质量相当的物质碰撞(弹性碰撞),中子损失的能量最大。
补偿中子测井仪器补偿中子测井仪属于放射性强度测井仪器。
是(密度、声波。
中子)等三大孔隙度测井仪器的其中之一。
今天我准备从下面5个方面来介绍补偿中子测井仪器:a)仪器简介b)仪器测井原理c)探测器d)电路简介e)仪器的刻度1. 仪器简介补偿中子测井仪是一种通过测量地层含氢指数来确定地层孔隙度以及判断岩性的放射性测井仪器。
仪器的用途:a)确定地层孔隙度b)判断岩性c)确定泥质含量仪器特点a)仪器的推靠器:b)仪器的重量:c)由于中子射线可以很容易穿透钢管,因此补偿中子测井仪不仅可以在裸眼井中测量,还可以在套管井中测量。
d)自然界存在伽马射线,但不存在中子射线,所以仪器在正常情况下,本底为零。
仪器主要技术指标:a)仪器最大外压:100Mpab)仪器使用电缆长度:≤7000mc)仪器最大测速:560m/h 测速与源强有关。
d)仪器测量范围:0~100P.u.e)仪器测量精度:当地层孔隙度为: 0 ~ 10 P.u. 时,仪器误差为:±1P.u.当地层孔隙度为:10 ~ 45 P.u. 时,仪器误差为:±3P.u.当地层孔隙度: > 45 P.u. 时,仪器误差为:±7P.u.2.仪器原理:中子测井核物理基础补偿中子测井仪上装载着20居里的Am—Be中子源,能量约为几百万电子伏特。
每秒钟将产生4⨯107个快中子,这些快中子射入地层,与地层的物质发生一系列的核反应。
其中包括:快中子的非弹性散射、快中子对原子核的活化、快中子的弹性散射及减速。
快中子经过一系列的非弹性碰撞及弹性碰撞,能量逐渐减小,最后当中子能量与地层的原子处于热平衡状态时,中子不再减速。
这种能量状态的中子叫热中子。
标准热中子的能量为:0.025ev,速度为2.2×105厘米/秒。
根据碰撞学说,中子碰撞中的能量损失与被碰撞物质的质量和入射角有关,与中子质量相当的物质碰撞(弹性碰撞),中子损失的能量最大。
CNS补偿中子测井仪工作原理与电路分析补偿中子测井仪是中子测井方法中的一种。
补偿中子测井仪是一种孔隙度测井仪,仪器的读数反映地层的含氢量,在孔隙地层中,岩石骨架物质的含氢量可以忽略不计。
而地层孔隙空间通常充满了地层水或者石油天然气,而两者的含氢量近似相等。
因而,通过测量地层的含氢量,可以间接地确定地层孔隙度。
同时也可以与其他测井方法一起进行综合分析,帮助确定许多其他的地质参数,如巖性,粘土含量,含水饱和度等。
CNS补偿中子测井仪是北京环鼎科技公司最新研发的高性能测井仪,由于该仪器探测精度高,性能稳定,因而在油田勘探和开发中获得广泛应用。
标签:CNS补偿中子;组成;性能;工作原理1 仪器概述1.1 组成补偿中子探头由壳体和芯件两部分组成。
壳体包括上部壳体、下部壳体、中子源装载段等,芯件包括长短源距热中子探测器和电子线路板。
仪器配备的工具和附件有装卸源工具和靠壁器等。
补偿中子测井仪的配套设备有车间刻度筒和现场刻度器,对补偿中子测井仪进行二级刻度和现场校验。
1.2 功能与特点补偿中子探头与电子线路段Ⅰ(NEC)等构成测井系统,仪器由一个中子源和长短两个不同源距的探测器组成双探测系统,减少了环境因素的影响。
补偿中子探头段通过两组相同的放大电路测量不同源距两个探测器的计数率。
它通过测量两个探测器的计数率,利用530系统补偿中子的数字模型来计算地层结构孔隙度。
由于采用了探测精度较高的热中子He-3探测器以及高稳定性高集成放大线路,使得该仪器具有较高的测量精度和稳定性可靠性高。
2 仪器方法原理中子测井是以中子与地层物质的相互作用为基础的测井方法,中子按能量大小可以分为高能中子(能量>10MeV),快中子(能量在0.1-10MV),中能中子(能量在1-100keV)和慢中子(能量在0-1KeV),由于中子是不带电粒子,当它与物质作用时,与核外电子不产生电场力,因而可直接与原子核发生反应。
弹性散射是中子与物质发生作用的形式之一,在中子与原子核的弹性散射过程中,中子与原子核的总动量以及总动能保持不变,即遵守动量守恒和能量守恒定律,经弹散射后,原子核从中子中获得能量,而中子则损失部分能量。
EILog-05组合测井系统补偿中子测井仪刻度吴永安2006年3月18日刻度的概念:补偿中子测井仪的一级刻度,就是要把仪器在测井过程中所得到的计数率和地层孔隙度之间建立一个数学模型。
如何有效的建立这一数学模型,最大限度的减小因地面系统数据处理所带来的误差,是摆在仪器刻度工作的技术关键。
补偿中子测井仪的二级刻度,是指仪器经过长时间使用或者主要器件(探测器、整机电路板等)经过维修后,仪器状态发生了变化,为了校正这一变化所作的刻度,就是仪器的二级刻度。
通俗的讲,一级刻度就是工程量与物力量的关系。
二级刻度,则是工程量和工程量之间的关系。
补偿中子测井仪一级刻度:原理:在理论上,补偿中子测井仪的长、短源距的两道计数率的比值R与地层孔隙度Ф的对数之间有非常近似直线的关系。
可以将补中Ф-R计算公式表达为:LnФ= a*R + b (1)但由于各方面因素的影响,这条直线并不完全是直线。
如果按照直线方程来处理测井数据,将会带来测井误差。
为了尽可能减小误差,我们采用曲线方程来拟合Ф-R计算公式。
CSU最新的处理公式是:在低孔隙段用的是倒数曲线公式。
中、高孔隙段用的是两段直线公式。
笔者的观点,无论用哪种公式,都应该以仪器实际刻度数据为准。
哪种曲线能最大限度的将刻度点落在曲线上,相关系数最大,我们就采用哪种公式。
目前成套装备补偿中子测井仪采用三次曲线方程。
相关系数在0.998以上。
如果采用四次曲线方程,我们发现四次系数非常小,而且相关系数也没有三次曲线的相关系数大。
因此,成套装备补偿中子测井仪采用三次曲线方程来处理测井数据。
刻度步骤:1.刻度井井况介绍:西安刻度中心有9口补偿中子刻度井。
刻度井参数如下:(备注里的内容为本人多次刻度,对刻度井的了解,纯属经验,无理论根据,无实验数据支持)2.刻度前,检查仪器是否工作正常,检查地面系统是否工作正常,并办理放射性中子源出库手续。
3.确定仪器记录点,根据刻度井的地层深度,对仪器下井位置做好标记。
第九章中子测井中子测井(NUETRON LOGGING):利用中子和地层的相互作用(的各种效应)为基础的测井方法,来研究井剖面地层性质的各种测井方法的总称。
它包括中子—热中子、中子—超热中子、中子—伽马测井、中子活化测井以及非弹性散射伽马能谱测井和中子寿命测井。
测井时,中子源向地层发射快中子,快中子在地层中运动与地层物质的原子核发生各种作用,由探测器探测超热中子、热中子或次生伽马射线的强度,研究地层的孔隙度、岩性及孔隙流体性质等地质问题。
§1 中子测井的核物理基础一、中子和中子源能产生中子的装臵叫中子源。
核测井中使用的中子源有放射性同位素中子源和加速器中子源两大类,前者发射的中子的能量在4~5MeV,而后者为12MeV,能量不同的中子与地层的相互作用的特点不同,由此形成了各具特色的中子测井。
1、中子(1) 中子的电荷:组成原子核不带电的中性微粒,它与质子以很强的核力结合在一起,形成原子核。
研究认为中子可能带有很小的难以探测的电荷,其上限在10-8电子电荷,因而可以看成是中性粒子。
当中子与原子相互作用时,和核外电子几乎没有库仑力作用,而直接与原子核碰撞,其反应几率主要取决于核的性质。
因此,中子入射物质后,主要是与原子核发生作用。
(2)中子的质量:1.00887u;质子的质量1.00758u(3)中子的半衰期中子的静止质量大于质子和电子的静止质量之和,会自发的发生β-衰变,它的半衰期为11.7±0.3min,因此,自然界几乎不存在自由中子。
β+→-+n+Qvpv称为反中微子。
(4)中子的分类当中子与原子相互作用时,和核外电子几乎没有库仑力作用,而直接与原子核碰撞,其反应几率主要取决于核的性质。
因此,中子入射物质后,主要是与原子核发生作用。
中子能量不同(速度不同),它与物质相互作用的行为也就大不相同,因此,目前使用的中子测井包括使用同位素中子源测井和加速器中子源中子测井。
根据中子的能量可将中子分为:高能中子 能量〉10 MeV 穿透能力极强快中子 10MeV —10KeV 穿透能力极强中能中子 100eV —10KeV慢中子 0.03eV —100eV 超热中子约为0.2~10ev热中子约为0.025ev ,热中子标准速度2200M/S快中子的穿透能力很强,能穿透下井仪器的钢外壳、泥浆、套管、水泥环而进入地层。
项目编号:文件编号:密级:补偿中子测井仪器培训手册中国石油集团测井有限公司技术中心大家好!很高兴有机会和大家一起交流一下放射性测井仪器的基本知识。
我们研制测井仪器的目的,就是要探测地层信息,寻找地下石油天然气储层。
我们是采取什么手段来探测地下信息的呢?图:测井仪器探测地层信息最基本的手段就是:仪器往地层发射信号,这个信号通过与地层物质的作用,信号的某些参数将会发生变化。
这些经过地层影响,发生变化了的信号就带有地层信息。
然后利用相应的探测器来接收自己发射出去的信号。
通过对探测到的信号进行分析,就能得到我们想知道的地层信息。
比如电法仪器,代表仪器有微球、侧向、微电极等。
这些仪器往地层发射电流。
图:我们知道,不同地层的电阻率是不相同的。
电阻小的地层,发射出去的电流很快就回到仪器的探测电极。
电阻大的地层相反。
通过分析仪器探测电极接受到电流的大小,就可以判断出地层的电阻率参数。
我们知道,地层水和石油天然气的电阻率的区别很大,通过探测地层电阻率参数,就可以划分油水层。
声波测井仪器也是一样。
不过声波仪器往地层发射的不是电流,而是声波。
不同密度的地层对声波的反映是不一样的。
如果地层密度大,发射的声波很快就被放射回来。
如果地层密度较小,发射的声波就需要一个比较长的时间才能回到仪器的声波探测器。
通过分析声波从发射到接受的时间间隔,就能判断地层密度值。
为了避免声波沿着仪器外壁直接到达仪器的探测器,所以声波仪器的外壳被加工成:图:同样,电法仪器为了避免发射的电流过快就回到仪器探测器,仪器在发射电流补偿中子测井仪属于放射性强度测井仪器。
是(密度、声波。
中子)等三大孔隙度测井仪器的其中之一。
今天我准备从下面5个方面来介绍补偿中子测井仪器:a)仪器简介b)仪器测井原理c)探测器d)电路简介e)仪器的刻度1. 仪器简介补偿中子测井仪是一种通过测量地层含氢指数来确定地层孔隙度以及判断岩性的放射性测井仪器。
仪器的用途:a)确定地层孔隙度b)判断岩性c)确定泥质含量仪器特点a)仪器的推靠器:b)仪器的重量:c)由于中子射线可以很容易穿透钢管,因此补偿中子测井仪不仅可以在裸眼井中测量,还可以在套管井中测量。