PNNG饱和度测井仪简介
饱和度测井_PNN饱和度测井在尕斯库勒深层解释标准研究[修改版]
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【摘要】尕斯库勒开发已经进入中后期，为提高单井产量，层调、堵水、补孔作业显得尤为重要，因此我公司引进了4类剩余油饱和度测井仪器，有pnn、pnd、中子寿命、全谱。
近两年饱和度测井数量较大，对油田单井产量有很大贡献，但饱和度测井在解释还存在一定的问题，所以通过尕斯库勒深层饱和度测井研究分析，分析总结适合该地区的一套解释标准。
【关键词】俘获截面；电阻率；饱和度一、前言pnn饱和度测井主要利用了放射性测井原理，主要测取地层的俘获截面，来计算储层的含油饱和度；电阻率测井利用电法测井原理，测量地层电阻率，通过电阻率来计算储层的含油饱和度。
pnn和电阻率都反应储层的含油气性，pnn主要是利用油水的俘获截面值相差较大来计算油水百分比，电阻率测井同样应用油水的导电性不同来计算油水百分比，然而影响地层水俘获截面和导电性的主要因素都是地层水的矿化度。
所以二者求取饱和度的根本原因都一样，只是所用的物理方法不同而已。
本文通过研究俘获截面和电阻率的相关性，来确定尕斯深层地区油层俘获截面的范围，为pnn剩余油饱和度解释确立解释标准。
二、放射性饱和度原理与电阻率测井原理分析2.1 pnn测井原理pnn测井原理：中子测井就是通过脉冲中子源发射出14mev高能中子流，并通过高能中子流去轰击地层，相继发生以下四种反应。
1、快中子与原子核的非弹性散射2、快中子与原子核的弹性散射3、辐射俘获核反应4、中子活化。
pnn就是通过辐射俘获核反应后测量剩余中子数量来求出地层的俘获截面值，从而计算储层的含油饱和度。
测井的俘获截面值为骨架、泥质、孔隙流体（油水）几个的总和。
σlog－利用pnn测得的中子计数率计算的地层俘获截面；σma—骨架的俘获截面；σsh－泥质的俘获截面；σh－烃的俘获截面；σw－水的俘获截面；vsh－泥质含量；φ－孔隙度。
从公式中可看出：要想准确地计算出含水饱和度，必须准确地确定一些解释参数（σma、σo、σsh、σw）和解释曲线（泥质含量vsh、孔隙度φ、σlog曲线）。
PNN测井技术及其应用分析
PNN测井技术及其应用分析孔玉霞;胡国祥;童长兵;邢强【摘要】PNN测井是一种利用测量地层中剩余热中子数量随时间变化关系,从中提取地层的宏观俘获截面,计算储层的剩余油饱和度的方法;其采集方式区别于其它脉冲中子测井,也具备独特的数据处理技术.文章介绍了PNN测井原理、解释方法,并结合实例认为:地层的宏观俘获截面是表征地层中子特性的参数,与地层岩性、裸眼井的伽马曲线有很好的对应关系;PNN测井资料解释须参考生产井史、邻井注水动态资料,才能得出准确的结论.【期刊名称】《内蒙古石油化工》【年(卷),期】2010(036)005【总页数】3页(P104-106)【关键词】脉冲中子;测井;俘获截面;剩余油饱和度【作者】孔玉霞;胡国祥;童长兵;邢强【作者单位】延长油田股份有限公司,陕西,延安,716000;延长油田股份有限公司,陕西,延安,716000;延长油田股份有限公司,陕西,延安,716000;延长油田股份有限公司,陕西,延安,716000【正文语种】中文【中图分类】TE19PNN 是脉冲中子—中子(Pusle N eu tron—N eu tron)仪器的简称,它使用中子发生器向地层发射14M eV的快中子,经过一系列的非弹性碰撞和弹性碰撞,当中子的能量与组成地层的原子处于热平衡状态时,中子不再减速,此时它的能量是0.025 eV,速度2.2×105cm/s,与地层原子核的反应主要是俘获反应。
PNN仪器记录从快中子束发射30μs后的1 800μs时间的热中子记数率,并将其时谱记录分成60道,每道30μs,从中提取地层的宏观俘获截面,并据此分辨近井地层的含油水性质。
与传统的中子寿命测井相比,中子寿命测井记录的是热中子与地层俘获反应释放出的伽马射线,而PNN直接记录俘获反应前后热中子记数率。
PNN仪器主要针对提高低孔隙度、低矿化度油藏水的俘获截面(孔隙度大于5%,矿化度5 000 ppm(1ppm=10～6)左右)。
PNN测井技术在青海油田水淹层解释评价中的应用
PNN测井技术在青海油田水淹层解释评价中的应用
黎明;戴祖龙;薛英;温杰
【期刊名称】《石油天然气学报》
【年(卷),期】2010(32)6
【摘要】PNN测井是一种通过记录发生俘获反应后地层中的剩余热中子数量,进而获取储层剩余油饱和度的测井技术。
其测量原理、数据采集和处理方式均有独特之处。
通过在青海油田大量的测井实践出发,总结出了一套PNN测井进行水淹层识别的综合解释方法。
并在此基础上,充分利用动态监测资料对水淹层进行分级评价以及建立了区块解释标准对其进行量化解释,从而使PNN测井在青海油田剩余油测井评价中发挥出了独特而重要的作用。
【总页数】5页(P263-266)
【关键词】PNN(脉冲中子-中子)测井;水淹层;综合解释方法;剩余油饱和度
【作者】黎明;戴祖龙;薛英;温杰
【作者单位】青海油田测试公司;大庆钻探工程公司数解中心
【正文语种】中文
【中图分类】P631.84
【相关文献】
1.PNN剩余油饱和度测井技术在青海油田的应用 [J], 雷刚;周涛;魏顺科;何伟
2.喇萨杏油田水淹模式库的建立及其在水淹层定性解释中的应用 [J], 张云英;王铁燕
3.过套管电阻率测井技术在水淹层识别中的应用——以沙南油田沙丘5井区梧桐沟组为例 [J], 王旻轲;罗明高;梁成钢;万文胜;高敬善
4.PNN测井技术和过套管电阻率测井技术在X油田Y井中的剩余油分布应用研究[J], 贾国伟
5.PNN测井技术在青海油田的应用认识 [J], 强磊
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套管井剩余油饱和度测井新技术
• 时间门A记录脉冲中子发射过程中所有的伽马射线 能谱，包括非弹性能谱和俘获能谱；时间门B测量 的是中子发射后的早期俘获能谱，用于从先前的 非弹性能谱A中减去俘获谱B的β倍，以消除俘获 本底的影响，因此就得出净非弹性谱；时间门C测 量的是中子发射后的后期俘获能谱。
• 俘获-∑模式同时记录俘获伽马射线能谱、全部的 俘获伽马射线计数率以及热中子衰减时间分布。 每个测量周期含有2个中子脉冲——1个短脉冲和1 个长脉冲。短脉冲发射过程中及发射后采集的全 部计数率被用来确定井眼流体的∑；长脉冲发射 后采集的全部计数率被用来确定地层的∑，以126 个不同宽度的时间门记录计数率谱，它覆盖了一 个完整的俘获-∑测量过程，包括脉冲中子发射和 发射后的本底。
• 利用C/O能谱测井和热中子寿命测井时测井 基础理论、谱数据处理方法、地层的适应 性及测井响应、各种因素对测井响应的影 响和影响因素的校正是确定高含水储层饱 和度的关键所在。
一、脉冲中子饱和度测井基础理论
（一）中子与地层的相互作用
1.快中子非弹性散射
快中子与地层中的靶核发生反应后，处于激发 态的靶核常常以发射伽马射线的方式放出激发能而 回到基态，由此产生的伽马射线称为非弹性散射伽 马射线。中子的能量必须大于靶核的最低激发能级 才能发生非弹性散射。
• ②若地层孔隙流体为地层水、原油和天然气的混 合物，则按其体积比可以计算Σ值。
• 对于纯地层来说，其总的宏观俘获截面为
• 当地层含有泥质时公式变为
3.中子寿命测井的显示方式
• 现代的中子寿命测井仪安有两个探测器，叫双探测 器或双源距寿命测井仪，测井时记录下列曲线：
（1）用短源距（普通源距）探测器测量门I、门II和 门III(背景值)计数率，分ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ记作N1、N2和N3 ；
PNN测井
PNN（脉冲中子中子）剩余油气饱和度测井
1、独特热中子探测：解决低孔隙度、低矿化度难题。
2、独特的高温设计：工作环境可高达150°。
3、独特的记录方式：记录热中子衰竭时间谱。
4、独特的成像技术：可直观消除井眼影响。
5、高精度评价技术：寻找出水点和剩余油。
6、独特的测量方法克服了标准中子寿命测量仪器中存在的，在低矿化度情况下，不能有效区分油水层位的问题。
7、施工作业简单，可以在油管内测量，大大减少作业成本。
8、完全可以在水平井中测量，解决水平井中找水的难题。
9、可以在新井和老井中测量，为原油开采提供客观、准确的依据。
10、在地层孔隙度8%的情况下有很好的应用实例。
11、在地层水矿化度1000ppm的情况下有很好的应用实例。
PNN与其它脉冲中子测井方法的比较表。
PNN测井技术在井中储层测井评价中的应用
PNN测井技术在井中储层测井评价中的应用摘要：随着油田长期不断的勘探开发，许多油田已经进入高含水期，油田的稳产所面临的困难不断增多。
油田开发实践证明目前的一次开采率仅占石油地质储量的1/3，而剩余的2/3由于各种因素的影响仍以地质储藏的方式存在于地下，是油田持续开发和实现稳产的重要。
但是，如何利用新的测井方法和技术手段识别水淹层、确定剩余油藏的饱和度及其地质分布状况，是提高老旧油田采区采收率、提高油田企业经济效益而迫切需要解决的重要课题。
本文主要分析PNN测井技术在井中储层测井评价中的应用。
关键词：PNN测井；热中子；含油饱和度；流体性质引言PNN仪器的测量原理是采用热中子测量法（中子－中子），就是直接测量脉冲高能中子发射后，地层中热中子的数量随时间的变化关系。
PNN仪器的中子发生器发射出14.1Mev的高能量中子，这些中子射出后经过与地层的物质相互作用后，这样进行多次的相互作用，中子的能量就会不断地减少，直到他们能量降低到热中子能级（大约0.025Mev）的时候，这些中子就将发生中子吸收反映（即热中子俘获反应）。
在这整个过程中，PNN的中子探测器将会记录下中子的脉冲数。
PNN仪器就是采用的这种测量方法，直接测量俘获之前的热中子。
1、PNN测井仪测量原理PNN的中子探测器是由长短两个探头组成，分别记录热中子随时间变化的热中子的冲脉数。
每个探测器的热中子数量按照时间分为60道，每道的时间宽度为36us。
PNN中子发射率n/s，中子脉冲宽度1-3ms，发射周期为75ms。
中子发生器发射出来的中子在与地层中的物质多次碰撞后，迅速衰减到热中子能级，之后被地层中的元素所吸收，吸收的速度取决于v*Σabs,其中v表示热中子的速度（在给定的温度下是一个常数），Σabs是地层的视俘获截面。
如果只存在中子俘获反应，那么中子的数量呈指数衰减。
因为水的俘获截面比油的俘获截面要大，所以在水中热中子的衰减速度要快。
中子在任何一个时间的数量可以表达成为这样一个公式：N1=N0*e(-v*Σabs*t1)（1）其中：N1为t1时刻单位体积内的热中子数量；N0为t=0时刻单位体积内热中子的数量；t1为记录时间点；Σabs――地层单位体积的总俘获截面(v=2200m/s,75oF)。
PNN测井技术与应用
西格玛(Sigma)矩阵数据库创建
S
S
S
S S S Ch1 Ch2 Ch3 Ch4 Ch5 Ch6 Ch7 ........... Ch56 Ch57 Ch58 Ch59 Ch60
39 34 63 69 66 66 50 ...........
00000
S S 35 31 51 69 67 58 58 ...........
无需刻度
四、PNN技术原理
D
测量图示
D
G
五、PNN技术优势
• PNN是通过对地层中还没有被地层俘获的热中子来进行记录和分析，从而得到饱和 度的解析。 • 探测热中子方法，没有了探测伽马方法存在的本底值影响，同时在低矿化度与低孔 隙度地层保持了相对较高的记数率，削减了统计起伏的影响。 • 同时，PNN还有一套独特的数据处理方法，能够最大程度的去除井眼影响，保证了 Sigma（地层俘获截面）曲线的准确性，精度可以达到±0.1俘获截面单位。 • 克服了标准中子寿命测量仪器中存在的：在低矿化度、低孔隙度地层情况下，不能 有效区分油水层位的问题。 • PNN 具有施工简单，不需要特殊的作业准备，可以过油管测量、仪器不需刻度， 操作维修简单、记录原始数据、去除井眼影响等等多方面的优势。
Yes 指示效果很好
No
No Yes Yes Yes 西伽玛值 Yes
Yes
Yes
No (>20%)
No
No No No Yes
Yes
No Yes Yes Yes 西伽玛值 Yes
Yes
No (>25000PPM)
No (>20%)
No
No No No Yes
Yes 必需高矿化度裸眼井
PNN资料计算剩余油饱和度的参数优选方法
H ma SiO 2 H ma CaCO 3 H ma CaMg CO 3 2
砂岩主要矿物 石灰岩主要矿物 白云岩主要矿物
1、一些基本概念
4、含氢指数
与有效孔隙度无关的含氢指数
1、非弹性散射
快中子先被地层原子核吸收形成复核，然后再放出一个能量较低的中子，
靶核仍处于激发态，常常通过发射γ 射线的方式释放出激发能而回到基态。其 反应式为：
n X
A Z
Am Z
X n
Am Z
X X
A Z
式中，n为快中子，X 为地层原子。不同的原子核发生非弹性散射的阈能不同，因此快中
对于天然气（CH4)：
Hg
9x 36 g g 2.25g 12 x 16
36 g 2.25g 0.5625 0.55 16
g 0.25 H g
1、一些基本概念
4、含氢指数
水
饱含淡水纯石灰岩（CaCO3）
Vma 1
H
骨架
单位体积纯石灰岩
H H W (1 ) H ma
天然水成因分类 （据B.A.ЩУЛИН，1946）
1、一些基本概念
4、含氢指数
1）定义：1cm3物质中的氢核数与1cm3淡水中氢核数的比值。 2）含氢指数的表达式：
1cm3物质中的氢核数： 含氢指数：
H NA x M
H KN A
x M
式中：M——化合物的摩尔质量，g/mol； ——体积密度， g/cm3； x——每个分子中的氢原子数； NA——阿伏伽德罗常数； K——待定系数
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PNNG饱和度测井仪
一、概述
PNNG饱和度测井仪全称脉冲中子-中子&伽马测井仪，它既体现了脉冲中子-中子和脉冲中子-伽马测井仪各自的优点，又强化了两者的互补功能。
一次下井可完成中子寿命测井、俘获伽马能谱测井、自然伽马测井以及井温、压力、套管接箍等测量任务。
该仪器装备了热中子探测器和伽马探测器，能同时测量热中子时间谱、俘获伽马时间谱和能谱，并能同时记录两种探测器的计数率，测井信息丰富，处理解释方法先进，测井工艺简单。
几种测井方法的综合测量能有效提高解释符合率，测量精确度高，当地层水矿化度在10000ppm以上时对中子寿命测井数据可做定量解释，矿化度在5000~10000ppm之间可做定性解释，是低孔、低渗、低矿化度地区剩余油饱和度测量的一种理想装备。
二、主要技术指标
1、外形尺寸：Φ43⨯4800mm
2、中子发生器产额：≥1.5⨯108n/s
3、仪器质量：45kg
4、工作温度：-25︒C~+150︒C
5、∑测量范围：7.6~91C.U.
6、推荐测速：360m/h
7、外壳耐压：80MPa
8、测量精度：±2%
三、主要特点
1、同时测量热中子和俘获伽马时间谱。
2、同时测量热中子和俘获伽马计数率。
3、基于多尺度分析方法进行数据处理，充分融合各种测井信息，提高了测井解释符合率。
4、采用先进的滤波方法，测量精度高，测井重复性好。
5、自动跟踪地层宏观俘获截面的变化，自动化测量程度高。
6、采用中子管靶压稳压技术，保证了中子产额的稳定性，可有效提高测量精度。
7、一次下井可同时完成自然伽马、井温、压力、套管接箍、中子寿命测井功能。
8、该方法与传统中子寿命测井方法相比，可以在10000ppm以上矿化度地区进行剩余油饱和度测量，扩大了该方法应用范围，有效地提高了剩余油饱和度测量的精确度。
四、主要用途
1、应用测井资料，寻找水层和潜力层，评价产层的水淹级别，认识油藏水淹规律，寻找出水层位，提高措施效果，为控水增油提供依据。
2、检验固井质量，寻找窜槽和漏失层位。
3、得到的地层宏观俘获截面可以用来定量计算地层的剩余油饱和度。
4、伽马和热中子计数率及其比值可以用来识别油气水层，寻找漏失气层。
5、检查注灰、封堵效果。
6、盐间油识别。
1。