自动稳谱技术在高精度碳氧比能谱测井仪中的应用
自动稳谱技术在高精度碳氧比能谱测井仪中的应用
1 概述
碳氧比能谱测井所依据的基础是快中子与原子核相互作用理论。
碳氧比能谱测井需要测量快中子与地层元素原子核发生碰撞时所产生的非弹性散射伽马射线。
碳元素原子核的非弹性散射伽马射线强度与氧元素原子核的非弹性散射伽马射线强度之比就是碳氧比，其值能反映碳、氧两种元素的含量关系。
石油中含有大量的碳却不含氧，水中含有大量的氧而不含碳，所以碳氧比值能反映油、水两种物质的含量。
显然，碳氧比值越大，则含油饱和度越高。
为了区分岩石骨架成分引起的碳氧比值的变化，需要知道地层岩性，由热中子俘获伽马射线能谱可以求得反映岩性的硅钙比。
对砂岩地层来说，硅钙比值较大，对泥岩来说，硅钙比值较小。
因此，由碳氧比值、硅钙比值等参数可以计算地层的含水饱和度[2]。
碳氧比能谱测井的基本过程就是脉冲发射快中子，同时记录伽马射线能谱。
由于测井仪器是综合性的测量系统并工作于温度等因素变化相当大的环境中，探测器增益、高压发生器输出、放大等电路特性都会发生一定程度的变化，从而造成能谱漂移，即同一能量的伽马射线在不同系统增益下测量时，能谱峰的位置发生变化，使得系统无法获得正确的结果，给地层参数正确获取带来困难，因此需要进行稳谱处理以抑制能谱漂移
2 高精度碳氧比能谱测井稳谱技术方案
目前稳谱技术都是通过计算机判断能谱峰漂移多少道，经过计
算，然后计算机往井下发送命令来进行稳谱。
但在实际测井过程中，仪器采集数据和往上发送数据不是同步的，即使计算机发现谱漂，再往下发命令也是延迟的命令，并不能真正的校正谱漂。
针对现有碳氧比能谱测井的状况，设计了一种软件自动稳谱技术，以便在测量过程中通过采集软件自动的跟踪能谱峰并进行稳谱校正。
稳谱周期由以下几个步骤组成：
（1）当仪器在井下稳定时，进行刻度，并提取刻度时的俘获谱，把其当成标准谱，获得氢峰和铁峰峰谷的数据。
（2）正常测井时实时提取俘获谱和非弹总谱的氢峰和铁峰峰谷的数据，分别与标准谱数据进行线性拟合，获得校正系数。
（3）通过校正系数分别对测井时的俘获谱和非弹总谱数据进行道址修正，得到与标准谱对应的俘获谱和非弹总谱数据，通过线性插值计算出0～255道的俘获谱和非弹总谱数据。
（4）通过校正后的俘获谱和非弹总谱数据，计算碳氧比值等测井参数。
3 高精度碳氧比能谱测井稳谱技术应用实例
下面以慧眼1000地面测井系统为例来说明高精度碳氧比能谱测井自动稳谱技术的应用效果。
自动稳谱软件稳谱周期流程如图1。
通过这个稳谱周期，即可在整个测井过程中实现自动稳谱，保证测量的稳定性和准确性。
经过现场试验表明，该软件可以完成实时稳谱校正，提高了测井
成功率和测量精度。
图2展示了高精度碳氧比能谱测井仪应用此稳谱软件测井的重复性，表1是对这口井的测井数据解释。
通过在杏x-x-x井的现场井进行测井资料评价对比，慧眼1000地面测井系统采集碳氧比资料重复性和一致性评价，处理解释的评价，均达到了采集资料正常应用的标准，现
4 结论
本文提出了一种用于高精度碳氧比能谱测井仪的自动稳谱技术。
这项技术采用软件的方法可靠且自动解决了当前碳氧比能谱测井过程中的稳谱问题，在慧眼1000地面测井系统中的应用证明了该自动稳谱技术的可行性和有效性。
参考文献
[1] 程宗华，丁希金，陈志红.国产碳氧比能谱测井仪的新进展[j].测井技术，1998，增刊：86-88
[2] 陶宏根，王宏建等著.大庆测井公司碳氧比能谱测井技术进展[c].北京：石油工业出版社，2006：199-210
[3] 汤天知，郭斌等著.稳谱系统的关键问题与设计实现[j].石油仪器，2008.22（5）：1-3
作者简介
鲍宁波（1985-），男，助理工程师，2008年毕业于哈尔滨工程大学电子信息工程专业，现在大庆钻探工程公司测井公司研究一所工作。
高精度碳氧比能谱测井原理与应用
高精度碳氧比能谱测井原理与应用作者：李田来源：《商情》2013年第08期【摘要】本文论述了高精度碳氧比能谱测井基本原理、主要技术指标、电路原理、机械结构、缆芯使用与检测及仪器的刻度。
【关键词】高精度碳氧比能谱测井碳氧比能谱测井方法是上个世纪五十年代在世界兴起的一种脉冲中子测井方法。
在我国，以大庆为代表的测井工作者从六十年代开始进行了该方法的研究，经过数十年的不懈努力，获得了一大批技术成果，碳氧比能谱测井仪不断得到改进和发展。
特别是COR型高精度碳氧比能谱测井仪，仪器具有较强的工作稳定性和较高的探测精度，具有国内领先水平。
几年来，先后在吉林、辽河、胜利、中原、海拉尔和大港等油田从事测井技术服务，在这些油田累计测井数百口，为当地油田做出了贡献。
一、基本原理碳氧比能谱测井的基本原理是：向地层发射快中子（14MeV），同时记录分析快中子与地层中元素发生非弹性散射作用而产生的射线能谱。
碳氧等多种元素受快中子非弹性散射作用后，将以发射射线的形式使自己的能级退降到原来的稳态。
因为每种元素发射的射线的能量不同，我们可以根据接收到的射线的能量，来确定某种元素的存在，此能量的射线称为该元素的特征射线。
碳的特征射线能量是4.43MeV，氧的特征射线能量是6.13MeV，如此的能量差别很容易将两种射线区分开来。
其它元素如硅、钙、氮等受快中子非弹性散射作用也将发射射线，但它们或是特征射线能量与碳、氧的不同，或是反应几率小，或是地层中含量少，所以分析非弹性散射射线的能谱，便可以知道碳、氧两种元素的相对含量，而得到C/O值，油中含碳不含氧，水中含氧不含碳，这样由C/O值的高低可以推知含油饱和度的大小。
二、主要技术指标工作温度： -25℃～150℃；压力：50MPa；供电电源：180VDC±10%（马龙头）；外型尺寸：外径94mm±0.5mm，长度4110mm±20mm；仪器的碳氧比统计起伏涨落：小于0.015；仪器碳窗+氧窗计数率之和：大于1000/S（在35﹪孔隙度标准模型井）；仪器测量动态范围：不小于18%（在35﹪孔隙度标准模型井）；横向探测距离：20-30cm；纵向探测距离：60-80cm；中子管气压：0.5-1.2MPa；使用的套管尺寸：5 1/2'7'。
碳氧比能谱测井技术与应用
碳氧比能谱测井技术与应用【摘要】本文简单介绍了碳氧比能谱测井的测量原理、技术特点、主要用途和操作步骤。
同时针对碳氧比测井资料在现河的应用进行了分析，阐述了应用碳氧比测井资料解决油藏的剩余油分布问题。
【关键词】饱和度；剩余油0.引言现河辖区包括两带、一洼、一地区，发现了馆陶-奥陶等8套含油层系。
已投入开发现河庄等六个油田。
探区构造复杂，油藏类型多样，是集“小断块、薄油层、窄条带、深埋藏、低渗透、稠油”于一体的复式油气集聚区。
进入“十五”以来，油田进入高含水开发期，普遍存在着平面及纵向剩余油分布不清、含水分布不清等主要问题。
因此，寻找剩余油分布，预测产层能力和寻找新的潜力层成为主要的挖潜方向。
1.碳氧比能谱测井技术概述碳氧比测井技术引入了快中子非弹性散射理论，解决了低矿化度地层水条件下测量的问题，但是孔隙度对碳氧比能谱测量影响巨大。
理论研究表明，只有在地层孔隙度大于15%的条件下，碳氧比测井可以获得较可靠的结果，可以根据C/O值确定含油饱和度，区分开油层、水层。
2.碳氧比能谱测井技术原理及特点2.1测量原理能量为14.1MeV的快中子轰击地层，与地层中的各种元素发生非弹性散射后减速，受轰击的原子核处于激发态，之后放出具有一定能量的伽马射线。
因此分析所测得的能量与伽马射线计数率组成的光谱即可确定地层所含元素的种类和数量。
因为原油中含有大量的C元素，水中含有大量的O元素，若测量出相应的元素的非弹性散射伽马射线的强度（计数率），即可确定出地层中碳和氧的含量，从而可导出油和水含量（饱和度）。
因为C/O比能谱测井是快中子非弹性散射基础之上建立的，所以其不受氯离子即矿化度的影响，由于伽马射线穿透能力很强，因此既可在裸眼井中测量，又可在套管井中测量。
2.2主要技术指标⑴探测器类型：NaI。
⑵耐压：70MPa。
⑶耐温：125℃。
⑷尺寸：Φ91×6000mm。
⑸测速：54m/h。
⑹在125℃环境条件下连续工作4小时以上。
碳氧比能谱测井技术在南堡陆地浅层油藏的应用
碳氧比能谱测井技术在南堡陆地浅层油藏的应用陈芙;轩玲玲;董金平;杨小亮;袁学生【摘要】南堡陆地浅层油藏已进入中后期高含水开发阶段，重新评价油层剩余油饱和度至关重要。
通过分析碳氧比能谱测井的原理以及影响因素，扩展了其应用范围：一是确定老区块剩余油饱和度，判断油藏开采程度和边底水油藏的水淹程度；二是在非主力断块的老油井中寻找遗漏油层；三是在构造复杂、认识不清的区块，寻找低阻油层补孔潜力。
现场61口井的实际应用表明，通过优化测试仪器的技术性能，该技术具有良好的推广前景。
【期刊名称】《内蒙古石油化工》【年(卷),期】2011(037)010【总页数】3页(P176-178)【关键词】碳氧比；南堡陆地；浅层；剩余油【作者】陈芙;轩玲玲;董金平;杨小亮;袁学生【作者单位】冀东油田公司陆上作业区，河北唐山,063200;冀东油田公司陆上作业区，河北唐山,063200;冀东油田公司陆上作业区，河北唐山,063200;冀东油田公司陆上作业区，河北唐山,063200;冀东油田公司陆上作业区，河北唐山,063200【正文语种】中文【中图分类】TE151南堡陆地浅层油藏主要含油层位是新近系明化组和馆陶组,油藏埋深1450-2350m,储层平均孔隙度30%以上,平均渗透率1530-2330×10-3 um 2,属高孔高渗型储层,目前已进入中后期高含水开发阶段。
碳氧比能谱测井是近年挖掘剩余油、提高油藏采收率的主要技术之一,其方法是在已下套管油井中寻找油层,确定储集层含油饱和度,监测油层水淹状况和油水动态变化。
该技术对进入中高含水期的复杂断块油藏剩余油挖潜有一定借鉴意义。
碳氧比能谱测井主要是基于快中子与地层相互作用的非弹性散射理论[1-4]。
快中子射入地层,与地层中元素原子核发生非弹性散射,使原子核处于激发态,激发核通过发射伽马射线返回基态,因为每种元素原子核发射的伽马射线能量不同,可根据接收到的伽马射线数据,来确定各种元素的含量,进而确定地层含油饱和度。
高精度碳氧比能谱测井在柳赞油田的应用
高精度碳氧比能谱测井在柳赞油田的应用
柳赞油田位于新疆南部，地质构造复杂，油气资源丰富，但开发难度较大。
为了更好地了解油藏的油气分布特征，提高勘探开发的成功率，采用高精度碳氧比能谱测井技术对柳赞油田进行勘探开发是必要的。
高精度碳氧比能谱测井技术是一种可以测量碳氧比的测井技术，可以提供精确的油气藏温度、压力、渗透率等信息，帮助确定油气藏的油气分布特征，提高勘探开发的成功率。
首先，高精度碳氧比能谱测井技术可以更准确地测量油藏的温度，可以更准确地确定油藏的温度分布特征，从而更好地了解油藏的分布特征，并为油藏的开发提供参考。
其次，高精度碳氧比能谱测井技术可以更准确地测量油藏的压力，可以更准确地确定油藏的压力分布特征，从而更好地了解油藏的分布特征，并为油藏的开发提供参考。
此外，高精度碳氧比能谱测井技术还可以测量油藏的渗透率，可以更准确地确定油藏的渗透率分布特征，从而更好地了解油藏的分布特征，并为油藏的开发提供参考。
总之，高精度碳氧比能谱测井技术是一种非常有效的技术，可以帮助柳赞油田更好地了解油气藏的油气分布特征，提高勘探开发的成功率，为柳赞油田的勘探开发提供有力的技术支持。
报告1：精准碳氧比测井原理、解释方法操作
5、国内主要碳氧比测井仪器应用技术指标比较
公司 探测器 仪器尺寸Φ 探测器个数 动态范围 温度特性(摄氏) 减俘获本底方法 减退降本底方法 谱峰峰漂校正 阿特拉斯2727 斯仑贝谢RST 大庆测井 NaI 90mm 1 0.15 125 固定 无 手动 GSO 64mm 1 0.2 150 固定 无 手动 BGO 90mm 1 0.25 135 固定 无 手动 大庆测研 BGO 90mm 2 0.25 145 固定 无 手动 远大测井 BGO 90mm 2 0.30 145 浮动 有 自动
曲 线 编 辑
曲 线 处 理
曲 线 校 深
交 绘 图 分 析
井 眼 校 正
水 泥 环 校 正
曲 线 高 分 辨 处 理
计 算 泥 质 含 量
计 算 孔 隙 度
估 算 钙 质 含 量
归 零 化 硅 钙 比
归 零 化 碳 氧 比
解 释 分 析 与 应 用
异 常 数 据 修 改
异 常 数 据 替 换
临 近 数 据 比 较
无限制
36米/小时 150
盐水饱和
60米/小时 125
盐水饱和
射孔井段
60米/小时 两次、180米/小时 125 125
定量孔隙度范围
半定量孔隙度范围 饱和度解释精度 分层能力
Ø>15%
Ø>10% 8%-10% 0.8米
Ø>20%
Ø>15% 10%-15% 1米
Ø>20%
Ø>15% 10%-15% 1米 Ø>10% 不能定量 1米
GSO 20 8.0% 6.71 59 56600 是 否 否
密度（克/厘米3） 有效原子序数 衰减常数(毫微妙) 易碎性 潮解 是否要杜瓦瓶
利用高精度碳氧比能谱测井解释成果挖潜测井未解释层段潜力
马头营凸起位于黄骅坳陷北部，为受柏各庄断层控制的背斜构造。
X1断块的储集层主要是明化镇组、馆陶组砂岩。
上第三系明化镇组、馆陶组为河流相沉积，储层十分发育，储集砂体类型主要是河道砂与心滩砂，单砂体厚度一般为1.4～5.3m，平均厚度2m，砂岩孔隙度平均30.6%，平均渗透率444.2×10-3μm2，属高孔中高渗型储层。
原油粘度为0.8568～0.8968 g/cm3（20℃），原油粘度为32.52～39.33 mPa·s（50℃），凝固点35～40℃，含蜡量为14.9%～21.1%，沥青质+胶质含量13.8%～31.8%。
地层水矿化度1446mg/L，氯离子含量583mg/L，钠离子含量465mg/L，水型为NaHCO3型。
地温梯度5.5℃/100m，油藏压力系数0.994油层静温103℃，油层静压12.2MPa，属正常温度、压力系统。
X1断块由于油井生产高含水、低产低压，经济效益差，短期内无产能接替的潜力，且地面管理维护难度及费用大的局面，出于安全环保方面的考虑，2006年4月全面封井。
通过精细地质研究，实施了评价井和扩边井的钻探，落实地质储量X×104t，在此基础上，开展了长停井单井潜力研究等复产方案的研究制定，运用各种技术手段，使断块产量得到全面恢复，同时也开辟了临近断块的含油潜力。
1 碳氧比能谱测井原理碳氧比能谱测井是一种脉冲中子测井方式，利用脉冲中子发生器以20kHz频率向地层发射14MeV的脉冲中子，首先与地层中的元素原子核发生非弹性散射，释放出伽玛射线，高能快中子与地层元素的原子核发生多次碰撞后变成热中子，热中子被地层元素俘获，释放出俘获伽马射线。
利用探头探测非弹性伽马射线和俘获伽马射线，并进行能谱分析，获得C、O、Si、Ca等元素在井眼附近一定范围内的丰度，进而求出地层含油饱和度。
高精度碳氧比能谱测井相对于常规碳氧比能谱测井，其计数率大幅度提高、统计误差减少，可还原地层信息，从而提高剩余油饱和度参数的计算精度，对于处于开发中后期油藏的剩余油分布研究、水淹层精细解释具有明显优势。
高精度碳氧比能谱测井在胡庆油田的应用-断块油气田
第9卷第2期断 块 油 气 田FAUL T2BLOCK OIL&G AS FIELD2002年3月高精度碳氧比能谱测井在胡庆油田的应用王留申 贾 中 王怀兵 张 凯 李爱萍(中原油田分公司采油五厂) 摘 要 高精度碳氧比能谱仪在确定含油饱和度的精度和准确度方面同普通碳氧比测井相比有了很大提高,它可以对0.8m以上的地层做定量解释、对0.5～0.8m的地层做半定量解释;可以对孔隙度在15%以上的地层做定量解释、对孔隙度在10%～15%的差产层做半定量解释。
2000年9月—2001年7月在胡庆油田7口井中推广应用,取得了较好的开发效果。
实践证明,高精度碳氧比能谱测井能够更精确地反映地层剩余油饱和度的层间分布,能够更加有效地指导油水井开发,为油田后期开发打下坚实的基础。
关键词 胡庆油田 测井 高精度碳氧比 剩余油饱和度 胡状—庆祖集油田(简称胡庆油田)是极其复杂的断块油气田,1986年投入开发,目前已进入高含水开发阶段,有三分之一的地质储量进入了特高含水开发期,且层间层内矛盾突出。
因此,在胡庆油田开展高精度碳氧比能谱测井,认清地层剩余油饱和度的层间分布状况,分清油水边界及油水层,指导补孔、堵水措施,实现控水稳油;以及对开发方案的制定、实施和评价,都有重要的现实意义。
1 测井原理与技术指标1.1 碳氧比能谱测井技术原理[1]碳氧比能谱测井原理是通过向地层发射14 MV的中子流,中子与各种原子核发生非弹性碰撞后,激发的原子核返回基态时放射出伽马射线。
这种伽马射线的能量与其原子核性质有关,特别是碳、氧、硅、钙等元素具有明显特征能量峰,对这些包含特征能量峰的伽马射线进行时间和能谱分析,可以得到这些元素的含量,从而计算出产层含油饱和度,监测油田开发过程中产层含油饱和度的变化情况。
同时,进入地层中的中子经非弹性碰撞后损失了能量被减速为热中子,热中子被各种原子核俘获,发生俘获反应后放射出不同能量的次生伽马射线。
SMY—50碳氧比能谱测井仪原理及应用
SMY—50碳氧比能谱测井仪原理及应用【摘要】介绍了西部钻探测井公司SMY-50长时效碳氧比测井仪器的组成及技术性能特点。
实际推广和应用证明，该套仪器具有良好的一致性、重复性和稳定性，各项技术性能参数达到油田要求，符合质量控制标准。
所测近30口井的资料解释结果为克拉玛依油田的老井开发提供了可靠的依据。
【关键词】碳氧比能谱测井仪器中子发生器非弹性散射产额SMY-50碳氧比能谱测井仪器，能够连续长时间测井。
该仪器的中子发生器使用自成靶中子管、高压倍加器和高压变压器，以及部分附件装入外径为76mm 的不锈钢管中构成一个密封短节，管内充六氟化硫作为绝缘介质。
它发射的14.1MeV中子可以穿透钢套管和水泥环，在地层中激发出伽马射线，使用探测器记录这些伽马射线并对它们进行时间和能量分析，可以得到地层岩性，含油饱和度，孔隙度等信息。
目前该仪器在克拉玛依油田已经测井近30口，取得了较好的效果。
1 SMY-50碳氧比能谱测井仪器原理C/O测井是利用脉冲中子源向地层发射14MeV高能快中子，测量这些快中子与地层物质的核素发生非弹性散射放出的伽马射线的能谱的一种测井方法。
高能快中子与地层中不同核素发生非弹性散射放出具有不同特征能量的伽马射线，对其进行能量分析，就可以确定层中存在的核素和它们各自的浓度。
岩石内常见的核素中，碳和氧都具有较大的快中子非弹性散射截面，并且所产生的非弹性散射伽马射线均有较高的能量。
碳和氧又分别为油气和水的很好的指示核素。
所以选择测量地层中的碳和氧产生的非弹性散射伽马能谱，取其计数率比值来确定储层的含油饱和度。
SMY-50中子发生器外壳下部接有高压控制、阳极电源和接口控制，干扰抑制等电子线路单元组成的非密封控制和接口短节，它们组合在一起构成中子发生器主体部件。
在其上部配接屏蔽体与连接滑环，装入外径为90mm的2727井下仪器外壳中。
2 现场应用SMY-50碳氧比仪器已在克拉玛依油田测井近30口，其中有12口测量段在500m以上，每井次连续工作时间超过12小时，充分体现了该仪器的长时效特点。
碳氧比能谱测井的几种特殊应用
碳氧比能谱测井的几种特殊应用
汤金奎;王兵;左虎;韩丹;杨珍
【期刊名称】《国外测井技术》
【年(卷),期】2013(000)003
【摘要】碳氧比能谱测井曲线包含了丰富的地层信息.就如何充分应用碳氧比能谱测井资料,本文通过应用实例分析了该测井技术在指导优化射孔方案,确定油藏平面剩余油分布,定性识别储层大孔道,监测油气动态,估算油藏地质储量等方面的应用,拓展了碳氧比能谱测井资料的应用范围.
【总页数】4页(P54-57)
【作者】汤金奎;王兵;左虎;韩丹;杨珍
【作者单位】中国石油冀东油田分公司陆上油田作业区;中国石油冀东油田分公司陆上油田作业区;中国石油冀东油田分公司陆上油田作业区;中国石油冀东油田分公司陆上油田作业区;中国石油冀东油田分公司陆上油田作业区
【正文语种】中文
【相关文献】
1.碳氧比能谱测井在冀东油田的应用
2.高精度碳氧比能谱测井在冀东浅层油藏的应用
3.碳氧比能谱测井在高凝油砂岩油藏的应用
4.碳氧比能谱测井在草舍油田CO2混相驱阶段的应用
5.碳氧比能谱测井及其应用
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碳氧比能谱测井解释系统的应用效果
碳氧比能谱测井解释系统的应用效果
徐金武
【期刊名称】《地球物理测井》
【年(卷),期】1991(015)005
【摘要】本文重点介绍了碳氧比能谱测井解释系统的应用效果。
本系统是多功能测井解释方法与碳氧比能谱测井解释方法相结合的结果,是一种综合性描述储集层的产液能力和性质的分析系统。
本文以现场实例说明该系统是分析、评价套管井产层动态的有力手段。
【总页数】4页(P332-335)
【作者】徐金武
【作者单位】无
【正文语种】中文
【中图分类】P631.819
【相关文献】
1.利用双源距碳氧比能谱测井信息解释泥质体积分数与孔隙度 [J], 宋延杰;温琴;刘宪伟;张志强
2.利用高精度碳氧比能谱测井解释成果挖潜测井未解释层段潜力 [J], 幸启威;章求征;候本锋;白杰
3.碳氧比能谱测井解释中扩径影响校正方法研究 [J], 王艳萍
4.多功能碳氧比能谱测井解释系统及其应用效果 [J], 李原裕;徐金武
5.碳氧比能谱测井解释中扩径影响校正方法研究 [J], 王艳萍
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