第九章++中子测井
中子测井操作流程
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在进行中子测井之前，需要充分做好准备。
12中子测井
因水的分子式为 H2O，所以 x＝2，M＝18，而水的密度为 1g／cm3，
由此求出 K＝9，代入前面式子得
H ? 9 ?? ?x
M
则用该式可求出任何密度为ρ，分子量为 M且每个分子中有 x个 氢核的单一分子组成的物质的含氢指数。
2、中子测井的核物理基础
（4）地层的含氢指数 ② 盐水的含氢指数 NaCl 溶于水后占据了空间，而使盐水中含氢密度减小，岩水 含氢指数降低。
其中 0.1 —100 电子伏特的中子为超热中子； 能量等于 0.025电子伏特的中子为热中子。
2、中子测井的核物理基础
3种作用形式
（2）中子与物质的作用
① 非弹性作用：高能快中子与原子核碰撞 (先吸收形成复核 ->放
出低能中子和非弹散伽马射线 )；
② 弹性散射：系统总能量不变。快中子与靶核发生碰撞后中子和 靶核的总动能不变，中子能量继续降低、速度减慢，损失的能量 转变为靶核的动能，靶核仍处于基态。
介质
减速长度 （厘米）
水 石油 石膏 硬石膏 砂
（含结晶水） +45% 水
7.7 9.3 11.0 27.0 11.0
砂
+22% 水
17.0
石灰岩 29.0
干石英砂 55.0
介质含氢越多，减速长度越短，这也说明氢元素对快中子的 减速能力最大。
氢是所有元素中最强的中子减速剂，这是中子测井法测定地 层含氢量及解决与含氢量有关地质问题的依据。
因此，当岩石中有氯元素存在时，测得的热中子数将显著减少， 但测得的俘获伽马射线却又会普遍增高。
2、中子测井的核物理基础
（3）中子探测器 中子探测器探测的是超热中子和热中子 。 热中子探测器 通常由普通的闪烁计数器在其外壁上涂上锂或硼构
测井原理11-中子测井_图文
三 中子伽马测井
中子伽马测井（NG）是沿井与记录中子伽马射线强度的 测井方法，NG一般与GR同时测量。 中子源造成的中子伽马射线强度空间分布比较复杂， 主要与地层减速特性，俘获特性以及仪器参数有关。
四 中子测井曲线及其应用
1：比较
影响
SNP CNL NG
少中
多
探测范围 低 高
测井原理11-中子测井_图文.ppt
主要内容 1 岩石的中子特性 2 连续中子源的中子测井 3 脉冲中子源的中子测井
第一节 中子源及岩石的中子特性
一 中子源 中子测井需要向地层发射快中子，通过中子与地层介质发生 多种核反应来探测地层的减速特性和俘获特性。 如:镅
二 岩石的中子特性 1 中子的分类 ①快中子 En>0.5mev ②中能中子 En=(0.1~0.5)mev
把充满气的孔隙用岩石骨架代替的假设下进行计算的, 计算表明 ，当附加的岩石骨架被挖掘并用气来代替地层具有较小的中子 特性减速，中子测井这种计算差异叫“挖掘效应”，
3)判断气层 在气层含氢指数远小于具有相同孔隙度的含油（水）层
，因此在气层中子伽马曲线显示高值，在中子孔隙度 显示低值
4)划分油水界面 高矿化度地层水时，油水中的氯 含量不同，含水NG高于含油。
二 曲线应用
1：划分油水层
2：监视油水或气水界面的移动
H=49%
c:岩性 中子测井仪器以石灰岩为标准进行刻度，其他岩性 岩石显示为一定数值井壁中子测井（SNP）探测超热中子也称超热中子测井。 1：超热中子通量的空间分布 单位体积中的中子数称中子密度 单位时间通过单位截面的中子数称为中子通量Ф。 在均匀无限大介质中，距离点状快中子源r处的超热中子通量。
测井复习
一、名词解释：1 周波跳跃：在声速测井曲线上，对应于疏松含气砂岩层、裂缝带或破碎带及井眼严重垮塌等地段，常出现时差明显增大且有时变化无规律现象。
这是由于“周波跳跃”的影响造成的。
2 减速长度：用来描述快中子变为热中子的减速过程。
减速长度定义为由快中子减速成热中子所经过的直线距离的平均值，单位为厘米。
3 扩散长度：从产生热中子起到其被俘获吸收为止，热中子移动的距离。
物质对热中子俘获吸收能力越强，扩散长度Ld就越短。
4 含氢指数：单位体积的任何岩石或矿物中氢核数与同样体积的淡水中氢核数的比值，称为该岩石或矿物的含氢指数，用H表示。
5 增阻侵入：由于渗透层井段常有泥浆侵入形成的侵入带，其径向电阻率分布特点决定于侵入类型，由于泥浆滤液电阻率Rmf大于地层水电阻Rw所致，含水层往往出现高侵。
侵入结果使冲洗带（岩层空隙中的地层水全部被泥浆滤液置换的岩层部分）电阻率Rxo大于原状地层电阻率Rt以及过渡带（岩层空隙中的地层水部分被置换的岩层部分）电阻率是由Rxo 渐变到Rt,但都大于Rt.6 减阻侵入：一般泥浆滤液电阻率小于含油层空隙中所含液体电阻率所致。
在油层井段常出现低侵入。
7 渗透率：渗透率就是在压力差作用下，岩石能通过石油和天然气的能力。
8 绝对渗透率：绝对渗透率是岩石孔隙中只有一种流体(油、气或水)时测量的渗透率，常用符号K表示。
9 有效渗透率：当两种以上的流体同时通过岩石时，对其中某一流体测得的渗透率，称为岩石对该流体的有效渗透率，岩石对油、气、水的有效渗透率分别用Ko、Kg、Kw表示。
10 相对渗透率：岩石的有效渗透率与绝对渗透率之比值称为相对渗透率，其值在0～1之间变化。
通常用Kro、Krg、Krw分别表示油、气、水的相对渗透率。
11 孔隙度：储集层的孔隙度是指其孔隙体积占岩石总体积的百分数，它是说明储集层储集能力相对大小的基本参数。
12 总孔隙度φt：总孔隙度φt是指所有孔隙空间（无论孔隙的大小、形状和连通与否）占岩石体积的百分数。
中子测井和孔隙度的关系
中子测井和孔隙度的关系
地层孔隙度是指地层中孔隙空间所占的比例，是储层岩石储集和运移流体的重要参数。
中子测井通过测量地层中子散射截面的变化来间接获取地层的孔隙度信息。
地层中子散射截面与孔隙度之间存在着一定的关系，通常来说，地层孔隙度越大，中子散射截面越大，因此中子测井能够提供地层孔隙度的定量信息。
此外，中子测井还可以结合其他测井曲线来进一步确定地层的孔隙度。
例如，中子测井可以和密度测井相结合，通过测量中子衰减和密度的变化来推断地层的孔隙度。
同时，中子测井也可以和声波测井相结合，通过测量中子传播时间和声波传播时间的差异来推断地层的孔隙度。
另外，需要考虑的是地层的岩石类型和成分对中子测井结果的影响。
不同类型的岩石对中子的散射和吸收有不同的特性，因此在解释中子测井结果时需要考虑地层的岩石成分和背景地质情况。
总的来说，中子测井是获取地层孔隙度信息的重要手段，通过测量地层中子散射的特性，结合其他测井曲线，可以相对准确地推
断地层的孔隙度。
然而，在解释中子测井数据时，需要综合考虑地层的岩性、成分等因素，以获得更加准确的地层孔隙度信息。
第九章放射性测井
第九章放射性测井放射性测井的核物理基础1．解释下列名词：(1)元素的放射性，放射性元素，同位素；(2)基态，核反应，半衰期；(3)α、β、γ射线。
(4)康普顿散射：2．天然放射性元素在衰变过程中，以三种形式辐射能量，即(1) 粒子，它们是He4的原子核，带电，穿透力(2)粒子，是原子核发射的电子，穿透力；(3) ，为波长极短的电磁波，系原子核从激发态进入低一级的激发态或基态时释放的光子能，穿透力。
3．原子核中的数目等于外围的数目，这数称为元素的。
4．原子序数相同而质量数不同的元素，它们的化学性质，但核性质，这样的元素称为，它们又分为和。
5．所有天然放射性核素的衰变过程如下式：0tN N eλ-=。
式中N o为t=0时的核子数。
λ为衰变常数。
这样，核子半衰变过程如下式：0tN N eλ-=。
式中N0为t=0时的核子数。
λ为衰变常数。
这样，核子半衰期T和衰变常数(单位为)的关系为。
6．放射性强度单位有如下数种：(1)居里(ci)或贝可(Bq)，(2)卢瑟福(Rd)，(3)每吨微克镭，(4)API。
其中，ci相当于任何放射性物质，每秒种产生次衰变的量，或ICi= Bq。
这样，5Ci的钋一铍中子源应用次衰变；API伽马射线单位是标准刻度标准刻度井中放射性区的测井读数差的。
这是目前伽马测井普遍采用的强度单位。
7．伽马射线的衰减按下述方程变化，即0xB B eμ==。
式是B是Bo的射线穿过吸收系数(cm-1)为μ，厚度为x(cm)的物质后的伽马射线强度。
可见，衰减的半值厚度应为。
它应对应于为已知的伽马射线减了多少倍?8．γ射线与物质相互作用，主要形式为效应，和效应。
这些效应分别是在γ量子能量大约为，，条件下产生的。
9．光电效应是低能量的伽马射线放出全部能量给原子的一个。
结果消失了，而对于已知能量的光子，元素的原了序数增大，吸收系数。
对于由不同元素所组成的物理光电吸收系数将是的函数。
10．康普顿散射是中等能量的伽马射线与物质互相作用的过程。
中子寿命测井解释培训教材
中子寿命测井技术一、测井原理中子寿命测井是用脉冲中子源向地层发射能量为14Mev 的中子，测量热中子或俘获伽马计数率随时间的衰减，算出地层的热中子宏观俘获截面或寿命。
在地层水矿化度高时，可求出地层含水饱和度，进而得到地层的含油饱和度。
中子寿命测井是测量地层中热中子寿命（τ）的一种测井方法，其资料最广泛的开拓应用是确定地层剩余油饱和度，它一般应用于套管井产层含油性评价。
其特点是能精确地和连续地测定油层的剩余油饱和度在纵向上的分布，同时应用于多口井时，又有可能确定剩余油饱和度在横向上的分布。
而利用中子寿命测井“测—注—测”工艺后，对同一地层可消除地层岩石骨架、孔隙中的原油和泥质等核特性的影响，使计算剩余油饱和度更为精确和简化。
它能为你解决区块剩余油饱和度评价、水淹层出水点判断、油气水动态监测、凝析油气层判断与识别等生产中存在的具体问题，是及时而准确地监测油层纵横向上动用情况、合理调整油田开发方案、优化油井工作制度、充分挖掘中、低孔渗油藏潜力的重要手段之一。
目前该技术已在江汉、新疆、大庆、中原等油田应用，形成了时间推移、测—注—测、测—堵—测以及示踪剂为载体等多种测井施工工艺，并取得了明显的地质效果。
二、仪器种类及技术指标三、典型的热中子衰减曲线四、选井要求✧井眼规则、无垮塌✧测量井段小于200米,厚度大于1米✧已知产液层的含水量，水质类型、矿化度及地层压力✧不能在同位素施工井、负压井及漏失井上进行中子寿命的测--注--测工艺✧所选井要有一定的接替厚度,即目前油层的开采量并未达到使油层枯竭的程度。
✧重点选取层间、纵向差异较大，或注水不均衡的井。
✧套管无损坏，固井质量好，保证测井施工及以后能正常上堵水等措施。
✧井深、温度、压力要在仪器设备正常工作范围之内。
✧地质条件要求目的层厚度在1-40米，不注硼时，地层水矿化度在15万PPM以上，孔隙度大于15%；注硼时，地层孔隙度大于11%，渗透率在50×10-3um2以上。
12第九章测井地质解释
第二节测井资料的层序地层学分析 二、测井层序分析方法 • 2．在层序地层框架内确定出准层序和准层序组的边界 • 层序边界在测井曲线上通常有明显的响应，一般表现为 突变性界面，即单井岩相分析中的岩性突变界面的标志。 • 沉积倾向关键井剖面上的多井对比显示的区域性稳定界 面特征也是层序边界的必要条件，该界面应能够在全盆 地内进行对比。高分辨率地层倾角测井、井下电视与微 电阻率扫描成像方法能够有效地识别不整合的存在。侵 蚀面在大多数测井曲线上都有较好的响应。图7-5可清 楚地说明测井曲线划分层序确定层序边界的概念。
第一节 测井资料的地质解释 三、测井地质解释的研究方法论
2．解释方法（或数字处理方法）选择
• 定量解释方法，目前主要有三类。即体积模型方法、最优化模型方法和概率 统计模型方法。最优化模型方法基础仍然没能脱离体积模型，故上述三种方 法中的前两种可视为一类方法。 • 目前，已经提出和发展了概率统计模型测井解释理论。相应地形成了使成果 误差达到最小的以下数字处理方法。 • 1)进行反褶积运算和方差分析，消除随机影响和最佳划分测井剖面。 • 2）进行相关和判别分析，实现分类的研究（划分油气水层、裂缝类型等）。 • 3）进行聚类分析，研究沉积相和环境。 • 4)人工神经网络算法，进行沉积微相的划分。 • 5）利用米兰柯维奇、小波分析等周期性模型，进行测井层序地层分析。 • 6)混沌及随机行走分析方法，进行非线性反演计算。
第一节 测井资料的地质解释 三、测井地质解释的研究方法论 • 测井地质学的研究建立于地质学和岩石物 理学理论基础之上，以地质信息和测井信 息的提取为依据，通过地质信息和测井信 息间的正演和反演过程，建立测井解释地 质模型，以期解决地质问题
第一节 测井资料的地质解释 三、测井地质解释的研究方法论
中子测井--CNL-XIAHQ
隙、侵入浅的含气纯地层(下图)
孔 隙 度 曲 线 重 叠 判 断 气 层
五、CNL--补偿中子测井(Compensated Neutron Log) 1.补偿中子测井的原 理(探测热中子密度) 1)下井仪 2)原 理 2.用途(与SNP相同)
利用两个不同源距探测器所测得的计数率之
2)超热中子的空间分布 不同、岩性不同，则超热中子在中子源周 围的分布不同。 --含H --L S --超热中子在源附近分布-L源小， 计数率高 --含H --L S L源大， 计数率低
--超热中子在离源较远地方分布
L源小，计数率低
L源大，计数率高
小结：小源距--含氢量与记数率成正比；大源 距--含氢量与记数率成反比.
例：一砂岩的Ф n=14.2，求该岩层的真Ф ？
n - nma nf - nma
真17% ？
2)交会图法确定岩性(骨架成分)和孔隙度; 3)中子-密度测井曲线重叠法确定岩性; 4)估计油气密度og; 5)定性指示高孔隙度含气层;
孔隙中含天然气比同含水、油 的H相对偏低(天然气的含H量低)，而d
2)脉冲中子源(用氘轰击氚产生中子) 人可控制!
二、中子和地层(物质)的相互作用(有3种形式)
1.快中子非弹性散射阶段
n’
碰撞 基态原 快n
子核
碰撞后的中子 变成
激发态原子核 （获得内能）
放出次生伽马射线
2.快中子的弹性散射阶段 快n 基态原子核
n’能 量降低
激发态原子核 （获得动能）
该过程的能量是守恒的 每次弹性碰撞的平均能量损失： E=2AER /(1+A)2 A越小, E大; A越大, E小. 元素周期表中 ，H的A最小。物质含H多，则弹性散射时间短 ，减速能力强。
中子孔隙度测井汇总
中子孔隙度测井汇总中子孔隙度测井的原理是利用自然伽马辐射和中子衰减的原理来测量地层中的孔隙度。
该方法通过测量地层中的伽马射线和中子流，并分析其与地层相互作用的物理特性，来计算孔隙度。
中子射线通过地层时，可能被地层中的水、油和岩石等物质吸收，使中子流的强度减小。
通过测量减小的中子流强度和其他参数，可以推断出地层的孔隙度。
中子孔隙度测井需要使用一种称为中子密度测井仪的测井工具。
该工具通常由中子源、探测器以及其他必要的测量系统组成。
中子源产生高速中子束，通过地层，并与地层中的核物质相互作用。
中子流将散射回来，并被探测器检测到。
探测器测量散射中子的能量和数量，并将其转化为地层的孔隙度。
中子孔隙度测井的应用非常广泛。
在油气勘探和开发中，中子孔隙度测井可以帮助评估岩石储集层的孔隙度，从而评估储层的储量和产能。
此外，中子孔隙度测井还可用于评估水资源、煤矿和地热储层等其他地下储层的孔隙度。
在实际应用中，中子孔隙度测井还可以与其他测井方法相结合，例如密度测井、声波测井等。
通过多种测井方法的综合分析，可以更准确地评估地层的孔隙度，并提供更可靠的地质参数。
尽管中子孔隙度测井方法简单易行，但在实际测井中仍存在一些挑战。
例如，地层的复杂性和非均质性可能会引起测井结果的偏差。
此外，测井仪器的精度和校准也会对测井结果产生影响。
因此，在进行中子孔隙度测井时，需要进行精确的数据处理和解释。
总的来说，中子孔隙度测井是一种常用的地球物理测井方法，可用于评估地层的孔隙度和储层特性。
通过分析中子流与地层相互作用的物理特性，可以推断出地层的孔隙度，并为油气勘探、水资源评估和地热储层开发等提供有价值的信息。
在实际应用中，需要综合考虑其他测井方法的结果，并进行准确的数据处理和解释，以获得可靠的测井结果。