脉冲中子(zhōngzǐ)测井剖析一、热中子寿命(shòumìng)测井（NLL）测井时用脉冲中子源向地层发射能量为14MeV的中子，测量经地层慢化而又返回井眼内的热中子或俘获(fúhuò)伽马射线，根据计数率随时间的衰减，算出地层的热中子宏观俘获(fúhuò)截面或寿命，可在裸眼井特别是套管井中求出地层的含水饱和度的一种测井方法。1、岩石(yánshí)的热中子宏观截面和寿命（2）宏观俘获(fúhuò)截面Σ（4）岩石的热中子寿命和宏观(hóngguān)俘获截面②岩石骨架(gǔjià)的热中子宏观俘获截面③孔隙(kǒngxì)流体的热中子宏观俘获截面纯水在常温下，地层水中通常含有氯，通常为；原油的热中子宏观截面通常范围为在天然气的热中子宏观截面与它的组成、地层压力和温度有关，一般为④泥质的宏观(hóngguān)俘获截面粘土岩的宏观(hóngguān)俘获截面主要是硼的贡献，其次是氯、氢、铝、钾、铁、钆等元素的贡献，粘土岩和储层中的泥质的宏观(hóngguān)俘获截面变化范围为⑤地层的热中子宏观(hóngguān)俘获截面纯岩石的热中子宏观(hóngguān)俘获截面为：当地层(dìcéng)含有泥质时：2、热中子寿命(shòumìng)测井原理（2）热中子寿命的测量原理任何时刻存在的俘获伽马射线的强度与仪器周围中子密度成正比。因此刻度后，我们记录（测量）俘获伽马射线强度，可以(kěyǐ)求得（计算出）热中子的寿命τ（或地层宏观俘获截面Σ）。T1时刻：探测器记录的俘获(fúhuò)伽马射线的计数率，T2时刻：探测器记录的俘获(fúhuò)伽马射线的计数率（3）中子寿命(shòumìng)测井地质意义（与地层性质的关系来研究地层）在沉积岩中，氯核素的微观俘获截面比其他核素的微观俘获截面大得多。也就是说岩石的宏观俘获截面主要取决于地层中氯的含量，或说取决于地层水的矿化度。如果当地层水矿化度较高时，即氯的含量相对较高时，那么对于水层和油层(yóucéng)来说，水层的宏观俘获截面要大于油层(yóucéng)，而热中子寿命则小于油层(yóucéng)。3、热中子寿命(shòumìng)测井的应用（2）监测油、水或气、水界面的变化油层在采油过程中含水饱和度不断变化，油水界面向上移动，利用不同时间测量(cèliáng)的宏观俘获截面或中子寿命，则可以了解油水或气水界面变化情况。（3）求孔隙(kǒngxì)度4、注硼中子寿命测井对于矿化度较低的地层，热中子寿命测井不再适用。由于淡水的宏观截面和油的宏观截面相近；所以无法(wúfǎ)来区分油水性。思路：先测一条宏观截面(jiémiàn)曲线，此时有：在地层注入一定浓度的硼酸，再测量宏观截面(jiémiàn)，有：二、非弹性散射伽马能谱测井（碳氧比能谱测井）1、非弹性散射伽马能谱测井基本原理地层中能与快中子发生非弹性散射而产生伽马射线(ɡāmǎshèxiàn)的核素主要是，最显著的谱线是6.13MeV、4.43MeM、3.73MeV和1.78MeV，在测井中选用这四种核素作为碳、氧、硅、钙的指示核素。（2）测井原理14MeV的高能快中子打入地层，在发射中子的脉冲(màichōng)时间间隔内主要发生非弹性散射，并发射非弹性散射伽马射线，然后才能发生弹性散射，最后被地层俘获，这也是中子在地层中所经历的三个过程。根据不同反应的时间分布，按照时间先后仪器开有脉冲门、俘获门等，分别接收非弹性散射伽马射线和俘获伽马射线，利用(lìyòng)多道脉冲幅度分析器进行伽马能谱分析，测量非弹性散射伽马射线和俘获伽马射线的强度，进而确定地层中存在的各种核素及其浓度，获取含油饱和度等地层参数。2、碳氧比能谱测井的应用(yìngyòng)（2）利用测井曲线划分水淹层利用在油、水层的差别可知(kězhī)，如果油层被水淹，则对于水淹层下降，这也是划分水淹层的依据。（3）岩性指数定性指示岩性纯碳酸盐岩，岩性指数接近于零；纯砂岩岩性指数近于1，但会受到套管外水泥环的影响；利用硅、钙非弹产额(chǎné)比指示岩性，几乎不受孔隙度、含油饱和度和地层水矿化度的影响。（4）确定(quèdìng)孔隙度指数、泥质指数和矿化度指数用所记录的氢、钙、硅以及铁的俘获伽马射线的计数率，计算孔隙度指数、泥质指数和矿化度指数。3、目前国内的脉冲中子能谱仪（1）PND-S测井仪采用(cǎiyòng)两种脉冲发射方式向地层发射高能快中子，一种是采用(cǎiyòng)固定频率（1428Hz）的发射；另一种是采用(cǎiyòng)伺服发射方式（200-1000Hz）。该仪器有远近两个（NaI）探头，其中长短源距分别为45.86cm和29.2cm。探测来自2种发射方式下的脉冲中子和地层发生