[发明专利]一种利用直流可控中子源计算地层密度的测井方法

说明书

技术领域

本发明涉及油气井测井系统技术领域，尤其涉及一种利用直流可控中子源计算地层密度的测井方法。

背景技术

常规密度测井方法是伽马-伽马密度测井，采用伽马源和伽马探测器，通过记录伽马源产生的伽马射线在地层中发生康普顿散射后进入探测器的计数，得到地层密度参数。最近国内外出现采用中子源产生的次生伽马进行地层密度测量的测井方法，其原理大都采用14.3MeV的D-T脉冲中子源和两个伽马探测器，分别记录两个源距处的非弹伽马和俘获伽马总计数，利用两个源距的俘获伽马计数比校正地层含氢指数的影响，利用两个源距的非弹伽马计数比计算地层密度。伽马-伽马密度测井方法采用放射性化学源，对施工人员和周围环境存在潜在的放射性危险；而利用双源距非弹伽马计数比的方法测量结果受地层含氢指数的影响，仪器必须采用脉冲中子源，时序控制较复杂，且对结果进行地层含氢指数校正的方法大多是经验公式，缺乏理论支持。

发明内容

本发明的目的是设计一种利用直流可控中子源计算地层密度的测井方法。

本发明采用的技术方案为：利用直流可控中子源和多探测器系统，采用中子源直流工作方式，在不同的位置记录中子总计数和伽马能谱，计算得到地层密度信息。

所述可控中子源采用D-D可控中子源，直流工作方式。

所述的多探测器系统包括两个热中子探测器和三个伽马探测器；所述的热中子探测器采用He-3正比计数器；所述的伽马探测器采用的是NaI晶体探测器；所述的多探测器系统的排列顺序是，沿离开中子源位置的方向，依次是近源距伽马探测器、近源距中子探测器、远源距中子探测器、远源距伽马探测器以及超远源距本底伽马探测器；所述的探测器长度分别为，近源距伽马探测器晶体长度50～100mm，近源距中子探测器长度为100～200mm，远源距中子探测器长度为100～200mm，远源距伽马探测器晶体长度为50～100mm，超远源距伽马探测器晶体长度50～100mm；根据探测器长度，所述各探测器源距分别为：近伽马探测器源距(晶体中心位置到中子源靶的距离)为285～385mm，近中子探测器源距(中子探测器中心位置到中子源靶的距离)为360～505mm，远中子探测器源距为570～745mm，远伽马探测器源距为675～865mm，超远伽马探测器源距为1000～1200mm。

所述的计算地层密度方法，其特殊之处在于，采用如下的步骤：

①在未知密度地层中，近、远源距中子探测器采集中子计数分别为N_S、N_L；近、远、超远源距伽马探测器采集伽马能谱；

②利用近、远源距伽马探测器能谱计数扣除超远源距伽马探测器采集的本底伽马能谱，得到不含本底的近、远源距伽马能谱，其总计数分别为G_S、G_L；

③计算近、远源距处能量在0.1MeV～1MeV之间的伽马计数g_S、g_L，利用中子计数N_S、N_L和伽马计数g_S、g_L，计算R(或lnR)值，R表达式如下：

R=gSgL-NLNSgS]]>

当近、远伽马探测器总计数率偏低时，可以用总计数G_S、G_L代替g_S、g_L计算R(或lnR)值，此时R表达式为：