[发明专利]一种基于铀裂变瞬发中子测井数据泥浆密度修正方法

权利要求书

1.一种基于铀裂变瞬发中子测井数据泥浆密度修正方法，在瞬发裂变中子测井中，采用14MeV的脉冲中子源向钻孔周围的地层岩石发射脉冲快中子，该脉冲快中子被地层岩石与钻孔介质相继慢化为超热中子与热中子，热中子诱发铀裂变并放射出铀裂变中子，裂变中子又相继慢化成超热中子与热中子，如此反复，将形成与铀裂变密切相关的超热中子随时间的特有变化规律，利用中子探测器记录慢化而来的超热中子及热中子数，得到铀矿含量信息，其特征在于，在超热中子探测器测量时间t范围超热中子密度的时间分布N_ep(t)为：

N_ep(t)dt＝n_th(t)·k·p_vdt 公式一

其中，系数α,A分别为²³⁵U的丰度及原子量；N_A为阿伏加德罗常数；σ_f为热中子和²³⁵U发生裂变的微观截面，v为裂变产生的中子平均产额，p_v为铀的体积百分含量；

当14MeV的脉冲中子源发射脉冲快中子Δt时间后单位厚度超热中子总计数可以表示为：

其中，N_th(Δ_t)为t₁到t₂时间内的热中子总计数；

由上式可得出地层铀含量p_v为：

上式中14MeV的脉冲中子源发射脉冲快中子一段时间后超热中子、热中子的衰减量比值E/T与地层铀含量呈现一定的正比关系；系数k′受到孔隙内泥浆密度影响，则需要对其进行修正，其修正过程如下：

步骤S1：以铀裂变瞬发中子测井仪探管为参考，利用MCNP技术模拟建立探管数值模型和铀矿标准井筒模型；

步骤S2：利用步骤S1中建立的探管模型和井筒模型进行MCNP模拟，模拟铀裂变瞬发中子测井仪工作过程，将探管放置在井筒模型中，利用热中子探测器和超热中子探测器分别探测记录慢化而来的超热中子及热中子数，并反馈给几何块平均通量探测器，由几何块平均通量探测器配合时间计数卡来记录超热中子及热中子衰减时间谱；

步骤S3：根据公式二和公式三，在不同泥浆密度下，超热中子时间谱与热中子时间谱趋于稳定后，统计E/T比值趋势，其呈现出一定的函数关系；

步骤S4：根据其函数关系，采用拟合算法拟合出泥浆密度的修正函数，利用修正函数对不同泥浆密度条件下的中子数据进行修正预测。

2.根据权利要求1所述的一种基于铀裂变瞬发中子测井数据泥浆密度修正方法，其特征在于，在上述步骤S1中，所述井筒模型为两大类：一类是内径为9cm和外径为100cm，高为200cm的圆形筒，井筒内骨架为含铀砂岩，主要成分为二氧化硅和铀，铀含量设为0.5％，井筒内径的孔隙中不放入任何物质，为干孔；二类不同于一类的是在井筒内径的孔隙中放置不同密度的泥浆液体。

3.根据权利要求1所述的一种基于铀裂变瞬发中子测井数据泥浆密度修正方法，其特征在于，在上述步骤S2中，探管内自下至上依次设置有热中子探测器、超热中子探测器和14MeV的D-T脉冲中子源，14MeV的D-T脉冲中子源与超热中子探测器之间的间距为30cm，在超热中子探测器外围由外向内设置有镉屏蔽层和聚乙烯屏蔽层，其中，14MeV的D-T脉冲中子源的粒子数为10⁸个。

4.根据权利要求3所述的一种基于铀裂变瞬发中子测井数据泥浆密度修正方法，其特征在于，所述探管直径为6cm。

5.根据权利要求1所述的一种基于铀裂变瞬发中子测井数据泥浆密度修正方法，其特征在于，在上述步骤S4中，对不同泥浆密度下E/T比值采用二阶多项式拟合算法拟合出泥浆密度的修正函数为：

y＝0.0155χ²+0.0431χ+0.6831 公式四

其中，y为泥浆密度修正后的E/T比值；χ为泥浆密度；E/T比值点落在二阶多项式拟合曲线上或附近，多项式拟合确定系数R²＝0.9909。

6.根据权利要求1所述的一种基于铀裂变瞬发中子测井数据泥浆密度修正方法，其特征在于，在上述步骤S4中，对不同泥浆密度下E/T比值采用线性拟合算法拟合出泥浆密度的修正函数为：

y＝0.0894χ+0.6505 公式五

其中，y为泥浆密度校正后的E/T比值；χ为泥浆密度，E/T比值点落在线性拟合曲线上或附近，多项式拟合确定系数R²＝0.9887。