[发明专利]一种基于铁非弹性散射伽马的随钻气层识别装置及方法

说明书

本发明公开了一种基于铁非弹性散射伽马的随钻气层识别装置及方法，方法包括获取地层孔隙度，通过源强探测器获取源强探测器计数，并通过伽马探测器获取非弹性散射伽马能谱；在非弹性散射伽马能谱上确定铁非弹性散射伽马峰的能量范围，并获取纯净铁非弹性散射伽马峰计数；通过地层孔隙度、源强探测器计数及纯净铁非弹性散射伽马峰计数确定地层的含气饱和度。本发明的有益效果是：采用基于铁非弹性散射伽马信息进行气层识别，即利用非弹性散射伽马能谱中的纯净铁非弹性散射伽马峰计数代替高能快中子信息进行气层识别，不仅保留了高能快中子受地层因素影响较小的优势，同时克服了总非弹性散射伽马信息受地层密度影响的缺点，具有更高的气层灵敏度。

技术领域

本发明涉及测井技术领域，尤其是涉及一种基于铁非弹性散射伽马的随钻气层识别装置及方法。

背景技术

随着石油勘探开发的不断深入，脉冲中子测井技术在随钻气层识别和划分方面发挥着越来越重要作用；基于天然气和油水等孔隙流体在中子减速和俘获能力方面的巨大差异，可以利用中子寿命测井、中子孔隙度测井以及中子俘获测井等方法进行气层识别，但由于热中子和俘获伽马射线在地层输运过程较为复杂，气层识别结果容易受地层泥质含量和地层水矿化度等因素影响。

高能快中子在地层输运过程简单，受地层环境因素影响较小，对气层识别更有利，但由于衰减快和探测效率低，很难满足测井需要；因此，通常采用与高能快中子分布相关的总非弹性散射伽马信息进行气层识别，但是容易受到地层密度衰减的影响。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种基于铁非弹性散射伽马的随钻气层识别装置及方法，用以解决采用总非弹性散射伽马信息进行气层识别容易受到地层密度衰减的影响的技术问题。

为了实现上述目的，第一方面，本发明提供了一种基于铁非弹性散射伽马的随钻气层识别装置，包括开槽钻铤、可控中子源、源强探测器及伽马探测器，所述可控中子源、所述源强探测器及所述伽马探测器均固定于所述开槽钻铤上，所述源强探测器位于所述可控中子源与所述伽马探测器之间且用于获取所述可控中子源释放的高能中子通量，所述源强探测器被由钨镍铁材料制成的壳体所包裹，所述伽马探测器用于获取非弹性散射伽马能谱中的铁非弹性散射伽马信息，以进行气层识别。

进一步地，所述伽马探测器与所述可控中子源之间的距离为70cm。

第二方面，本发明还提供了一种基于铁非弹性散射伽马的随钻气层识别方法，适用于所述基于铁非弹性散射伽马的随钻气层识别装置，且包括：获取地层孔隙度，通过所述源强探测器获取源强探测器计数，并通过所述伽马探测器获取非弹性散射伽马能谱；

在所述非弹性散射伽马能谱上确定铁非弹性散射伽马峰的能量范围，并获取纯净铁非弹性散射伽马峰计数；

通过所述地层孔隙度、所述源强探测器计数及所述纯净铁非弹性散射伽马峰计数确定地层的含气饱和度。

进一步地，获取地层孔隙度，通过所述源强探测器获取源强探测器计数，并通过所述伽马探测器获取非弹性散射伽马能谱，具体包括：

将所述基于铁非弹性散射伽马的随钻气层识别装置下入到实际地层的钻孔的一预设位置；

通过所述可控中子源持续释放中子，通过所述源强探测器获取源强探测器计数，通过所述伽马探测器获取非弹性散射伽马能谱；

获取所述钻孔在所述预设位置处的孔隙度。

进一步地，在所述非弹性散射伽马能谱上确定铁非弹性散射伽马峰的能量范围，并获取纯净铁非弹性散射伽马峰计数，具体包括：

在所述非弹性散射伽马能谱上确定铁非弹性散射伽马峰的能量范围，得到所述铁非弹性散射伽马峰的起点和终点；

将所述铁非弹性散射伽马峰的起点和终点进行连线，确定一条分界线方程；