地层元素俘获能谱测井技术的研究与应用

发布时间：2020-07-15 21:04

【摘要】：地层元素俘获能谱测井技术在复杂岩性的储层评价工作方面具有十分显著的应用效果。应用这项技术可以得到火成岩骨架密度,了解碳酸盐的剖面岩性,以及准确计算孔隙度等数据,因此对于储层评价方面的研究具有举足轻重的意义。目前,在大庆油田主要采用国外斯伦贝谢公司的Litho Scanner和ECS仪器来完成复杂岩性地区储层评价工作。为了摆脱对国外技术及仪器的依赖,我们很有必要自主研发地层元素测井技术,并且借鉴脉冲中子测井技术的研发经验和基础来完成此项研究工作。本文主要从测井技术方案研究、数据解释处理方法、研究成果现场应用这三大方面进行地层元素俘获能谱相关测井技术的研究工作。在测井技术方案研究上,对测试仪器进行了总体的设计,并重点对仪器传感器和中子爆发时序进行了优化设计,建立了地层元素的模拟井并研究获取到地层元素标准谱,通过对比分析优选了能谱降噪的处理方法,以及在双源距数据综合处理上尝试了多项改进和完善等;在数据解释处理方法上,从平滑滤波、能量刻度、漂移校正等五个方面对地层俘获能谱数据实施预处理,采用最小二乘法的改进方法对能谱进行解谱并确定元素产额,通过在模型井上刻度获得相对灵敏度,利用氧化物闭合模型确定归一化因子,最终计算获得元素重量百分含量、矿物干重、骨架属性、地层总有机碳含量等数据信息;在研究成果现场应用上,有针对性的选择并完成18井次的对比试验,均取得了合格测井资料。从现场获取的资料来看,测井仪器的稳定性、重复性、一致性等方面取得了较好的结果,证明了自主研发的这套地层元素俘获能谱测井技术在不同测井模式下均可满足测试需求。
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：P631.81
【图文】：

总体结构,仪器,能谱

第 2 章测井技术方案研究2.1 测井仪器总体结构设计如图2.1所示仪器的总体结构主要可分为如下几部分：首先是数控采集、传输、控制电路；其次是探测器系统[19]；第三是中子发生器、相关参数采集、控制系统。由于地层元素俘获能谱测井仪在结构上与碳氧比测井仪、脉冲中子全谱测井仪等仪器基本类似，大部分设计可以直接借鉴使用，因此，下面重点在测井仪的传感器和时序设计上做深入研究。1-低压电源 2-传输电路 3-中子发生器稳控电路 4-发生器稳控电源组 5-连接头 6-倍加器高压电源 7-中子管 8-屏蔽体 9-探测器组 10-吸热剂 11-数控电路 12-低压电源图2.1 仪器总体结构图2.1.1 测井仪传感器结构设计地层元素俘获能谱测井仪主要采集来自地层的骨架元素与中子反应产生的能谱，同时采用分时序采集俘获能谱的方式消除井眼对俘获能谱的影响。建立数值模拟模型，地层为水砂岩，分别采集源距为20～60 cm处的探测器能谱，计算得到探测器俘获能谱总相对计数率随源距的变化如图2.2所示，不同源距处Si元素的特征能谱如图2.3所示。

源距,计数率,能谱,探测器

8图2.2 探测器俘获能谱总相对计数率随源距的变化由图2.2可以看出，探测器俘获能谱总相对计数率随源距呈线性变化，随着源距增大而逐渐减少，即源距越小，采集到的俘获能谱总计数率越高，统计涨落越小。图2.3 砂岩条件下不同源距处Si元素的特征峰考虑到解谱的需要，为了得到更好的元素产额，源距选择的原则之一即特征峰明显。由图2.3可以看出，不同源距处的Si的能谱差别较大。总体来说，高能区峰计数随源距增大而减少，中能区和低能区由于受康普顿效应影响，峰计数与源距的关系不再呈线性变化。综

源距,不同源,特征峰,解谱

源距增大而逐渐减少，即源距越小，采集到的俘获能谱总计数率越高，统计涨落越小。图2.3 砂岩条件下不同源距处Si元素的特征峰考虑到解谱的需要，为了得到更好的元素产额，源距选择的原则之一即特征峰明显。由图2.3可以看出，不同源距处的Si的能谱差别较大。总体来说，高能区峰计数随源距增大而减少，中能区和低能区由于受康普顿效应影响，峰计数与源距的关系不再呈线性变化。综合考虑特征峰、俘获能谱总计数率、仪器结构、井眼效应校正、兼顾PNST

【参考文献】