基于可控源的伽马能谱测井及解谱应用
发布时间：2022-01-11 23:51
国内的油气资源消耗与日俱增,而常规油气藏的勘探开发接近尾声。由于非常规油气开发难度极大,对油气勘采提出了更高的要求,需要全新的测井和开采手段。伽马能谱测井是利用中子与地层元素原子核发生核反应,通过测量分析携带地层信息的伽马射线,进而计算出地层各元素相对含量的测井技术。斯伦贝谢公司在1991年推出并得到广泛使用的元素俘获谱测井仪只能得到七种（Si、Fe、S、Ca、Ti、Ba、Gd）元素含量以及其组合的不同矿物含量。但斯伦贝谢在2012年推出的Litho Scanner（岩性扫描测井仪）能够实现对非弹性散射和俘获伽马能谱的测量,不仅可以得到碳的含量,还能得到其他种类更丰富、精度更高的元素含量,这类扫描测井仪在非常规油气藏勘采中被广泛使用。本论文旨在针对可控源的伽马能谱测井及解释分析。以斯伦贝谢的Litho Scanner为例,通过MCNP（Monte Carlo N-Particle Transport Code）模拟的方法,对测井的模型进行了设置,采用4π立体角发射中子的D-T脉冲中子源,使用了LaBr3:Ce探测器并对其能量分辨率进行了设置。并使用NJOY2016程序对MCNP5中缺失...
【文章来源】：兰州大学甘肃省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
地球化学测井仪(GLT)结构示意图
兰州大学硕士学位论文基于可控源的伽马能谱测井及解谱应用41.2.3元素俘获能谱测井虽然地球化学测井仪GLT能提供地层中多种元素含量和矿物组成。但是GLT仪器复杂、测井速度低、测量伽马时容易受影响，而且在实际测井当中并没有得到广泛地应用[15]。为了解决这一系列的问题，提升仪器的性能，斯伦贝谢公司于1991年研发出了元素俘获能谱测井仪器ECS[16]。仪器的结构示意图如图1-2所示。元素俘获能谱测井仪是基于俘获能谱测井仪(GLT)、储层饱和度测井仪(RST)这两种仪器发展而来的[17]。元素俘获能谱测井仪即ECS的中子源使用的是241Am-Be化学中子源，连续发射的中子能量分布广，平均中子能量约为4.5MeV，强度在104~108n/s，发射的中子会激发地层元素的原子核产生非弹性散射反应以及俘获反应从而释放出伽马射线，然后通过BGO晶体探测器进行测量。中子与地层元素发生核反应生成的伽马信息，其中就包含了地层元素的特征伽马射线信息，其计数率与其核素含量呈现正相关[17]。再通过解谱分析法对仪器测量得到的能谱进行处理，从而获得关于Si、Fe、S、Ca、Ti、Ba、Gd等地层元素的含量信息。ECS处理测量能谱的关键是利用俘获伽马能谱来确定元素含量，需要扣除非弹性散射反应在能谱中的贡献。图1-2元素俘获能谱测井仪(ECS)在斯伦贝谢推出ECS之后的几年里，哈里伯顿公司在90年代中后期也研发出了地球元素能谱测井仪GEM[18]。图1-3是该仪器的结构图。GEM使用的中子源以及探测器上与斯伦贝谢的ECS相同，其中它可以得到Si、Fe、S、Ca、Ti、Mg、Al、K、Mn、Gd元素含量。同时是可视化测井评价工具，可以实时监测仪器在测井时的数据[18]。
兰州大学硕士学位论文基于可控源的伽马能谱测井及解谱应用5图1-3地球元素能谱测井仪(GEM)表1-1中将斯伦贝谢的ECS与哈里伯顿的GEM这两种仪器的参数进行比较。表1-1ECS与GEM仪器参数比较参数ECSGEM仪器外径(cm)12.712.19仪器长度(m)3.092.94仪器重量(kg)138136最高工作温度(℃)150、260(有保温瓶)177测量能量区间(MeV)0.6~80.6~9.5测井速度(m/h)549276,max546采样间隔(cm)15.2410纵向分辨率(cm)45.7245.72探测深度(cm)22.8615.24元素俘获能谱测井被广泛地应用，到现在仍对地层评价发挥着重要的作用。测井时不会受到地层中泥浆类型的影响，除此之外还能与多种测井仪进行联合实现联合测量，并且此仪器短，使用起来简单快速[17]。但是利用元素俘获能谱测井的仪器探测的元素种类有限，在抗干扰能力方面以及测量精度方面存在着很大的局限性，同时常规油气藏的勘探基本到了末期，非常规油气藏勘探的兴起。此类非常规储层矿物成分多样，岩性复杂，这一仪器
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于Monte-Carlo模拟的元素俘获能谱测井中元素谱特征分析（英文）[J]. 兰长林,占许文,武宏亮,张毅,刘通,冯周,吕韬. Applied Geophysics. 2019(03)
[2]基于循环神经网络的测井曲线生成方法[J]. 张东晓,陈云天,孟晋. 石油勘探与开发. 2018(04)
[3]国内非常规油气勘探开发技术研究现状及难点分析[J]. 龚小卫,李玮,乔中山,朱岩,王新胜. 中国锰业. 2017(03)
[4]PSSL脉冲中子全谱测井技术及其应用的探讨[J]. 董广云,杨联会,韩忠林. 石油工业技术监督. 2016(05)
[5]PNST-E脉冲中子地层元素测井技术研究[J]. 郑华,孙亮,梁庆宝,董建华,韩东庆,杨建峰. 测井技术. 2015(04)
[6]岩性扫描测井技术在青海油田的应用[J]. 魏国,张审琴,侯淞译. 测井技术. 2015(02)
[7]不同尺寸溴化镧晶体探测效率的MC模拟[J]. 谢希成,赖万昌,吴和喜. 核电子学与探测技术. 2014(12)
[8]基于伽马能谱的元素测井发展历程及技术展望[J]. 袁超,周灿灿. 地球物理学进展. 2014(04)
[9]非常规油气藏的形成及其分布特征[J]. 宋岩,姜林,马行陟. 古地理学报. 2013(05)
[10]FEM地层元素测井仪研制[J]. 岳爱忠,王树声,何绪新,石丽云,贺晓真,雷震宇. 测井技术. 2013(04)
博士论文
[1]大庆徐家围子地区深层火成岩气藏测井解释方法研究[D]. 冯庆付.中国海洋大学 2007
硕士论文
[1]元素俘获能谱测井中产额求解方法及应用[D]. 吕韬.兰州大学 2018
[2]中子-γ密度测井及地层元素测井的蒙特卡罗模拟研究[D]. 何雄英.兰州大学 2013
本文编号：3583684
【文章来源】：兰州大学甘肃省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
地球化学测井仪(GLT)结构示意图
兰州大学硕士学位论文基于可控源的伽马能谱测井及解谱应用41.2.3元素俘获能谱测井虽然地球化学测井仪GLT能提供地层中多种元素含量和矿物组成。但是GLT仪器复杂、测井速度低、测量伽马时容易受影响，而且在实际测井当中并没有得到广泛地应用[15]。为了解决这一系列的问题，提升仪器的性能，斯伦贝谢公司于1991年研发出了元素俘获能谱测井仪器ECS[16]。仪器的结构示意图如图1-2所示。元素俘获能谱测井仪是基于俘获能谱测井仪(GLT)、储层饱和度测井仪(RST)这两种仪器发展而来的[17]。元素俘获能谱测井仪即ECS的中子源使用的是241Am-Be化学中子源，连续发射的中子能量分布广，平均中子能量约为4.5MeV，强度在104~108n/s，发射的中子会激发地层元素的原子核产生非弹性散射反应以及俘获反应从而释放出伽马射线，然后通过BGO晶体探测器进行测量。中子与地层元素发生核反应生成的伽马信息，其中就包含了地层元素的特征伽马射线信息，其计数率与其核素含量呈现正相关[17]。再通过解谱分析法对仪器测量得到的能谱进行处理，从而获得关于Si、Fe、S、Ca、Ti、Ba、Gd等地层元素的含量信息。ECS处理测量能谱的关键是利用俘获伽马能谱来确定元素含量，需要扣除非弹性散射反应在能谱中的贡献。图1-2元素俘获能谱测井仪(ECS)在斯伦贝谢推出ECS之后的几年里，哈里伯顿公司在90年代中后期也研发出了地球元素能谱测井仪GEM[18]。图1-3是该仪器的结构图。GEM使用的中子源以及探测器上与斯伦贝谢的ECS相同，其中它可以得到Si、Fe、S、Ca、Ti、Mg、Al、K、Mn、Gd元素含量。同时是可视化测井评价工具，可以实时监测仪器在测井时的数据[18]。
兰州大学硕士学位论文基于可控源的伽马能谱测井及解谱应用5图1-3地球元素能谱测井仪(GEM)表1-1中将斯伦贝谢的ECS与哈里伯顿的GEM这两种仪器的参数进行比较。表1-1ECS与GEM仪器参数比较参数ECSGEM仪器外径(cm)12.712.19仪器长度(m)3.092.94仪器重量(kg)138136最高工作温度(℃)150、260(有保温瓶)177测量能量区间(MeV)0.6~80.6~9.5测井速度(m/h)549276,max546采样间隔(cm)15.2410纵向分辨率(cm)45.7245.72探测深度(cm)22.8615.24元素俘获能谱测井被广泛地应用，到现在仍对地层评价发挥着重要的作用。测井时不会受到地层中泥浆类型的影响，除此之外还能与多种测井仪进行联合实现联合测量，并且此仪器短，使用起来简单快速[17]。但是利用元素俘获能谱测井的仪器探测的元素种类有限，在抗干扰能力方面以及测量精度方面存在着很大的局限性，同时常规油气藏的勘探基本到了末期，非常规油气藏勘探的兴起。此类非常规储层矿物成分多样，岩性复杂，这一仪器
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于Monte-Carlo模拟的元素俘获能谱测井中元素谱特征分析（英文）[J]. 兰长林,占许文,武宏亮,张毅,刘通,冯周,吕韬. Applied Geophysics. 2019(03)
[2]基于循环神经网络的测井曲线生成方法[J]. 张东晓,陈云天,孟晋. 石油勘探与开发. 2018(04)
[3]国内非常规油气勘探开发技术研究现状及难点分析[J]. 龚小卫,李玮,乔中山,朱岩,王新胜. 中国锰业. 2017(03)
[4]PSSL脉冲中子全谱测井技术及其应用的探讨[J]. 董广云,杨联会,韩忠林. 石油工业技术监督. 2016(05)
[5]PNST-E脉冲中子地层元素测井技术研究[J]. 郑华,孙亮,梁庆宝,董建华,韩东庆,杨建峰. 测井技术. 2015(04)
[6]岩性扫描测井技术在青海油田的应用[J]. 魏国,张审琴,侯淞译. 测井技术. 2015(02)
[7]不同尺寸溴化镧晶体探测效率的MC模拟[J]. 谢希成,赖万昌,吴和喜. 核电子学与探测技术. 2014(12)
[8]基于伽马能谱的元素测井发展历程及技术展望[J]. 袁超,周灿灿. 地球物理学进展. 2014(04)
[9]非常规油气藏的形成及其分布特征[J]. 宋岩,姜林,马行陟. 古地理学报. 2013(05)
[10]FEM地层元素测井仪研制[J]. 岳爱忠,王树声,何绪新,石丽云,贺晓真,雷震宇. 测井技术. 2013(04)
博士论文
[1]大庆徐家围子地区深层火成岩气藏测井解释方法研究[D]. 冯庆付.中国海洋大学 2007
硕士论文
[1]元素俘获能谱测井中产额求解方法及应用[D]. 吕韬.兰州大学 2018
[2]中子-γ密度测井及地层元素测井的蒙特卡罗模拟研究[D]. 何雄英.兰州大学 2013
本文编号：3583684
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