地球物理测（第三章）中子测地球物理测（第三章）中子测井井地球物理测井地球物理测井放射性测井放射性测井中子测井中子测井中子测井也是一种核测井方法，它主要利用中子测井也是一种核测井方法，它主要利用中子射线与中子射线与地层的相互作用地层的相互作用来划分储集层和确定地层孔隙度，并能来划分储集层和确定地层孔隙度，并能用于区分气层。用于区分气层。中子测井可分为：中子测井可分为：中子伽马测井中子伽马测井、中子热中子测井中子热中子测井、超热中子测井超热中子测井等等目前，主要用目前，主要用补偿中子测井补偿中子测井和和超热中子测超热中子测井井确定地层孔隙度。确定地层孔隙度。地球物理测井地球物理测井放射性测井放射性测井地球物理测井地球物理测井放射性测井放射性测井地球物理测井地球物理测井放射性测井放射性测井地球物理测井地球物理测井放射性测井放射性测井地球物理测井地球物理测井放射性测井放射性测井地球物理测井地球物理测井放射性测井放射性测井地球物理测井地球物理测井放射性测井放射性测井中子测井中子测井测井原理：测井原理： 中中子子源源向向地地层层发发射射快快中中子子，快快中中子子在在地地层层中中运运动动与与地地层层物物质质的的原原子子核核发发生生各各种种作作用用，探探测测器器将将探探测测超超热热中中子子、热热中中子子或或次次生生伽伽马马射射线线的的强强度度，用用来来研究地层孔隙度、岩性以及孔隙流体性质等。研究地层孔隙度、岩性以及孔隙流体性质等。地球物理测井地球物理测井放射性测井放射性测井测测井井时时，中中子子源源随随井井下下仪仪器器放放入入钻钻孔孔中中，由由中中子子源源放放出出的的快快中中子子经经过过一一系系列列碰碰撞撞而而减减弱弱到到热热能能状状态态，再再经经过过一一定定距距离离的的扩扩散散，最最后后被被吸吸收收。因因此此，中中子子在在空空间间的的分分布布是是和和物物质质的的减减速速性性质质及及吸吸收收性性质质有有关关。中中子子- -中中子子测测井井就就是是通通过过测测量量源源附附近近中中子子分分布布状状态态来来研研究究岩岩层层减减速速性性质质或或吸吸收收性性质质的的方方法法。由由于于氢氢对对中中子子具具有有特特别别大大的的减减速速能能力力，所所以以岩岩石石的的减减速速性性质质主主要要由由岩岩层层中中含含氢氢量量的的多多少少决决定定。因因而而在在不不含含结结晶晶水水的的渗渗透透性性岩岩层层中中，岩岩层层的的减减速速性性质质主主要要和和孔孔隙隙度度有有关关。岩岩层层的的吸吸收收性性质质主主要要由由岩岩层层中中某某些些吸吸收能力特别强的元素所决定收能力特别强的元素所决定，例如氯、硼等。，例如氯、硼等。 中子测井中子测井地球物理测井地球物理测井放射性测井放射性测井中子测井中子测井二、超热中子测井二、超热中子测井SNPSNP（一）（一） 超热中子测井的基本原理（贴井壁测量）超热中子测井的基本原理（贴井壁测量）1 1、孔隙度与减速长度间的关系、孔隙度与减速长度间的关系2 2、超热中子的空间分布、超热中子的空间分布 相同相同-不同元素组成不同岩性的岩层不同元素组成不同岩性的岩层-减速长度不同减速长度不同 中中100%100%含水含水- - - -地层的减速能力地层的减速能力 -减速长度减速长度不同、岩性不同不同、岩性不同-超热中子在中子源周围的分布不同。超热中子在中子源周围的分布不同。地球物理测井地球物理测井放射性测井放射性测井中子测井中子测井 - -含含H -LH -LS S -超热中子在源附近分布超热中子在源附近分布 -L L源源小，计数率高小，计数率高L L源源大，计数率低大，计数率低 - -含含H -LH -LS S -超热中子在源附近分布超热中子在源附近分布 -L L源源小，计数率低小，计数率低L L源源大，计数率高大，计数率高总结：总结： 小源距：小源距：含氢量与记数率成正比含氢量与记数率成正比大源距：大源距：含氢量与记数率成反比含氢量与记数率成反比地球物理测井地球物理测井放射性测井放射性测井中子测井中子测井（二）超热中子曲线的应用（二）超热中子曲线的应用1 1、确定岩层的孔隙度、确定岩层的孔隙度2 2、交会图法确定岩性、孔隙度、骨架成分、交会图法确定岩性、孔隙度、骨架成分3 3、中子、中子- -密度测井曲线重叠法确定岩性密度测井曲线重叠法确定岩性4 4、估计油气密度、估计油气密度5 5、定性指示高孔隙度含气层、定性指示高孔隙度含气层地球物理测井地球物理测井放射性测井放射性测井中子测井中子测井视石灰岩孔隙度视石灰岩孔隙度：石灰岩的石灰岩的nmanma=0=0砂岩的砂岩的nmanma= -0.035= -0.035白云岩的白云岩的nmanma=0.05=0.05用石灰岩的用石灰岩的nmanma=0=0算出的孔隙度是视石灰岩孔隙度。算出的孔隙度是视石灰岩孔隙度。而用岩石本身的骨架孔隙度算出的而用岩石本身的骨架孔隙度算出的为真为真地球物理测井地球物理测井放射性测井放射性测井中子测井中子测井视石灰岩孔隙度：视石灰岩孔隙度：以含淡水纯石灰岩为标准来刻度的孔隙度以含淡水纯石灰岩为标准来刻度的孔隙度。中子测井：中子测井：密度测井：密度测井：例题：如砂岩的孔隙度例题：如砂岩的孔隙度20%20%，mama2.65g/cm2.65g/cm3 3，求，求该砂岩的密度测井视石灰岩孔隙度。该砂岩的密度测井视石灰岩孔隙度。地球物理测井地球物理测井放射性测井放射性测井地球物理测井地球物理测井放射性测井放射性测井地球物理测井地球物理测井放射性测井放射性测井地球物理测井地球物理测井放射性测井放射性测井地球物理测井地球物理测井核测井核测井地层密度测井地层密度测井地球物理测井地球物理测井放射性测井放射性测井中子测井中子测井三、补偿中子测井三、补偿中子测井CNLCNL1 1、补偿中子测井的原理、补偿中子测井的原理 （探测热中子密度）（探测热中子密度）补补偿偿中中子子的的探探测测器器测测得得的的计计数数率率送送至至地地面面仪仪，经经过过适适当当的的模模拟拟装装置置自自动动把把计计数数率率的的比比值值转转换换为为相相应应的的含含H H指指数数，最最终终输输出一条含氢指数曲线，即常见的视石灰岩孔隙度曲线。出一条含氢指数曲线，即常见的视石灰岩孔隙度曲线。优点优点：减小地层俘获性能的影响，补偿井参数含氯量的影响。减小地层俘获性能的影响，补偿井参数含氯量的影响。利用两个不同源距探测器所测得的计数率之比来减小地层俘利用两个不同源距探测器所测得的计数率之比来减小地层俘获性能的影响。获性能的影响。地球物理测井地球物理测井放射性测井放射性测井中子测井中子测井含氢指数含氢指数单位体积岩石和纯水的含氢量之比。单位体积岩石和纯水的含氢量之比。2 2、用途（与、用途（与SNPSNP相同）相同）如果地层含气，由于气的含氢指数非常小，会导致中如果地层含气，由于气的含氢指数非常小，会导致中子测井所测得的地层孔隙度低于地层真实孔隙度。子测井所测得的地层孔隙度低于地层真实孔隙度。地球物理测井地球物理测井放射性测井放射性测井补偿中子测井采用的是灰岩刻度，灰岩补偿中子测井采用的是灰岩刻度，灰岩CNLCNL值为值为0 0，水是，水是100100。通常情况下，泥岩束缚水含量比较高，所以补偿中子测井值为通常情况下，泥岩束缚水含量比较高，所以补偿中子测井值为高值，通常都大于高值，通常都大于30%30%。砂岩孔隙度高，补偿中子也较高，砂。砂岩孔隙度高，补偿中子也较高，砂岩孔隙度越低，补偿中子也越低。岩孔隙度越低，补偿中子也越低。 补偿中子测井对油层的反应不是很明显，但对于气层，由于挖补偿中子测井对油层的反应不是很明显，但对于气层，由于挖掘效应的存在，补偿中子值会比实际孔隙度低，地层含气量越掘效应的存在，补偿中子值会比实际孔隙度低，地层含气量越大，补偿中子值越低。大，补偿中子值越低。中子测井中子测井地球物理测井地球物理测井放射性测井放射性测井中子测井中子测井总结：总结：掌握中子测井的相关概念以及应用掌握中子测井的相关概念以及应用特别：中子测井曲线对应气层有何显示，它如何特别：中子测井曲线对应气层有何显示，它如何与密度曲线配合识别气层？与密度曲线配合识别气层？地球物理测井地球物理测井放射性测井放射性测井基本概念基本概念 弹性散射非弹性散射热中子弹性散射非弹性散射热中子 宏观俘获截面减速长度扩散长宏观俘获截面减速长度扩散长度度 思考问题思考问题 1 1 强减速物质，强吸收物质在中子测井中具有什么意义？强减速物质，强吸收物质在中子测井中具有什么意义？ 2 2 中子测井确定孔隙度时，要进行哪些校正？为什么？中子测井确定孔隙度时，要进行哪些校正？为什么？ 3 3 如何探测热中子和超热中子？如何探测热中子和超热中子？ 中子测井中子测井