確定地層元素測井標準譜及相對靈敏度的裝置和方法
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及石油測井領域，具體為確定地層元素測井標準譜及相對靈敏度的裝置和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]地層元素測井方法，是復雜地層油氣藏評價的有效測井方法之一。近年來發(fā)展較快。準確獲取元素的含量，是確定該測井方法效果的重要基礎。元素測井求取元素含量的基本方法是基于測量獲取的中子伽馬譜是地層中每個元素單一伽馬譜的線性疊加。通過解譜獲取各個元素的相對產(chǎn)額，再通過閉合模型的方式將相對產(chǎn)額轉(zhuǎn)換為元素含量。這種方法的關(guān)鍵是有效地獲取元素的標準譜及確定每種元素的相對靈敏度。
[0003]地層元素測井，是測量中子照射地層后激發(fā)的元素特征伽馬射線譜，解譜后得出地層元素的含量。所使用的激發(fā)中子源有兩種類型，一種是同位素中子源;另一種是可控中子源。前者產(chǎn)生的伽馬射線以熱中子俘獲伽馬為主。后者由于激發(fā)中子能量較高，產(chǎn)生的伽馬譜中，既有熱中子俘獲伽馬(彈性散射伽馬)，也有非彈性散射伽馬。
[0004]以往的確定元素標準譜的方法，是建立某種元素的單元素或化合物，調(diào)整孔隙度和密度，使得整體對中子的減速長度都相對接近。但是這種方式模擬計算容易進行，實際試驗實施比較困難，有些難以實現(xiàn)。以往元素測井元素含量計算方法中，解譜計算所用的元素俘獲伽馬標準譜和相對靈敏度，基本是建立在假設物理模型的數(shù)值模擬計算基礎上的，其正確性不能夠有效地直接驗證。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供一種確定地層元素測井標準譜及相對靈敏度的裝置和方法，能夠通過實驗方法直接測得所需的參數(shù)。
[0006]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn):
[0007]確定地層元素測井標準譜及相對靈敏度的方法，包括如下步驟:
[0008]步驟I，建立內(nèi)部填充有流體的測量箱，采用元素測井儀器測量獲得待測元素在該狀態(tài)下的中子伽馬譜a;
[0009]步驟2，在測量箱中放置含有待測元素的環(huán)形筒，采用元素測井儀器測量獲得待測元素在該狀態(tài)下的中子伽馬譜b ；
[0010]步驟3，用中子伽馬譜b扣除中子伽馬譜a，得到待測元素的標準譜；
[0011]步驟4，將待測元素的標準譜在解譜所需的能量段范圍內(nèi)求和，計算出對應該能段的計數(shù)，為待測元素的凈譜計數(shù)值Nj ;根據(jù)公式如下公式得到待測元素物質(zhì)的靈敏度Sj ;
[0012]Sj=Nj/(pj*Wi);
[0013]其中，巧為環(huán)形筒中待測元素的密度，Wi是待測元素在環(huán)形筒中占重量百分含量，單質(zhì)時Wi = I。
[0014]優(yōu)選的，測量箱中流體高度大于150cm，測量箱邊緣距離中心距離大于75cm。
[0015]優(yōu)選的，測量箱中流體為水或油。
[0016]優(yōu)選的，環(huán)形筒的橫截面為圓形或多邊形。
[0017]優(yōu)選的，環(huán)形筒內(nèi)壁距元素測井儀器軸心距離為20-35cm。
[0018]用于本發(fā)明所述方法中確定地層元素測井標準譜及相對靈敏度的裝置，包括測量箱，含有待測元素的環(huán)形筒，以及連接地面系統(tǒng)的元素測井儀器;所述測量箱中填充有流體，流體高度大于150cm，測量箱邊緣距離中心距離大于75cm，當測量中子伽馬譜b時，環(huán)形筒內(nèi)壁距元素測井儀器軸心距離為20-35cm。
[0019]優(yōu)選的，測量箱中流體為水或油。
[0020]優(yōu)選的，環(huán)形筒的橫截面為圓形或多邊形。
[0021]優(yōu)選的，用于測量中子伽馬譜的元素測井儀器包括閃爍伽馬探測器，以及同位素中子源或可控中子源;當采用可控中子源時，中子伽馬譜特指中子俘獲伽馬譜。
[0022]優(yōu)選的，環(huán)形筒外部設置有用于與水或油隔離的隔離層。
[0023]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益的技術(shù)效果:
[0024]本發(fā)明公開了一種能夠在充滿流體的容器筒，即測量箱中測量獲得元素的測井標準譜及相對靈敏度的的方法和裝置。通過這種方式，獲得元素的靈敏度，進而了可以實現(xiàn)確定相對靈敏度的方法。裝置結(jié)構(gòu)簡單，方法操作方便，對于理論模擬研究，以及實驗實施都是容易實現(xiàn)的。由于相對靈敏度是與實際計算時選取的測量譜的能段相關(guān)的，因此，通過這種能夠?qū)崿F(xiàn)的方法，人們可以研究某些感興趣的特殊能段特征。同時也可以對理論計算的標準譜可能產(chǎn)生的差異進行校正。
【附圖說明】
[0025]圖1為本發(fā)明所述裝置的截面置示意圖。
[0026]圖2為本發(fā)明實例中所述測量獲取元素的標準譜示意圖。
[0027]圖中:I是測量箱，2是元素測井儀器，3是圓環(huán)筒。
【具體實施方式】
[0028]下面結(jié)合具體的實施例對本發(fā)明做進一步的詳細說明，所述是對本發(fā)明的解釋而不是限定。
[0029]本發(fā)明確定地層元素相對靈敏度的方法，采用確定地層元素測井標準譜的裝置，具體如下。
[0030]建立滿足空間尺寸的測量箱I，測量箱I中流體是水或油。流體高度大于150cm，測量箱I邊緣距離中心距離大于75cm。
[0031]測量箱I中放置待測的元素的環(huán)形筒或其它形狀的筒，優(yōu)選的采用圓環(huán)筒3，環(huán)形筒內(nèi)半徑在20-35cm之間，筒壁厚在0.5-2cm范圍。
[0032]首先，在測量箱I中無環(huán)形筒時，由元素測井儀器2得到流體中的測量譜；
[0033]然后，元素測井儀器2在有某元素物質(zhì)環(huán)形筒的測量箱I中測量，得到該種元素流體中測量譜。
[0034]第三，環(huán)形筒存在時得到的測量譜扣除流體中的測量譜，得到該元素物質(zhì)的標準
L曰O
[0035]第四，通過標準譜得到該元素的測井靈敏度，將該靈敏度與Si元素的靈敏度相比，得到該元素的測井相對靈敏度。
[0036]具體的，如圖1所示，
[0037]在單獨的水箱中，測量獲得儀器在水中的測量中子伽馬譜a
[0038]在有圓環(huán)筒3的水箱中再次測量，獲得某種元素在水中的混合測量中子伽馬譜b。圓環(huán)筒3是含有某種元素的單質(zhì)或化合物圓環(huán)筒。
[0039]用測量譜b扣除測量譜a，獲得元素測量儀器2相對于圓環(huán)筒3中子伽馬譜。
[0040]將伽馬譜在解譜所需的能量段范圍內(nèi)求和，算出對應該能段的計數(shù)，為待測元素的凈譜計數(shù)值Nj。除以圓環(huán)筒3的物質(zhì)密度，得出單位密度的該物質(zhì)的計數(shù)值。
[0041]Sj=Nj/(Pj*Wi)(I)
[0042]式中:Sj某種元素的靈敏度;Nj某種元素測量的凈譜計數(shù)值;Pj該種元素的密度值。Wi元素在物質(zhì)中的重量百分含量。
[0043]由以下公式確定相對靈敏度。
[0044]Srj = Sj/SSi(2)
[0045]式中:Srj是所求第J種元素的相對靈敏度，Sj是第j種元素的靈敏度，SSi是Si元素的靈敏度。
[0046]采用本發(fā)明所述的方法，優(yōu)選的，在水中測量材料Ti元素標準普如圖2所示，圖中虛線為水中有圓筒環(huán)時元素測井儀器2測量的元素譜，實線該譜扣除儀器在水中測量譜后獲得元素譜。對該譜實施歸一后，就可得出對應測井儀器的Ti元素標準譜。
[0047]優(yōu)選的，采用塑料或其他容器設置在環(huán)形筒外作為隔離層，將待測元素物質(zhì)與測量箱中水或油隔離開，避免待測元素與水或油發(fā)生反應，從而完成后續(xù)測量。
【主權(quán)項】
1.確定地層元素測井標準譜及相對靈敏度的方法，其特征在于，包括如下步驟: 步驟I，建立內(nèi)部填充有流體的測量箱，采用元素測井儀器測量獲得待測元素在該狀態(tài)下的中子伽馬譜a; 步驟2，在測量箱中放置含有待測元素的環(huán)形筒，采用元素測井儀器測量獲得待測元素在該狀態(tài)下的中子伽馬譜b ； 步驟3，用中子伽馬譜b扣除中子伽馬譜a，得到待測元素的標準譜； 步驟4，將待測元素的標準譜在解譜所需的能量段范圍內(nèi)求和，計算出對應該能段的計數(shù)，為待測元素的凈譜計數(shù)值Nj ;根據(jù)公式如下公式得到待測元素物質(zhì)的靈敏度Sj ; Sj = Nj/(pj*Wi); 其中，P」為環(huán)形筒中待測元素的密度，Wi是待測元素在環(huán)形筒中占重量百分含量，單質(zhì)時Wi = I。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的確定地層元素測井標準譜及相對靈敏度的方法，其特征在于，測量箱中流體高度大于150cm，測量箱邊緣距離中心距離大于75cm。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的確定地層元素測井標準譜及相對靈敏度的方法，其特征在于，測量箱中流體為水或油。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的確定地層元素測井標準譜及相對靈敏度的方法，其特征在于，環(huán)形筒的橫截面為圓形或多邊形。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的確定地層元素測井標準譜及相對靈敏度的方法，其特征在于，環(huán)形筒內(nèi)壁距元素測井儀器軸心距離為20-35cm。6.用于權(quán)利要求1所述方法中確定地層元素測井標準譜及相對靈敏度的裝置，其特征在于，包括測量箱，含有待測元素的環(huán)形筒，以及連接地面系統(tǒng)的元素測井儀器;所述測量箱中填充有流體，流體高度大于150cm，測量箱邊緣距離中心距離大于75cm，當測量中子伽馬譜b時，環(huán)形筒內(nèi)壁距元素測井儀器軸心距離為20-35cm。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的確定地層元素測井標準譜及相對靈敏度的裝置，其特征在于，測量箱中流體為水或油。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的確定地層元素測井標準譜及相對靈敏度的裝置，其特征在于，環(huán)形筒的橫截面為圓形或多邊形。9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的確定地層元素測井標準譜及相對靈敏度的裝置，其特征在于，用于測量中子伽馬譜的元素測井儀器包括閃爍伽馬探測器，以及同位素中子源或可控中子源;當采用可控中子源時，中子伽馬譜特指中子俘獲伽馬譜。10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的確定地層元素測井標準譜及相對靈敏度的裝置，其特征在于，環(huán)形筒外部設置有用于與水或油隔離的隔離層。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種確定地層元素測井標準譜及相對靈敏度的裝置和方法，能夠通過實驗方法直接測得所需的參數(shù)。所述方法包括如下步驟：步驟1，建立內(nèi)部填充有流體的測量箱，采用元素測井儀器測量獲得待測元素在該狀態(tài)下的中子伽馬譜a；步驟2，在測量箱中放置含有待測元素的環(huán)形筒，采用元素測井儀器測量獲得待測元素在該狀態(tài)下的中子伽馬譜b；步驟3，用中子伽馬譜b扣除中子伽馬譜a，得到待測元素的標準譜；步驟4，將待測元素的標準譜在解譜所需的能量段范圍內(nèi)求和，計算出對應該能段的計數(shù)，為待測元素的凈譜計數(shù)值，得到待測元素物質(zhì)的靈敏度。所述的裝置包括測量箱，含有待測元素的環(huán)形筒，以及連接地面系統(tǒng)的元素測井儀器。
【IPC分類】G01V5/10, G01T1/36
【公開號】CN105629319
【申請?zhí)枴緾N201510996010
【發(fā)明人】何彪, 岳愛忠, 林巖棟, 何緒新, 何子忠, 王樹生
【申請人】中國石油天然氣集團公司, 中國石油集團測井有限公司
【公開日】2016年6月1日
【申請日】2015年12月25日