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34 第一节 中子寿命测井.ppt

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本课件对应第十章 第一节 中子寿命测井,讲解热中子寿命测量原理、划分油水层、求含水饱和度与硼中子测井。内容按基本原理、仪器与测量方法、曲线特征与影响因素、资料应用四条线展开,配以图版、算例与解释实例,帮助掌握该类测井方法的解释思路与使用条件。

中子寿命测井概述,通过测量地层热中子寿命研究地层性质
热中子寿命与宏观俘获截面的关系式(10-1),热中子速度与绝对温度有关
纯地层与泥质含油气地层的热中子宏观俘获截面计算式(10-2)(10-3)
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第1页:第一节 中子寿命测井

第十章脉冲中子测井第一节中子寿命测井中子寿命测井也叫热中子衰减时间测井(TDT),它通过测量地层热中子寿命,研究地层性质。一、中子寿命测井的基本原理1、岩石热中子寿命和宏观俘获截面岩石热中子寿命:热中子产生到被俘获的时刻为止经过的平均时间。

它等于原有热中子已有63.2%被俘获所经历的时间。

第2页:热中子寿命与宏观俘获截面

热中子寿命与地层对热中子的俘获能力有关,一般与地层含氯量有关。热中子寿命与宏观俘获截面的关系为:其中:v----热中子速度,cm/s。热中子速度与环境温度有关,即:T---绝对温度,T=273+t(10-1)

第3页:地层宏观俘获截面的组成

其中:、、-----分别为岩石骨架、地层水和油气的热中子宏观俘获截面。纯地层的热中子宏观俘获截面泥质含油气地层(10-3)(10-2)

第4页:常见矿物的热中子寿命

表10-1常见矿物的热中子寿命和宏观俘获截面宏观俘获截面(cu)热中子寿命(微秒)矿物4.251070石英4.8948白云石7.3623方解石19240石膏22.1205纯水35---5583----130粘土5878.5盐水18---22207---253原油90000.5硼砂

第5页:地层水矿化度的影响

地层水矿化度的影响:其中盐水是浓度为的氯化钠溶液。

  • (1)、高矿化度地层水热中子宏观俘获截面比石英、白云石、方解石等矿物大一个数量级,是淡水或原油的2—3倍,因此,一般储层的宏观俘获截面主要取决于高矿化度地层水的相对体积
  • (2)、高矿化度地层水的宏观俘获截面及寿命与原油有明显区别,因而,热中子寿命测井可确定含水饱和度

第6页:骨架、泥质与硼元素的影响

骨架、泥质与硼元素的影响:(4)、地层骨架的宏观俘获截面与孔隙流体有明显区别,热中子寿命测井对孔隙度敏感;

  • (5)、粘土矿物的宏观俘获截面大,泥质含量对热中子寿命测井有明显影响
  • (3)、地层中热中子俘获截面比较大的某些元素,如硼对热中子寿命测井有明显影响

第7页:热中子密度的衰减

热中子密度的衰减:2、测量原理(1)井下仪脉冲中子源;伽马光子探测器。

  • (2)热中子密度的衰减(10-4)N0—开始衰减时的热中子密度;N—经过时间T后的热中子密度;τ—岩石的热中子寿命

第8页:俘获伽马射线计数率

俘获伽马射线计数率:(3)、俘获伽马射线强度俘获伽马射线的强度与仪器周围的热中子密度成正比。

  • (4)、俘获伽马射线计数率T1、T2时刻俘获伽马射线计数率分别为(10-5)

第9页:求取热中子寿命

由以上两式得:(10-6)以此确定地层热中子寿命。

第10页:中子寿命测井的响应特征

根据测量到的俘获伽马射线计数率,由上式经过一定的刻度,即可得到地层的热中子寿命和宏观俘获截面。如图10-1所示。测井值主要反映地层对热中子的俘获能力;而地层的俘获能力主要取决于地层水矿化度。

所以此曲线只能区分油气层与水层(高矿化度)。

第11页:用中子寿命测井划分油水层

二、中子寿命测井的应用1、划分油水层矿化度高的水层比油层具有较大的宏观俘获截面和较短的热中子寿命,因此,可用中子寿命测井曲线划分油层和高矿化度的水层。如图10-1所示。

第12页:中子寿命测井曲线图

mVSP6030080480τΣΣτ水层:热中子寿命短,俘获截面大油气层:热中子寿命长,俘获截面小图10-1中子寿命测井曲线图

第13页:监测油水界面的变化

2、观察油水或气水界面的变化油层在采油过程中含水饱和度不断变化,油水界面向上移动。在地层水矿化度比较大的情况下,利用不同时间测的宏观俘获截面或热中子寿命曲线,可以了解油水界面或气水界面向上移动的情况。

如图10-2所示。

第14页:油水界面变化监测实例

图示:图10—2中子寿命测井曲线确定油水界面变化的实例实际水面视水面原始水面TDT1TDT2TDT3TDT(微秒)100400。图示内容请以原课件图片为准。

第15页:由俘获截面求含水饱和度

3、求含水饱和度在地层孔隙度比较大,地层水矿化度比较高的情况下,可以由中子寿命测井的宏观俘获截面求含水饱和度。纯地层的计算公式为:(10-7)

第16页:泥质地层的含水饱和度

泥质地层的含水饱和度应用下式计算其中:、分别为泥质含量和泥质的宏观俘获截面。(10-8)

第17页:硼中子寿命测井原理

三、硼中子寿命测井简介1、测井原理硼酸只溶于水,不溶于油,在地层内注入硼酸液,可以提高地层水的俘获截面而不改变油的俘获截面。根据注水前后储层热中子俘获截面的差异,可确定油层水淹程度,计算剩余油饱和度。

第18页:注硼前后的俘获截面

注入硼酸液之前:(10-9)注入硼酸液之后:(10-10)2、应用根据砂泥岩体积模型和双水模型(可动水、束缚水),硼中子测井值可建立以下关系。

第19页:可动水与剩余油饱和度

1)、地层可动水饱和度2)、地层剩余油饱和度(10-11)(10-12)

第20页:水淹程度的判定

作业前后,俘获截面3)、水淹程度的判定图10-3硼中子寿命测井曲线变化大变化不明显

第21页:硼中子测井曲线实例

改进后:下部日产油12t,含水15.5%。初期日产油39t,含水54.4%。后期日产油0.3t,含水99.2%。图10-4硼中子测井曲线

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