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）

为了使用简易的方法获取可靠的单元素伽马能谱,本文针对元素俘获能谱测井仪器单元素中子伽马能谱的获取进行了仿真模拟计算,包括中子源的选择、地层模型的设计以及探测器的布置。采用Monte Carlo方法中具有代表性的MCNP(Monte Carlo N-Particle Transport Code System)程序模拟了Am-Be中子源产生的中子经过慢化后与地层元素发生热中子俘获反应的中子和光子的输运过程,记录了元素的特征γ射线和伽马能谱,获得的了十种元素的中子俘获伽马能谱。经过对比分析,模拟计算结果与斯伦贝谢公司公布的单元素标准γ能谱在特征峰位位置及谱形变化方面具有很好的一致性,且主要特征峰位所在的位置与国际原子能机构核数据中心数据一致,用实际测量谱验证表明了利用该方法获得的中子伽马能谱具有较强的实用性,对于元素俘获能谱测井数据处理的深化研究具有一定的实用价值,同时也为其他类型元素测井仪器数据处理提供了重要的借鉴意义。     

脉冲中子源密度测井进展

密度是储层评价的重要参数.传统的密度测井是测量137Cs同位素放出的伽马射线与地层作用后的剩余伽马射线强度.虽然在密度测量方面已经非常成熟,但是由于同位素源具有放射性危害,使得脉冲中子源密度测井技术应运而生.脉冲中子密度测井使用电控脉冲中子源,中子源发射14MeV的快中子,通过非弹散射和俘获放出伽马射线,伽马射线在伽马源和探测器之间的地层中衰减,据此计算地层密度.脉冲中子密度测井可以计算密度、识别地层骨架,且探测深度大,没有放射性危害,因此越来越受到青睐,商用测井仪器已投入使用.另一方面,因为脉冲中子源密度测井与传统密度测井本质上有所区别,次生伽马源能量不单一、位置不固定,使得该方法的研究也面临着一些新的挑战,需要进一步深入的研究与测试.本文对脉冲中子源密度测井的方法原理、γ场特性、仪器的研究与应用以及未来发展方向进行介绍,以期对我国未来此类仪器的研发与解释方法研究提供一定的借鉴.     

核辐射测井全能谱分析方法综述

多元素能谱测井通过全能谱分析方法求取单个地层元素的产额,进而求取元素重量百分含量和矿物百分含量,为识别复杂油气藏岩石类型和矿物类型、建立复杂油气藏新的测井解释模型及应用正确评价方法开辟了新的途径,为地质问题和工程问题的解决提供了新的手段,全能谱分析方法研究是当前国内核辐射测井研究热点之一.本文表分析多元素能谱测井的重要...     

元素俘获能谱测井标准谱测量与模拟(英文)

为了解决目前元素俘获能谱测井解释中,根据原始测量谱难以准确获得各个元素产额的困难,本文建立了一套先进的测量元素俘获伽马能谱实验方法,首次获得了硅、钙和铁等10种元素的标准俘获伽马能谱;并利用蒙托卡罗方法在同样条件下模拟得到了上述10种元素的标准模拟俘获伽马能谱。将这两种方式获得的元素标准俘获伽马能谱与国际原子能机构核数据中心数据进行对比分析,从中确定了可用于实际元素俘获能谱测井解谱计算的硅、钙和铁等10种元素的俘获伽马能谱。这一结果有效解决了元素俘获能谱测井资料处理过程中由原始测量谱到各元素产额转换过程中的关键技术难点,可有效提高元素产额的计算精度。     

测井中子发生器

测井中子发生器作为中子源目前应用于地层岩性、孔隙度、含油饱和度及地层动态监测测井,是C/O测井、中子寿命测井、氧活化水流测井以及脉冲伽马能谱测井等仪器的核心部件.简要介绍了几种国外测井中子发生器的产品.阐述了测井中子发生器的工作原理、基本构成及关键技术.介绍了中国石油测井有限公司测井仪器厂研制生产的中子发生器产品系列.脉冲中子伽马测井是当前油田生产动态监测普遍采用的技术.介绍了实现宽频带、锐截止的技术途径以及目前所取得的成果.中子发生器产额的稳定性及开机重复率指标的提高将会极大拓宽其应用领域,尤其在使用同位素中子源的领域,可以替代同位素中子源发挥独到的优势.介绍了中国石油测井有限公司在中子发生器产额稳定方面所做的工作和取得结果,并列举了稳定产额后的中子发生器在元素分析领域所取得的成功试验.     

脉冲中子双伽马谱饱和度测井方法及数值模拟研究

脉冲中子双伽马谱饱和度测井方法是利用特定的脉冲和测量时序设计,采用远、近伽马探测器记录非弹性散射和俘获伽马能谱以及伽马射线时间谱,通过获取C/O和地层宏观俘获截面等信息来确定地层含油饱和度.采用大直径仪器和BGO晶体探测器时,其采集的非弹性散射和俘获伽马能谱计数统计性优于国外仪器,重复脉冲发射中子后伽马射线时间谱仍满足指数衰减规律,且能使伽马射线时间谱的道计数累积,计数统计性好于常规中子寿命测井,得到的地层宏观俘获截面与单脉冲发射近似相同.在地层孔隙度未知的情况下,利用C/O和地层宏观俘获截面交会技术可以定量确定含油饱和度.     

利用俘获伽马能谱确定饱和度的可行性及蒙特卡罗模拟研究

脉冲中子伽马能谱测井是利用多探测器获取非弹性散射伽马、热中子俘获伽马能谱及伽马时间谱,通过C/O和地层宏观吸收截面来确定饱和度,但俘获伽马能谱的信息没有得到很好利用,在地层水矿化度较高的情况下,由于俘获伽马能谱的Si,Ca和H的能窗内总的伽马计数与Fe能窗内的伽马计数比值与含氯量有关,因此由俘获伽马能谱确定含水饱和度是可行的,利用MCNP(蒙特卡罗方法)模拟研究了三能窗计数与Fe能窗计数比值与饱和度、岩性、孔隙度、泥质含量、井眼持水率、地层水矿化度以及井眼套管等条件下的关系,为在高矿化度地区利用俘获伽马能谱确定饱和度的可行性在理论上提供了支持.     

基于时频分析的中子非弹性散射伽马能谱反演方法

本文针对脉冲中子多循环发射过程中测量的非弹伽马能谱受俘获能谱干扰,引起的油水区分度小的问题,提出了利用时间谱和能谱结合获取纯净非弹伽马能谱的方法.通过蒙特卡罗方法建立C/O仪器数值计算模型,模拟不同井眼和地层条件下的伽马时间谱,分析了井眼和地层对伽马能谱的贡献,对比了俘获伽马时间谱理论计算结果和模拟结果,同时利用某油田刻度井实测数据,验证该方法在评价含油饱和度的可靠性.结果 表明:井眼条件是影响伽马能谱的主控因素;利用理论计算的脉冲区内俘获密度和数值模拟结果一致;采用该方法处理某油田刻度井实测数据,C/O对油、水差异反应更加灵敏度,油水动态范围提高;最终实测井数据也验证了该方法的准确性.     

基于元素俘获能谱测井的多矿物最优化处理方法(英文)

计算地层岩石矿物组分并形成连续变化的岩性剖面是测井解释的核心工作之一。相对于传统的POR、CRA等处理方法,最优化方法能够利用各类测井、地质信息进行综合求解,适用范围更广、计算精度更高。元素俘获能谱测井可以提供多达9种常见地层元素的重量百分含量,使得岩性剖面的计算更直接、更准确。为了充分发挥最优化方法、元素俘获能谱测井的优势,进一步提高岩石矿物组分计算的精度,本文首先确定了不同矿物的元素俘获能谱测井响应方程形式和权重系数计算方法,然后在全岩氧化物实验分析和理论计算的基础上确定了常见矿物的元素含量测井响应值,从而形成了一套完整的基于元素俘获能谱测井的多矿物最优化处理新方法。应用证明,新方法的处理结果与岩心分析结果具有较好的一致性,平均绝对误差在10%以内,其计算精度更高。     

基于深度卷积神经网络的岩石矿物组分含量测井评价方法研究

岩石矿物组分含量是地球物理勘探开发中的重点关注对象.在岩心与地层元素测井资料较少的情况下,如何提高矿物组分含量参数的预测精度显得尤为关键.本文采用深度学习方法,利用常规测井曲线对来自于地层元素测井获得的矿物组分含量进行预测.首先基于残差网络(ResNet)框架,利用一维卷积核和池化核构建了卷积神经网络模型.模型采用自然伽马、自然电位、井径、阵列感应电阻率、三孔隙度以及光电吸收截面指数测井参数作为输入,地层元素测井获得的矿物组分含量作为输出.随后对所搭建卷积神经网络进行了训练,建立了输入与输出之间的实际映射关系.最后,利用测试数据集和真实地层资料,对所建立的卷积神经网络进行了精度检验,并与人工神经网络和多元线性回归的评价结果进行了比较.结果显示,卷积神经网络在测试数据集上的总体预测数值相关性为0.90,明显优于人工神经网络的0.68与多元线性回归的0.51.通过处理实际测井资料,进一步验证了该方法的预测优越性和鲁棒性,以及其在地层参数评价方向的良好应用前景．     

地层水电阻率评价方法综述

随着油气资源勘探及开发难度加大,由陆相、高孔渗、均质、浅层逐渐过渡到海相、低孔渗、非常规、深层油气资源,其"复杂非均质"特性使得对地层流体特别是地层水及其导电特性评价尤为关键.利用试井分析数据可获得精确的地层水矿化度信息,但试井数据有限,不能获得每个储层的地层水矿化度及电阻率信息,且试井分析成本高、时间长,而测井曲线通过一定的理论计算公式能够提供地层水电阻率信息.在地层水特性分析的基础上,根据地层水电阻率评价技术研究进展,本文将其分为三种主要计算类型:水样分析评价方法、常规测井评价方法和成像及核磁测井评价方法,总结和讨论不同测井评价地层水电阻率的方法原理,并阐述其应用过程中的优势和不足,同时对地层水电阻率测井仪器国内外进展现状进行阐述.     

测井预测TOC方法在页岩储层评价中的运用

总有机碳含量(TOC)是页岩储层评价中的一个重要参数,同时也是烃源岩评价的重要指标.本论文在测井原理的指导下,基于不同岩石类型对测井参数的响应特征,运用自然伽马能谱测井法、多元回归法和△ LogR 法对四川盆地南部龙马溪组页岩的TOC含量进行预测,通过数理统计和误差分析,选出最佳预测方法.研究结果表明:四川盆地南部页岩储层中应用多元回归法和自然伽马能谱测井法预测有机碳含量的效果最好.自然伽马能谱测井法中运用钍/铀比与TOC含量拟合出来的模型比只运用单个放射性元素U与TOC含量拟合出来的模型吻合度高,拟合相关系数高达0.9011,平均绝对误差为29.27％,平均相对误差为19.55％.运用多元回归法的预测结果相关性较高,R2 =0.8934,平均绝对误差为34.59％,平均相对误差为16.81％.两种方法精度都相对较高,满足精度要求.     

松科2井东孔营城组高放射性异常层测井响应特征及成因初探

松科2井东孔是松辽盆地科学钻探工程的主体钻孔,按照计划在全井段进行地球物理测井资料采集,为深部资源勘探及白垩纪古气候、古环境研究提供准确和全面的地球物理信息.在诸多测井方法中,自然伽马测井和自然伽马能谱测井能够测量地层的天然放射性强度和铀、钍、钾元素含量等参数,被有效地应用于放射性矿床勘查,尤其是铀资源的勘查与研究;电阻率、声波、密度和中子测井等常规测井和核磁共振成像、电阻率成像、元素俘获谱测井等特殊测井能够获取地层岩性和物性参数等信息,为铀矿勘查提供有力支持.本文利用松科2井东孔自然伽马测井资料来识别高放射性异常层;基于常规测井与特殊测井资料,结合前人的地质研究成果,分析放射性异常层的特征和成因.核测井曲线指示营城组存在两段高放射性异常层,深度分别为3096.8~3102.8 m（I号层）、3168.3~3170.9 m（Ⅱ号层）.I号层自然伽马值最高达360 API,铀含量范围20.5~29.3 ppm,综合测井和岩心资料判断该层为砾岩,具有铀成矿潜力;分析表明,构造条件和后生改造作用是影响I号层铀富集的关键因素,推测断裂-火山活动和盆地抬升剥蚀为含铀地下水及油气运移至I号层提供了通道,油气的后生还原作用最终导致了I号异常层的铀富集.Ⅱ号层自然伽马值最高达250API,钍含量22.4~37.3 ppm,铀含量5.9~11.0 ppm,为集块熔岩及凝灰岩,高放射性异常可能是高钍含量的流纹质成分和粘土矿物对铀的吸附作用导致的.松科2井东孔营城组高放射性异常层具有埋藏深度深、铀含量高等特点,表明松辽盆地深部具有找铀矿前景.     

元素测井产额计算及影响因素分析

元素测井是非常规储层测井评价的主要测井方法之一.元素测井是以元素测量为基础,从矿物成分的角度提供地层信息,有效地将测井资料与地质信息结合起来.元素产额获取会受地层矿物和井眼环境的影响.为了提高元素产额计算的准确性,有必要对影响元素产额计算的因素进行分析.本文利用蒙特卡罗方法分析加权最小二乘逆矩阵法在地层矿物相对复杂的情况下求取元素产额时,地层减速作用、地层俘获作用、地层密度与井眼尺寸对元素产额计算精度的影响.研究结果表明,地层密度对元素产额计算的精度影响较大,地层密度越低,地层元素之间的相互影响越大,使得元素产额计算的误差变大,而元素产额计算受地层减速作用与地层俘获作用的影响较小,仅在地层减速能力较弱或地层俘获作用较强时对元素产额计算有一定影响,井眼尺寸对元素产额计算的精度影响取决于井内介质.     

基于ECS测井的岩性识别方法

地球化学元素测井(ECS测井)可以定量地提供地层中的Si、Ca、Fe、S、Ti、Gd等化学元素的含量,利用这些元素与地层矿物之间的关系可以分析岩石矿物含量.在研究区利用ECS测井对岩石矿物含量进行定量评价时,由于矿物组合类型选择有误,导致矿物解释结果与岩心和录井资料分析结果存在偏差.针对这一问题,本文基于ECS测井岩性识别常规方法,提出两点改进:1),利用岩石薄片资料对ECS测井所选矿物组合进行校正;2)利用矿物和指示元素相关关系建立方解石和石膏的快速评价模型,模型相关系数分别0.99、0.96.应用表明,建立的快速评价模型计算更简洁,并且具有和矿物闭合模型相同的精度,此外,其解释结果与录井、岩心分析结果吻合度更高,说明该方法的可靠性.该方法可为测井识别岩性提供一种新的选择.     

井筒声场研究回顾与展望

声波测井是测井学科的三大方法之一,在储层评价中起到了重要作用．随着陆上油气勘探目标趋向孔隙结构复杂、非均质性强的油气储集层,基于地层各向同性介质的测井理论显露弊端;因此研究复杂地质条件下的井筒声场分布特征、为储层解释和发展测井新方法提供理论依据成为必然．本文对井筒声场研究进行了回顾,并就当前井筒声场研究现状进行了总结,对其发展趋势和应用前景进行了分析。     

提高碳氧比能谱测井分辨率的反褶积法

在地层孔隙度比较低的情况下,由于受放射性统计涨落以及地层中其它核反应所产生的伽马射线的影响,传统的碳氧比能谱测井解释的分辨率不高。这些伽马射线形成了碳氧比能谱测井的本底,本底越高,碳氧比值精度越差。因此,必须设法降低本底值来提高谱线的分辨率。本文通过反褶积技术来提高谱线的分辨率,应用修正的高斯函数作为系统响应函数对测井曲线进行反褶积;采用修正的 Blackman 窗函数来消除放射性统计涨落的高频噪声,通过实际资料验证,利用"反褶积-开窗"法对碳氧比能谱测井的谱线进行处理以及用变系数法求取非弹性散射伽马谱,提高了测井资料对油、水储集层的分辨率,对油田的合理开发及油藏管理具有重要的现实意义。     

随钻方位电磁波测井多参数快速反演

大斜度井/水平井随钻测井技术已被广泛的应用于各种复杂油气藏中,但传统随钻电磁波测井仅提供仪器轴向磁场分量,井斜和各向异性对测井响应影响耦合在一起,难以剥离,无法基于反演同时获取多个参数,进行相应的地层评价,且不能提供方位信息,难以实现地质导向功能.随钻方位电磁波测井在提供仪器轴向磁场分量的基础上,还提供了仪器横向磁场分量,其提取的地质导向信号,对地层界面非常敏感,受井斜、地层电阻率对比度和各向异性影响弱,可以反演得到准确的界面位置.此外,额外的磁场分量信息,有效降低了井斜与各向异性的耦合程度,可基于反演算法实现多参数联合反演,满足电阻率测井精细解释评价需求.     

随钻方位伽马测井仪器设计及试验

方位伽马测量仪是钻井行业普遍应用的一种重要的随钻测井仪器.随钻方位伽马测井仪器能在钻井过程中有效测量地层的放射性强度,为钻井工程提供方位地质参数、区分原状地层的岩性,进而为地质导向提供地层信息.本文依托随钻伽马测井基本方法原理,简要探讨了随钻方位伽马探测器的设计方法,基于探测器安装剖面的建模条件,采用MATLAB软件详细计算了不同尺度晶体在不同钻井速度下的仪器性能指标,通过理论计算和实验验证了设计的正确性和可行性,在此基础上,阐述了随钻伽马井下测量仪器的刻度方法.现场实际应用证明,该仪器在国内地质导向系统中取得了良好的应用效果.     

太行东麓Z区页岩黏土矿物和石英含量预测方法研究

为了做好太行东麓Z区页岩气储层测井评价工作,针对页岩主要矿物成分含量计算需求,本文在文献调研基础上,梳理了页岩主要矿物成分含量的一般计算方法,针对研究区常规测井资料实际开展了测井资料归一化工作,遵循岩心刻度测井的原则开展了岩心矿物含量测试数据与测井曲线敏感性分析,选择敏感测井曲线开展岩心主要矿物含量测井预测模型建模,进而利用所建模型在研究区开展了黏土矿物及石英含量预测.研究表明,页岩矿物含量计算一般包括"三孔隙度"测井、自然伽马能谱测井法、元素俘获能谱测井法等,其计算精度依次提高;煤田测井资料"归一化"预处理可以有效解决测井资料一致性问题;本区山西组自然电位、自然伽马、侧向电阻率对泥页岩黏土矿物含量敏感性好,声波时差、自然电位、侧向电阻率对石英含量敏感性好;基于多元回归分析建立了Z区山西组泥页岩黏土矿物及石英含量计算模型,其计算结果与X-衍射实验分数据对比表明,黏土矿物含量计算结果标准误差小于7.8%,石英含量计算结果误差小于9.6%,证明该计算方法对于研究区黏土矿物及石英含量计算效果明显.此外,研究结果表明,Z区石英含量从研究区西北部向东南部逐渐增加,黏土矿物含量从东南部向西北部增加,局部存在差异.