CN106990453A - 岩性密度测井仪更换放射源的刻度传递方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种岩性密度测井仪更换放射源的刻度传递方法，选择若干不同岩性、不同密度的刻度模块，在每个刻度模块上设置井孔，在井孔中设置岩性密度测井仪，对不同的刻度模块进行测量，得到测量谱数据，将测量谱数据按照测井工程中确定密度、岩性值的能窗划分为W1、W2、W3…Wn，分别确定每个刻度模块上的能窗计数率，将刻度模块测量获取的长、短源距的对应能窗计数率分别拟合，确定其拟合系数，将拟合系数输入到测井程序中的校正参数文件中，完成系统刻度传递。本发明可以在测井仪器所使用的同位素源更换后，直接利用原仪器的刻度体系的响应关系，不用重新整体刻度。

Description

岩性密度测井仪更换放射源的刻度传递方法
技术领域
本发明属于石油测井领域，涉及岩性密度测井仪刻度方法，具体涉及岩性密度测井仪更换放射源的刻度传递方法。
背景技术
岩性密度测井方法，可以有效地确定地层的密度和光电吸收截面指数Pe值(以下简称Pe值)。是储层孔隙确定和综合评价的必备的测井方法。在实施测井工程作业前，要经过车间的一级刻度，在一系列已知物理参数的模型上实际测量，确定岩性、密度响应和泥饼补偿公式的相关系数。完成一整套刻度，需要大致测量三十多个物理模型模块。目前测井使用的放射源是同位素放射源Cs137，其半衰期是30年，放射源强度大致是1.5-2Ci(居里)，属于3类放射源。国家对于其使用有严格管理措施。异地测井涉及长途运输，管理程序严格，需提前到当地环保部门备案。境外测井服务，基本上不可能携带放射源出境。因此就可能需要仪器在异地服务时，使用当地油田公司的同类放射源。但是由于放射源强度和放射源活面的差异，原有放射源确定的仪器刻度体系就不能直接利用。大部分油田公司也不具备一级刻度的设施条件。
发明内容
本发明的目的在于提供一种岩性密度测井仪更换放射源的刻度传递方法，以克服上述背景技术所述的现有技术存在的缺陷，本发明可以在测井仪器所使用的同位素源更换后，直接利用原仪器刻度体系的响应关系，不用重新整体刻度。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
岩性密度测井仪更换放射源的刻度传递方法，包括以下步骤：
步骤一：选择若干不同岩性、不同密度的刻度模块；
步骤二：在每个刻度模块上设置井孔；
步骤三：在井孔中设置岩性密度测井仪，对不同的刻度模块进行测量，得到测量谱数据；
步骤四：将测量谱数据按照测井工程中确定密度、岩性值的能窗划分为W1、W2、W3…Wn，分别确定每个刻度模块上的能窗计数率；
步骤五：将刻度模块测量获取的长、短源距的对应能窗计数率分别拟合，确定其拟合系数；
步骤六：将拟合系数输入到测井程序中的校正参数文件中，完成系统刻度传递。
进一步地，所述的刻度模块共三块，分别为铝模块、镁模块和混合模块。
进一步地，所述的铝模块、镁模块和混合模块的密度分别为2.68g/cm3、1.68g/cm3和2.05g/cm3，光电吸收截面指数Pe值分别是2.57b/e，1.93b/e，3.42b/e。
进一步地，所述岩性密度测井仪包括仪器滑板，仪器滑板上从下至上依次设置有放射源、短源距探测器以及长源距探测器。
进一步地，步骤三具体包括：
a)将未安装放射源的岩性密度测井仪预热30分钟后，对刻度模块测量3-5分钟，得到岩性密度测井仪本底数据；
b)将安装了放射源的岩性密度测井仪置于井孔中，对不同的刻度模块测量3-5分钟，得到模块测量值；
c)将模块测量值减去岩性密度测井仪本底数据，即得到测量谱数据。
进一步地，步骤五中确定拟合系数的公式为：
Ni0ld＝ai*Ninew+bi (1)
其中，ai、bi是拟合系数，Ni0ld是采用原放射源进行测量得到的测量谱对应能窗的计数率，Ninew是采用新放射源进行测量得到的测量谱对应能窗的计数率，i＝1,2,3…n，分别对应能窗W1、W2、W3…Wn。
进一步地，在拟合系数确定后，若每个能窗按照公式确定的关系式的相关系数大于0.98，则刻度传递结果有效。
进一步地，井孔的直径为200mm。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明通过一种简单的刻度传递方式，选取岩性和密度值有明显差异的刻度模块，通过简单的三点以上刻度方式，确定刻度模块上更换放射源前后的测量响应谱各能段计数的对应变化关系，建立一种方法，使得岩性密度测井仪使用的同位素源更替后，原有系统刻度数据可以继续有效使用，而免除系统整体重新刻度。这样就解决了测井区域没有一级刻度模型的困扰，或是具有一级刻度设施，再进行整体系统重新刻度的繁琐。
进一步地，本发明选择三个刻度模块，是保证刻度有效传递的最基本条件，也是最简便方式。
进一步地，本发明选择的模块参数，使得其密度值、Pe值在一定的范围分布，能覆盖测井中遇到的地层值主体。
进一步地，在现场刻度起重条件不便的情况下，可以将仪器滑板部分与主体分离，用软电缆连接，只将滑板部分放置在刻度模块上进行刻度测量。
进一步地，仪器通电预热，是为了测量系统的稳定，测量时间3-5分钟是为了减小计数的统计涨落。
进一步地，本发明通过拟合公式，将新放射源的对应能窗技术率就折算为原来放射源的技术率。
进一步地，刻度系数的限定，确保刻度的有效性和传递的可靠性。如果仪器状态不正常，或是刻度操作不规范，如滑板位置放置不正确，刻度系数就不会达到限定要求。
进一步地，刻度模块井孔直径200mm是刻度系统的标准直径，如果模块的孔径不一致，就会造成刻度传递的不准确。
附图说明
图1a为岩性密度测井仪器以及对应模块刻度测量的剖视图；
图1b为岩性密度测井仪器以及对应模块刻度测量的俯视图；
图2为岩性密度仪器测量能谱及能窗划分示意图；
图3为模块刻度后按照公式1得出的拟合关系图，LS表示长源距，SS表示短源距；其中(a)为长源距的W1窗口计数率拟合关系图；(b)为短源距的W1窗口计数率拟合关系图；(c)为长源距的W2窗口计数率拟合关系图；(d)为短源距的W2窗口计数率拟合关系图；(e)为长源距的W3窗口计数率拟合关系图；(f)为短源距的W3窗口计数率拟合关系图。
其中，1、刻度模块；2、放射源；3、短源距探测器；4、长源距探测器；5、仪器滑板；6、井孔。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细描述：
如图1a、图1b、图2及图3，岩性密度测井仪更换放射源的刻度传递方法，包括以下步骤：
步骤一：选择三块不同岩性、不同密度的刻度模块1，分别为铝模块、镁模块和混合模块，铝模块、镁模块和混合模块的密度分别为2.68g/cm3、1.68g/cm3和2.05g/cm3，光电吸收截面指数Pe值分别是2.57b/e，1.93b/e，3.42b/e；
步骤二：在每个刻度模块1上设置井孔6，井孔6的直径为200mm；
步骤三：在井孔6中设置岩性密度测井仪，岩性密度测井仪包括仪器滑板5，仪器滑板5上从下至上依次设置有放射源2、短源距探测器3以及长源距探测器4，使用Cs137同位素伽马源，双闪烁性探测器，分别对应长源距探测器LS和短源距探测器SS，测量伽马射性与地层中的物质原子作用形成的伽马射线谱，采用岩性密度测井仪对不同的刻度模块1进行测量，得到测量谱数据；
具体为：
a)将未安装放射源2的岩性密度测井仪预热30分钟后，对刻度模块1测量3-5分钟，得到岩性密度测井仪本底数据；
b)将安装了放射源2的岩性密度测井仪置于井孔6中，对不同的刻度模块1测量3-5分钟，得到模块测量值；
c)将模块测量值减去岩性密度测井仪本底数据，即得到测量谱数据
步骤四：将测量谱数据按照测井工程中确定密度、岩性值的能窗划分为W1、W2、W3…Wn，分别确定每个刻度模块1上的能窗计数率；
步骤五：将刻度模块1测量获取的长、短源距的对应能窗计数率分别拟合，采用以下公式确定其拟合系数；
Ni0ld＝ai*Ninew+bi (1)
其中，ai、bi是拟合系数，Ni0ld是采用原放射源进行测量得到的测量谱对应能窗的计数率，Ninew是采用新放射源进行测量得到的测量谱对应能窗的计数率，i＝1,2,3…n，分别对应能窗W1、W2、W3…Wn。
步骤六：将拟合系数输入到测井程序中的校正参数文件中，完成系统刻度传递，在拟合系数确定后，若每个能窗按照公式确定的关系式的相关系数大于0.98，则刻度传递结果有效。
下面结合具体实施例做进一步说明：
刻度模块如图1a和图1b所示，刻度模块孔径的曲率半径同一位100mm；三种材料铝、镁、混合刻度模块的密度分别是2.68g/cm3、1.68g/cm3和2.05g/cm3。光电吸收截面指数Pe值分别是2.57b/e，1.93b/e，3.42b/e，岩性密度测井仪通电预热30分钟后，不安装放射源，测量仪器本底3-5分钟，岩性密度测井仪安装放射源后分别放置在三个刻度模块上进行测量，时间3-5分钟，然后用模块测量值扣除本底，得到三个刻度模块的净计数谱，净计数谱按照计算密度、岩性值公式确定的能量范围得出相应三个能窗的计数率，参见图2能窗，按照图3所示确定相应的拟合关系：
Ni0ld＝ai*Ninew+bi (1)
式中：ai、bi是公式拟合系数，Ni是图2所示的测量谱对应能窗的计数率，例如i＝1，取W1窗口计数率。Old表示原先的源测量结果，new代表使用现在的放射源测量结果。
刻度传递要保证每个能窗按照公式确定的关系式的相关系数R>0.98，才表明仪器正常，刻度结果有效。否则，要检查仪状态，仪器刻度时在模块上摆放的位置是否正确。将长短源距各个能窗确定的新旧放射源对应计数率关系带入原来的测井计算程序中，即可计算出密度、岩性值，原先的整体刻度系数都无需变化。

Claims (8)

1.岩性密度测井仪更换放射源的刻度传递方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：选择若干不同岩性、不同密度的刻度模块(1)；
步骤二：在每个刻度模块(1)上设置井孔(6)；
步骤三：在井孔(6)中设置岩性密度测井仪，对不同的刻度模块(1)进行测量，得到测量谱数据；
步骤四：将测量谱数据按照测井工程中确定密度、岩性值的能窗划分为W1、W2、W3…Wn，分别确定每个刻度模块(1)上的能窗计数率；
步骤五：将刻度模块(1)测量获取的长、短源距的对应能窗计数率分别拟合，确定其拟合系数；
步骤六：将拟合系数输入到测井程序中的校正参数文件中，完成系统刻度传递。
2.根据权利要求1所述的岩性密度测井仪更换放射源的刻度传递方法，其特征在于，所述的刻度模块(1)共三块，分别为铝模块、镁模块和混合模块。
3.根据权利要求2所述的岩性密度测井仪更换放射源的刻度传递方法，其特征在于，所述的铝模块、镁模块和混合模块的密度分别为2.68g/cm3、1.68g/cm3和2.05g/cm3，光电吸收截面指数Pe值分别是2.57b/e，1.93b/e，3.42b/e。
4.根据权利要求1所述的岩性密度测井仪更换放射源的刻度传递方法，其特征在于，所述岩性密度测井仪包括仪器滑板(5)，仪器滑板(5)上从下至上依次设置有放射源(2)、短源距探测器(3)以及长源距探测器(4)。
5.根据权利要求4所述的岩性密度测井仪更换放射源的刻度传递方法，其特征在于，步骤三具体包括：
a)将未安装放射源(2)的岩性密度测井仪预热30分钟后，对刻度模块(1)测量3-5分钟，得到岩性密度测井仪本底数据；
b)将安装了放射源(2)的岩性密度测井仪置于井孔(6)中，对不同的刻度模块(1)测量3-5分钟，得到模块测量值；
c)将模块测量值减去岩性密度测井仪本底数据，即得到测量谱数据。
6.根据权利要求1所述的岩性密度测井仪更换放射源的刻度传递方法，其特征在于，步骤五中确定拟合系数的公式为：
Ni0ld＝ai*Ninew+bi (1)
其中，ai、bi是拟合系数，Ni0ld是采用原放射源进行测量得到的测量谱对应能窗的计数率，Ninew是采用新放射源进行测量得到的测量谱对应能窗的计数率，i＝1,2,3…n，分别对应能窗W1、W2、W3…Wn。
7.根据权利要求6所述的岩性密度测井仪更换放射源的刻度传递方法，其特征在于，在拟合系数确定后，若每个能窗按照公式确定的关系式的相关系数大于0.98，则刻度传递结果有效。
8.根据权利要求1所述的岩性密度测井仪更换放射源的刻度传递方法，其特征在于，井孔(6)的直径为200mm。
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