CN114934768A - 一种孔隙度测井仪器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种孔隙度测井仪器，改善了测井仪器存在功能单一、测量精准度较差的技术问题。该装置包括壳体，所述壳体的内部由上至下依次设置有远源距探测器、长源距探测器、短源距探测器和中子发生器，所述中子发生器用于发射高能热中子，所述远源距探测器、长源距探测器、以及短源距探测器分别用于探测热中子和伽马射线。本发明通过将远源距探测器、长源距探测器、短源距探测器以及中子发生器相结合，使得测井仪器既能探测热中子，又能探测伽马射线，不仅提高测井仪器的功能多样性，还能提高测量精准度。
Description
技术领域
本发明属于测井技术领域，具体涉及一种孔隙度测井仪器。
背景技术
测井作为研究地球物理特性、测量地球物理参数的重要方法，在石油、天然气、煤、金属等矿产资源的勘探开发以及水文地质、工程地质等方面都有着广泛的应用。
目前脉冲中子孔隙度测井仪主要有两种测量方式，一种是利用热中子探测器，另一种是利用伽玛探测器，然而，热中子探测器仅能探测热中子，伽玛探测器仅能探测伽马射线，功能较为单一。
由此可知，孔隙度测量作业最好是对热中子和伽马射线同时进行探测，才能提高孔隙度测量精准度。然而，现有的测井仪器存在功能单一、测量精准度较差的问题，因此，提高测井仪器的功能多样性和测量精准度，对提高油气资源的勘探开发具有重要意义。
发明内容
为了解决上述全部或部分问题，本发明的目的在于提供一种孔隙度测井仪器，可以提高测井仪器的功能多样性和测量精准度。
本发明提供了一种孔隙度测井仪器，包括壳体，所述壳体的内部由上至下依次设置有远源距探测器、长源距探测器、短源距探测器和中子发生器，所述中子发生器用于发射高能热中子，所述远源距探测器、长源距探测器以及短源距探测器分别用于探测热中子和伽马射线。
可选地，测井仪器至少设置为：所述短源距探测器和中子发生器之间含有屏蔽体，所述屏蔽体用于屏蔽通过测井仪器的伽马射线、减速通过测井仪器的高能热中子以及吸收通过测井仪器的热中子。
可选地，所述短源距探测器和长源距探测器之间、长源距探测器短和远源距探测器之间分别设置有屏蔽体。
可选地，所述屏蔽体包括至少一个屏蔽减速块和至少一个吸收块，所述屏蔽减速块用于屏蔽伽马射线并使高能热中子减速，所述吸收块用于对热中子进行吸收；其中，在每个所述屏蔽体中，至少一个所述屏蔽减速块位于最下方，至少一个所述吸收块位于最上方。
可选地，相邻两个所述屏蔽减速块，或者相邻两个所述吸收块，或者相邻的所述屏蔽减速块与吸收块分别抵接。
可选地，所述屏蔽减速块采用钨镍合金材料制成。
可选地，所述吸收块采用碳化硼材料制成。
可选地，所述短源距探测器的中心点与中子发生器的靶点之间的间距为18～32cm。
可选地，所述长源距探测器的中心点与中子发生器的靶点之间的间距为35～45cm。
可选地，所述远源距探测器的中心点与中子发生器的靶点之间的间距为90～110cm。
由上述技术方案可知，本发明提供的孔隙度测井仪器，具有以下优点：
该装置通过将远源距探测器、长源距探测器、短源距探测器以及中子发生器相结合，使得测井仪器既能探测热中子，又能探测伽马射线，不仅提高测井仪器的功能多样性。同时，该装置能够同时对热中子和伽马射线进行探测，将两者的数据进行对比或矫正等分析，即可得出较为精准的测量结果，从而显著提高测井仪器的测量精准度。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述。
附图说明
附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明的技术方案，并不构成对本发明技术方案的限制。
图1为本发明实施例中孔隙度测井仪器的主视图；
图2为本发明实施例中孔隙度测井仪器的中子发生器等部件的结构示意图，主要展示远、长、短源距探测器与中子发生器的靶点之间的间距；
图3为本发明实施例中孔隙度测井仪器的屏蔽体的结构示意图；
图4为本发明实施例中孔隙度测井仪器的屏蔽体的结构示意图；
图5为本发明实施例中孔隙度测井仪器的屏蔽体的结构示意图。
附图标记说明：
1、壳体；2、远源距探测器；3、长源距探测器；4、短源距探测器；5、中子发生器；6、线路板总成；7、屏蔽体；71、屏蔽减速块；72、吸收块；8、承压连接器。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
如图1、图2、图3、图4、图5所示为本发明实施例，该实施例中公开了一种孔隙度测井仪器，包括壳体1，壳体1的内部由上至下依次设置有远源距探测器2、长源距探测器3、短源距探测器4。
壳体1的底部设置有中子发生器5，中子发生器5的下方设置有承压连接器8，壳体1的顶部设置有线路板总成6，并且中子发生器5、短源距探测器4、长源距探测器3以及远源距探测器2分别与线路板总成6连接。同时，中子发生器5用于发射高能热中子，远源距探测器2、长源距探测器3以及短源距探测器4分别用于探测热中子和伽马射线。
短源距探测器4的中心点与中子发生器5的靶点之间的间距为18～32cm，长源距探测器3的中心点与中子发生器5的靶点之间的间距为35～45cm，远源距探测器2的中心点与中子发生器5的靶点之间的间距为90～110cm。
本实施例中的孔隙度测井仪器，将远源距探测器2、长源距探测器3、短源距探测器4以及中子发生器5相结合，使得远源距探测器2、长源距探测器3以及短源距探测器4可在同一位置同时探测热中子与伽玛粒子。因此，此设计使得测井仪器既能探测热中子，又能探测伽马射线，不仅提高测井仪器的功能多样性。
同时，由于测量伽玛粒子与热中子为同一个探测器，因此源距相同，可以反映地层更多的参数，通过远源距探测器2、长源距探测器3以及短源距探测器4热中子计数比以及非弹性伽玛计数比可以求取地层孔隙度并提高分辨率，从而显著提高测量精准度。
虽然，将多个伽马探测器和多个热中子探测器进行组合，也能够实现伽马射线和热中子的检测，但是，如果将多个伽马探测器和多个热中子探测器组合，首先来说，源距会发生改变，无法实现同一位置伽马射线和热中子的同时检测。其次，多个伽马探测器和多个热中子探测器组合，使得测井仪器的整体尺寸变大，紧凑型较低，不利于井下使用。最后，多个伽马探测器和多个热中子探测器组合的方式，工作人员的操作比较复杂，既增加工作人员的劳动负担，又降低检测效率。因此，本申请能够有限改善上述问题，既能实现同一位置伽马射线和热中子的同时检测，又能缩小测径仪的整体尺寸，还能方便工作人员的操作。
不仅如此，相关技术中的探测器通常使用He3探测器，但是由于He3气体属于稀缺资源，可用资源储量随着使用不断降低，He3探测器成本也随之逐年增高，此设计能够改善该问题，既能提高资源利用效率，又能降低使用成本，还能提高环境资源保护效果，具有推广应用价值。
短源距探测器4、长源距探测器3以及远源距探测器2包括由NAIL，CLLBC与CLYC等闪烁晶体与光电倍增管组成的探测器，在其他实施例中，能够同时探测热中子和伽马射线的其他类型的探测器也可以。中子发生器5可使用镅-铍中子源、D-T可控源与D-D可控源中子发生器5等。
在一个实施例中，如图1、图2所示，短源距探测器4和中子发生器5之间、短源距探测器4和长源距探测器3之间分别设置屏蔽体7，屏蔽体7用于屏蔽通过测井仪器的伽马射线、减速通过测井仪器的高能热中子以及吸收通过测井仪器的热中子。
利用屏蔽体7对通过测井仪器的伽马射线进行屏蔽，使得三个探测器仅对外部的伽马射线进行探测，降低仪器内部自身的影响，从而提高测量精准度。同时，利用屏蔽体7对热中子进行吸收，亦是此目的，提高探测精准度，从而提高测井仪器的测量精准度。
在其他实施例中，长源距探测器3短和远源距探测器2之间也可以增设屏蔽体7，以进一步提高对伽马射线和热中子的屏蔽吸收效果，从而提高测量精准度。
在一个实施例中，如图3、图4和图5所示，屏蔽体7包括至少一个屏蔽减速块71和至少一个吸收块72，屏蔽减速块71采用钨镍合金材料制成，并且屏蔽减速块71用于屏蔽伽马射线并使高能热中子减速。吸收块72采用碳化硼材料制成，并且吸收块72用于对热中子进行吸收。
在一个实施例中，如图1、图2所示，在每个屏蔽体7中，至少一个屏蔽减速块71位于最下方，至少一个吸收块72位于最上方，以使得屏蔽减速块71能够先将高能热中子减速，从而便于吸收块72对热中子的快速、充分吸收，提高屏蔽效果。
在一个实施例中，如图3、图4和图5所示，相邻两个屏蔽减速块71，或者相邻两个吸收块72，或者相邻的屏蔽减速块71与吸收块72分别抵接，以实现对伽马射线和热中子的及时屏蔽和吸收。
在一个实施例中，如图3所示，屏蔽减速块71和吸收块72的数量最好相等，在每个屏蔽体7中，屏蔽减速块71和吸收块72间隔排布，此时，屏蔽减速块71和吸收块72对伽马射线和热中子进行分次屏蔽和吸收。
在一个实施例中，如图4所示，在每个屏蔽体7中，所有屏蔽减速块71均位于下方，所有吸收块72均位于上方。此时，多个屏蔽减速块71依次对伽马射线进行屏蔽，并使高能热中子逐渐减速，然后多个吸收块72对热中子逐渐吸收。
在一个实施例中，如图5所示，在每个屏蔽体7中，其中一个屏蔽减速块71位于下方，其中一个吸收块72位于上方，其余的屏蔽减速块71和吸收块72任意分布。此时，最下方的屏蔽减速块71对伽马射线进行屏蔽，并使高能热中子减速，然后多个屏蔽减速块71和多个吸收块72分别对伽马射线进行屏蔽，并对热中子进行吸收。最后，位于最上方的吸收块72再次对热中子进行吸收。
由上述过程可知，采用该装置，通过测量热中子短、长源距计数比进行地层含氢指数测量，通过测量伽马计数比可以进行地层矿化度校正。如果放射源采用可控中子源，通过测量地层中子俘获截面进行校正获得高精度的孔隙度，并且可以通过测量非弹性散射伽马进行油、水识别。由于气体在地层的“挖掘效应”，进一步地通过远源距探测器2，可以有效识别天然气。
对比原来的测井仪器，此设计能够同时探测伽马射线与热中子，可以替代传统He3探测器解决高成本问题。由于中子与伽马的测量是同一个探测器测，因此可以在保证合理的源距结构基础上测量更多的地层信息，用以辅助更好的测量地层孔隙度。同时还可以配合脉冲中子可控源，实现可控源孔隙度测量，实现对环境友好、对人员无辐射伤害的放射性测井测井仪器。
需要注意的是，除非另有说明，本发明使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。
此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。
Claims (10)
1.一种孔隙度测井仪器，包括壳体(1)，其特征在于，所述壳体(1)的内部由上至下依次设置有远源距探测器(2)、长源距探测器(3)、短源距探测器(4)和中子发生器(5)，所述中子发生器(5)用于发射高能热中子，所述远源距探测器(2)、长源距探测器(3)以及短源距探测器(4)分别用于探测热中子和伽马射线。
2.根据权利要求1所述的孔隙度测井仪器，其特征在于，至少设置为：所述短源距探测器(4)和中子发生器(5)之间含有屏蔽体(7)，所述屏蔽体(7)用于屏蔽通过测井仪器的伽马射线、减速通过测井仪器的高能热中子以及吸收通过测井仪器的热中子。
3.根据权利要求2所述的孔隙度测井仪器，其特征在于，所述短源距探测器(4)和长源距探测器(3)之间、长源距探测器(3)短和远源距探测器(2)之间分别设置有屏蔽体(7)。
4.根据权利要求2-3任一项所述的孔隙度测井仪器，其特征在于，所述屏蔽体(7)包括至少一个屏蔽减速块(71)和至少一个吸收块(72)，所述屏蔽减速块(71)用于屏蔽伽马射线并使高能热中子减速，所述吸收块(72)用于对热中子进行吸收；
其中，在每个所述屏蔽体(7)中，至少一个所述屏蔽减速块(71)位于最下方，至少一个所述吸收块(72)位于最上方。
5.根据权利要求4所述的孔隙度测井仪器，其特征在于，相邻两个所述屏蔽减速块(71)，或者相邻两个所述吸收块(72)，或者相邻的所述屏蔽减速块(71)与吸收块(72)分别抵接。
6.根据权利要求4所述的孔隙度测井仪器，其特征在于，所述屏蔽减速块(71)采用钨镍合金材料制成。
7.根据权利要求4所述的孔隙度测井仪器，其特征在于，所述吸收块(72)采用碳化硼材料制成。
8.根据权利要求4所述的孔隙度测井仪器，其特征在于，所述短源距探测器(4)的中心点与中子发生器(5)的靶点之间的间距为18～32cm。
9.根据权利要求4所述的孔隙度测井仪器，其特征在于，所述长源距探测器(3)的中心点与中子发生器(5)的靶点之间的间距为35～45cm。
10.根据权利要求4所述的孔隙度测井仪器，其特征在于，所述远源距探测器(2)的中心点与中子发生器(5)的靶点之间的间距为90～110cm。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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