CN2737945Y - 一种可同时进行碳氧比与pnn测井的脉冲中子测井仪 - Google Patents

Abstract

一种可同时进行碳氧比与PNN测井的脉冲中子测井仪。主要解决现有的测井仪在单独一次下井时只能获得一种数据的不足。其特征在于：所述脉冲中子发生器为小直径井下脉冲中子发生器，在其一侧顺序固定有两个伽玛射线探测器，在另一侧顺序固定有两个热中子探测器。该种脉冲中子测井仪在一次下井时，可同时完成碳氧比测井和PNN测井，同时获得C/O与PNN两种测井资料，增强了测井数据的可信度，提高了解释油、气、水层的符合率。

Description

一种可同时进行碳氧比与PNN测井的脉冲中子测井仪

技术领域：

本实用新型涉及一种用于生产测井的仪器，尤其是涉及一种可同时完成碳氧比测井和PNN测井的脉冲中子测井仪。

背景技术：

在油田测井领域中，目前有两种测井仪器被广泛使用，一种是双探测器碳氧比测井仪，该种测井仪的测井原理是利用伽玛射线通过测量石油中碳与氧的含量来确定油层含油、含气、含水饱和度；另外一种是两中子-中子测井仪，其测量原理是利用测量热中子的衰减时间来测量地层中含油、含气、含水饱和度，这种测井仪即通常所说的PNN测井仪。上述两种测井仪都在其各自的应用领域中发挥着非常重要的作用，但使用这两种测井仪存在的问题是，一种测井仪单独一次下井，工序复杂，却只能获得一种测井数据。

实用新型内容：

为了克服现有的测井仪在单独一次下井时只能获得一种测井数据的不足，本实用新型提供一种可同时进行碳氧比与PNN测井的脉冲中子测井仪，该种脉冲中子测井仪在一次下井时，可同时完成碳氧比测井和PNN测井，同时获得C/O与PNN两种测井资料，增强了测井数据的可信度，提高了解释油、气、水层的符合率。

本实用新型的技术方案是：该种可同时进行碳氧比与PNN测井的脉冲中子测井仪，包括在脉冲中子测井仪领域中通用的单片机数控遥测传输系统，位于仪器顶部或底部的自然伽玛能量谱、温度、磁性定位器三参数测量短接以及小直径井下脉冲中子发生器，其特别之处是在小直径井下脉冲中子发生器的一侧顺序固定有两个伽玛射线探测器，在另一侧顺序固定有两个热中子探测器。

本技术方案可以有两种选择形式，一种是脉冲中子发生器的中子管的靶极朝向热中子探测器一端时；另一种是当小直径井下脉冲中子发生器的中子管的靶极朝向伽玛射线探测器一端时，那么在小直径井下脉冲中子发生器与伽玛射线探测器之间需要固定有一个钨屏蔽体。上述两个具体方案中均要保证伽玛射线探测器的近探测器源距为27～34厘米，远探测器源距为48～66厘米：然后在其另一侧顺序固定的两个热中子探测器，其中近探测器源距为27～57厘米，远探测器源距为47～77厘米。

本实用新型具有如下有益效果：由于采取上述方案的脉冲中子测井仪，可在一次下井时同时进行碳氧比与PNN测井，其结果是同时获得C/O与PNN两种测井资料，增强了测井数据的可信度，提高了解释油、气、水层的符合率；并且上述两种资料与自然伽玛能量谱、温度、磁性定位器三参数结合，能够求出泥质含量，进一步校正C/O与PNN两种测井资料，形成的温度曲线能够定性划分出水层、水淹层井段、磁性定位器校正深度。

附图说明：

附图1是本实用新型实施例1的组成示意图；

附图2是本实用新型实施例2的组成示意图。

图中1-伽玛射线远探测器，2-金属杜瓦瓶，3-伽马射线近探测器，4-M3螺钉，5-联结短接，6-密封堵头，7-承压拉力块，8-绝缘管，9-中子管，10-承压密封金属管，11-120KV高压倍加器，12-高压变压器，13-充气嘴密封堵头，14-热中子近探测器，15-热中子远探测器，16-热中子探测器固定架，17-钨屏蔽体，18-密封联结短接，19-120KV高压线，20-高压绝缘套，21-小屏蔽体，22-中子减速剂套。

具体实施方式：

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

如图1中的一个实施例所示，该种可同时进行碳氧比与PNN测井的脉冲中子测井仪，主要包括已经应用于常规脉冲中子测井仪上的单片机数控遥测传输系统、位于仪器顶部或底部的自然伽玛能量谱、温度、磁性定位器三参数测量短接和脉冲中子发生器，其中脉冲中子发生器为012773921号专利技术所公开的小直径井下脉冲中子发生器，在小直径井下脉冲中子发生器的一侧金属杜瓦瓶2内顺序固定有两个伽玛射线探测器，即伽玛射线近探测器1和伽马射线远探测器3，M3螺钉4将联结短接5与上端紧固，此时中子管9的靶极背向伽马射线探测器方向。在小直径井下脉冲中子发生器的另一侧顺序固定的是两个热中子探测器。在本例中，伽玛射线近探测器1和伽马射线远探测器3均选用锗酸铋晶体探测器。两个锗酸铋晶体探测器置入金属杜瓦瓶2中，与之相配合的2个电脉冲线性放大器、2个负1500伏高压模块电源组成C/O测井双探测器。热中子探测器选用H_e ³计数管探测器，与之配套的为2个电脉冲甄别器、2个正2000伏高压电源组成PNN测井双探测器。其中，伽玛射线探测器的近探测器源距为27～34厘米，远探测器源距为48～66厘米；热中子探测器的近探测器源距为27～57厘米，远探测器源距为47～77厘米，这种源距控制是必须的，因为如果一旦超出这个范围，即便采用了012773921号专利技术所公开的小直径井下脉冲中子发生器也不能使得完成后的测井仪能够在尺寸上满足要求，以至于不能通过结构尺寸已经标准化的井下设备，一旦要小于这个范围，那么就可能发生因为放射源距离探测器过近而导致的探测器测量结果失真的问题。密封堵头6可以采用钨、镍、铁合金或黄铜材料制成，作为屏蔽体，以防止14.1MeV的中子直接照射在锗酸铋晶体探测器上，中子管9的阳极、阴极、灯丝引线必须向热中子探测器方向引，以防止影响到碳氧比测井的伽马射线能量谱的测量，带充气嘴的密封堵头13用含氢材料聚酰亚氨制成，作为热中子探测器的减速剂。图1中的实施例可以实现仪器直径为38毫米到56毫米，但屏蔽效果较差，受井内液体、套管、水泥环介质影响较大，分辨油、气、水层的灵敏度相对较低。

图2是本实用新型的第二个实施例，在此例中，小直径井下脉冲中子发生器的中子管9的靶极朝向伽玛射线探测器一端时，在小直径井下脉冲中子发生器与伽玛射线探测器之间固定有一个钨屏蔽体17，即变换了常规的中子管指向，将中子管进行了180度的旋转，这样做的结果是增加了测井仪的直径，其直径在56毫米和102毫米之间，但中子管调头后，受井内液体、套管、水泥等介质影响较小，分辨油、气、水层的灵敏度相对较高。

上述两种结构在实际应用中是都需要的，当需要过油管测量或套管变形较重时，粗仪器下不去，就需要使用小直径仪器。

在实际工作时，由中子管9、120KV高压电源控制电路组成控制单元在单片机数控遥测传输系统的控制下按顺序操作。在脉冲中子发生器按照C/O时序工作时，打中子工作频率10000～20000赫兹，时间宽度10到30微秒。采用双门减本底测技术，测量非弹性散射的伽马射线、俘获伽马射线，进行C/O测井。一端放置的两个H_e ³计数管在脉冲中子发生器按照PNN测井时序工作时，打中子工作频率10到1000赫兹，时间宽度1到200微秒。测量热中子衰减时间，进行中子寿命测井。打中子时序应当这样安排：PNN测井打中子工作频率10赫兹到1000赫兹，工作周期1到100毫秒，打中子时间宽度1到200微秒。C/O测井打中子工作频率10K赫兹到20K赫兹，工作周期50到100微秒，打中子时间宽度10到30微秒。例如，可以把1秒时间分成4段，每段250毫秒，C/O测井在250毫秒时间段，占用180毫秒，共1800个周期，PNN测井占用70毫秒，第一个周期1毫秒空闲，等到C/O测井产生的热中子消失以后，再开始PNN测井。PNN测井在250毫秒时间段实际占用了69毫秒，共69个周期。在1秒时间内，C/O测井按照10000赫兹频率工作，共占用7200个周期，即720毫秒。中子寿命测井按1000赫兹进行工作，共占用276个周期，即280毫秒，空闲4毫秒。打中子时序这样安排，测量时序也相应的跟着打中子时序变动，即实现了在1秒时间内，大约2/3时间测量碳氧比。1/3时间测量PNN，当然还可以设计成3/4时间测量碳氧比，1/4时间测量PNN值。

Claims (3)

1、一种可同时进行碳氧比与PNN测井的脉冲中子测井仪，包括单片机数控遥测传输系统，自然伽玛能量谱、温度、磁性定位器三参数测量短接以及脉冲中子发生器，其特征在于：所述脉冲中子发生器为小直径井下脉冲中子发生器，在其一侧顺序固定有两个伽玛射线探测器，在另一侧顺序固定有两个热中子探测器。

2、根据权利要求1所述的一种可同时进行碳氧比与PNN测井的脉冲中子测井仪，其特征在于：小直径井下脉冲中子发生器的中子管(9)的靶极朝向伽玛射线探测器一端，在两者之间固定有一个钨屏蔽体(17)，其中伽玛射线探测器的近探测器源距为27～34厘米，远探测器源距为48～66厘米；在其另一侧顺序固定的两个热中子探测器，其中近探测器源距为27～57厘米，远探测器源距为47～77厘米。

3、根据权利要求1或2所述的一种可同时进行碳氧比与PNN测井的脉冲中子测井仪，其特征在于：所述伽玛射线探测器为锗酸铋晶体探测器，所述热中子探测器为H_e ³计数管探测器。

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