[发明专利]基于可控中子源的双LaBr3探测器元素能谱测井仪及测井方法

权利要求书

1.一种基于可控中子源的双LaBr₃探测器元素能谱测井仪，其特征在于包括筒状壳体，在筒状壳体内从上到下设置有一号LaBr₃探测器、二号LaBr₃探测器、可控中子源、中子加速部与中子探测器；在一号LaBr₃探测器的顶部连接有一号LaBr₃探测器光电倍增管，在二号LaBr₃探测器的顶部与一号LaBr₃探测器的底部之间设置有铬片，上述一号LaBr₃探测器光电倍增管、一号LaBr₃探测器、铬片与二号LaBr₃探测器设置在一个位于筒状壳体中的硼套体内；在可控中子源与硼套体之间设置有屏蔽体，可控中子源通过中子加速部连接中子探测器。

2.根据权利要求1所述的一种基于可控中子源的双LaBr₃探测器元素能谱测井仪，其特征在于：上述的可控中子源为产额为2×10⁸/秒的D-T脉冲中子源。

3.根据权利要求1所述的一种基于可控中子源的双LaBr₃探测器元素能谱测井仪，其特征在于：上述各LaBr₃探测器为相对¹³⁷Cs释放射线分辨率为3%、晶体密度为5.5g/cm³、衰减时间16ns的闪烁晶体探测器；各LaBr₃探测器记录中子源发射中子与地层元素原子核作用所产生的非弹性散射及俘获伽马射线，记录伽马射线能量为0.6-10.2MeV；一号LaBr₃探测器的直径为40-60mm，长度为90-120mm，一号LaBr₃探测器到脉冲中子源的距离50-60cm；二号LaBr₃探测器的直径为40-60mm，长度为30-50mm，二号LaBr₃探测器到脉冲中子源的距离为25-30cm。

4.根据权利要求1所述的一种基于可控中子源的双LaBr₃探测器元素能谱测井仪，其特征在于：上述各LaBr₃探测器采集的硼俘获伽马能谱能量范围为0.1MeV-0.6MeV，分为256道。

5.一种如权利要求1所述的基于可控中子源的双LaBr₃探测器元素能谱测井仪的测井方法，其特征在于包括以下步骤：

a设定D-T脉冲中子源脉冲发射时序，D-T脉冲中子源的工作周期为125ms，每个工作周期包括两个阶段；第一阶段包括1000个短周期，每个短周期时间为120μs，第二个阶段包括50个时间为100μs的短周期；

b由一号LaBr₃探测器和二号LaBr₃探测器同时记录非弹性散射伽马射线及俘获伽马射线；处于上述第一阶段时，中子源在每个短周期内的0-50μs发射能量为14MeV的中子，在15-50μs时间段由各LaBr₃探测器记录非弹性散射伽马射线，在50-120μs中子源停止工作，并记录60-120μs时间段俘获伽马射线；处于第二个阶段时，中子源在每个短周期内不发射中子，由各LaBr₃探测器在每个短周期内记录本底伽马射线；

c地层元素含量的确定，利用数值模拟与实验相结合的手段，建立针对本仪器的常见元素标准伽马能谱，对一号LaBr₃探测器和二号LaBr₃探测器记录伽马射线所形成的非弹性散射伽马能谱及俘获伽马能谱进行联合处理，并确定出地层C、Al、Mg、Si、Ca、Fe、S、Ti、Gd等元素百分含量，二号LaBr₃探测器用以提高仪器纵向分辨率。

6.根据权利要求5所述的一种基于可控中子源的双LaBr₃探测器元素能谱测井仪的测井方法，其特征在于：利用一号、二号LaBr₃探测器硼俘获伽马能谱中0.36MeV-0.56MeV伽马射线的计数率比值代替热中子比值确定地层孔隙度。