[发明专利]一种可控源一体化核测井仪及测井方法

说明书

本发明公开了提供一种可控源一体化核测井仪及测井方法，包括自一端至另一端的依次设置的中子发生器、并排设置的近热中子探测器与超热中子探测器、近伽马探测器和并排设置的远伽马探测器与远热中子探测器；热中子探测器和超热中子探测器与中子发生器的距离均为30cm±3cm，近伽马探测器与中子发生器的距离为45cm±3cm，远伽马探测器和远热中子探测器与中子发生器的距离均为75cm±3cm。能够同时计算出地层中各元素的产额、地层孔隙度和地层密度值，避免了多次下井测量，极大的提高了测量效率。

技术领域

本发明属于测井技术领域，涉及一种可控源一体化核测井仪及测井方法。

背景技术

石油勘探测井包含电法测井、声波测井、核测井和核磁测井等技术和仪器设备，核测井主要包含自然伽马、密度、中子孔隙度和地层元素等测井技术和仪器设备，传统的密度测井采用铯-137源，中子测井和地层元素测井采用镅铍中子源，化学源的使用、运输和储层对安全环保是一个很大的挑战，而且，密度、中子和地层元素等测井都是单独的仪器，需要分别下井测量，或者组合测井，测井作业效率低。近几年，也有采用可控中子源进行中子孔隙度和地层元素测井的，但都是单独的仪器设备，若多个探测器直接叠加，需解决探测器互相影响的问题，保证探测精度。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种可控源一体化核测井仪及测井方法，能够同时测量得到用于计算地层孔隙度、地层元素含量和地层密度所需的各项数据。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种可控源一体化核测井仪，包括自一端至另一端的依次设置的中子发生器、并排设置的近热中子探测器与超热中子探测器、近伽马探测器和并排设置的远伽马探测器与远热中子探测器；

热中子探测器和超热中子探测器与中子发生器的距离均为30cm±3cm，近伽马探测器与中子发生器的距离为45cm±3cm，远伽马探测器和远热中子探测器与中子发生器的距离均为75cm±3cm。

优选的，中子发生器与并排设置的热中子探测器和超热中子探测器之间通过屏蔽体隔开，屏蔽体采用钨镍合金制成。

优选的，在近伽马探测器的外部上包裹有由硼制成的外壳，外壳长度不小于近伽马探测器长度。

优选的，近热中子探测器和远热中子探测器均采用He-3管计数器。

优选的，超热中子探测器是将一层金属镉制成的镉片包裹在He-3管计数器外侧。

优选的，远热中子探测器选用3-4个He-3管并排设置。

优选的，近伽马探测器和远伽马探测器均采用溴化镧晶体探测器。

优选的，中子发生器用于发射14MeV快中子。

一种基于上述任意一项所述仪器的测井方法，包括以下步骤；

步骤一，将仪器放置在探测井中；

步骤二，中子发生器采用脉冲发射方式，向四周均匀发射快中子；

步骤三，中子在地层中首先发生非弹性散射和弹性散射而损失大部分能量变成热中子，非弹性散射过程中会放出非弹伽马射线，热中子最后被地层元素俘获会放出俘获伽马射线；

步骤四，近伽马探测器采集俘获伽马射线，能够计算得到地层中各元素的产额；

热中子由近热中子探测器与远热中子探测器采集，根据探测到的热中子计数信息，能够计算出地层孔隙度；

俘获伽马射线由近伽马探测器和远伽马探测器采集，根据近远伽马计数比和近远热中子计数比，能够计算出地层密度的大小。

优选的，步骤一中，将仪器设置在探测井中，仪器与探测井偏心设置。