[发明专利]中子伽马密度测井中地层体积密度确定方法及设备

说明书

本发明实施例提供一种中子伽马密度测井中地层体积密度确定方法及设备，方法包括：在各预设条件的地层中，通过近伽马探测器和远伽马探测器确定的非弹伽马计数比，通过近超热中子探测器和远超热中子探测器确定的超热中子计数比；设定预设参数，建立地层体积密度与非弹伽马计数比和超热中子计数比的初始响应关系式；根据得到的各预设条件的地层中的非弹伽马计数比和超热中子计数比的响应数据，对初始响应关系式进行拟合，得到预设参数的值，得到地层体积密度与非弹伽马计数比和超热中子计数比的最终响应关系式；将目标地层的非弹伽马计数比和超热中子计数比导入根据最终响应关系式，得到目标地层的视体积密度，不需要进行结果校正、测量结果准确。

技术领域

本发明实施例涉及地球物理技术领域，尤其涉及一种中子伽马密度测井中地层体积密度确定方法及设备。

背景技术

测井也叫地球物理测井，是利用岩层的电化学特性、导电特性、声学特性、放射性等地球物理特性，测量地球物理参数的方法，属于应用地球物理方法之一。其中密度测井中，中子伽马密度测量的物理过程比伽马密度测量更为复杂，它包括中子运输、非弹性伽马射线产生和伽马运输三个过程。中子伽马密度测井要取代传统的伽马密度测井，最大的挑战是体积密度测量的准确性和对地层条件的敏感度。常规的伽马密度测井对地层岩性和孔隙流体的敏感性很小，测量精度可达0.015g/cm³。而在中子伽马密度测井中，康普顿散射并不是影响高能非弹性伽马射线唯一的衰减过程。中子输运、电子对效应等这些复杂的机制会导致体积密度的测量精度低于常规的伽马密度测井。

目前，现有的中子伽马密度测井主要通过俘获伽马射线或者超热中子响应对非弹伽马射线响应进行含氢指数的校正后，对地层体积密度进行测量。但往往在含气地层或者含泥质地层精度较低，需要进一步校正。

然而，额外的中子输运和电子对效应的校正过程会造成中子伽马密度测井过程繁琐，且测得的地层密度误差较大。

发明内容

本发明实施例提供一种中子伽马密度测井中地层体积密度确定方法及设备，以克服额外的中子输运和电子对效应的校正过程会造成中子伽马密度测井过程繁琐，且测得的地层密度误差较大的问题。

第一方面，本发明实施例提供一种中子伽马密度测井中地层体积密度确定方法，所述方法应用于脉冲中子伽马密度测井仪，所述脉冲中子伽马密度测井仪包括；探头和数据处理设备；其中探头包括仪器外壳，所述仪器外壳由下到上依次设有脉冲中子发生器、一第一屏蔽体、近超热中子探测器、一第二屏蔽体、近伽马探测器、另一第一屏蔽体、远超热中子探测器、另一第二屏蔽体和远伽马探测器；所述方法包括：

步骤S1，在各预设条件的地层中，通过脉冲中子伽马密度测井仪的近伽马探测器和远伽马探测器确定的非弹伽马计数比，以及通过脉冲中子伽马密度测井仪的近超热中子探测器和远超热中子探测器确定的超热中子计数比；

步骤S2，设定预设参数，建立地层体积密度与非弹伽马计数比和超热中子计数比的初始响应关系式；

步骤S3，根据步骤S1中的各预设条件的地层中的非弹伽马计数比和超热中子计数比的响应数据，对初始响应关系式进行拟合，得到所述预设参数的值，得到地层体积密度与非弹伽马计数比和超热中子计数比的最终响应关系式；

步骤S4，通过脉冲中子伽马密度测井仪确定目标地层的非弹伽马计数比和超热中子计数比，将目标地层的非弹伽马计数比和超热中子计数比导入所述最终响应关系式，得到所述目标地层的视体积密度。

在一种可能的设计中，所述设定预设参数，建立地层体积密度与非弹伽马计数比和超热中子计数比的初始响应关系式，包括：

建立初始响应关系式，如下：