[发明专利]一种元素产额与热中子计数比组合的孔隙度测量方法

权利要求书

1.一种元素产额与热中子计数比组合的孔隙度测量方法，采用三探测器脉冲中子仪器进行测量，其特征在于，具体包括以下步骤：

步骤一，将三探测器脉冲中子仪器分别置于标准石灰岩刻度井群和指定井中进行测量，其中，利用伽马探测器记录得到各井的非弹性散射伽马能谱和俘获伽马能谱，近热中子探测器和远热中子探测器分别测量得到热中子计数；

步骤二，根据各标准石灰岩刻度井的非弹性散射伽马能谱和俘获伽马能谱，计算不同孔隙度条件下标准石灰岩刻度井中Ca、C和O的元素产额，通过计算各标准石灰岩刻度井中近热中子探测器与远热中子探测器的热中子计数比R_c，得到不同孔隙度条件下标准石灰岩刻度井的热中子计数比R_c，通过确定标准石灰岩刻度井中孔隙度φ与热中子计数比R_c的关系，得到中子孔隙度刻度公式，如式(1)所示：

φ＝AR_c²+BR_c+C (1)

式中，A、B、C均为刻度系数；

步骤三，根据指定井的非弹性散射伽马能谱和俘获伽马能谱，计算得到指定井中Si、Ca、Mg、K、Al、Fe、S、C和O的产额，再根据指定井中近热中子探测器和远热中子探测器的热中子计数，计算指定井的实测热中子计数比R_s；

步骤四，基于MCNP数值模拟方法，根据指定井建立等比例刻度井数值计算模型，通过改变等比例刻度井数值计算模型中的岩性及矿物组分，模拟得到不同地层条件下三探测器脉冲中子仪器测量的非弹性散射伽马能谱、俘获伽马能谱、近热中子探测器和远热中子探测器的热中子计数，确定各地层条件下Si、Ca、Mg、K、Al、Fe、S、C和O的产额，获得指定井的MCNP模拟元素产额；

步骤五，基于非线性回归分析方法，通过对指定井的实测元素产额、MCNP模拟元素产额以及与指定井具有相同孔隙度的标准石灰岩刻度井实测元素产额进行拟合分析，确定岩性因子ζ，建立岩性因子ζ、标准石灰岩刻度井热中子计数比R_c和指定井实测热中子计数比R_s之间的关系，如式(2)所示：

R_c＝ζR_s (2)

其中，岩性因子ζ如式(3)所示：

式中，y_Si为指定井的Si元素产额；y_Ca为指定井的Ca元素产额；y_Mg为指定井的Mg元素产额；y_K为指定井的K元素产额；y_Al为指定井的Al元素产额；y_Fe为指定井的Fe元素产额；y_S为指定井的S元素产额；y_C为指定井的C元素产额；y_O为指定井的O元素产额；为标准石灰岩刻度井的Ca元素产额；为标准石灰岩刻度井的C元素产额；为标准石灰岩刻度井的O元素产额；a_Si、a_Ca、a_Mg、a_K、a_Al、a_Fe、a_S、a_C、a_O、均为拟合系数；

步骤六，根据岩性因子ζ、标准石灰岩刻度井热中子计数比R_c和指定井实测热中子计数比R_s之间的关系，结合中子孔隙度刻度公式，利用指定井含岩性因子ζ的实测热中子计数比R_s，确定指定井的实际地层中子孔隙度，如式(4)所示：

φ＝A(ζR_s)²+BζR_s+C (4)。

2.根据权利要求1所述的一种元素产额与热中子计数比组合的孔隙度测量方法，其特征在于，所述三探测器脉冲中子仪器包括D-T脉冲中子源、近热中子探测器、远热中子探测器和伽马探测器，其中，近热中子探测器和远热中子探测器用于测量热中子计数，伽马探测器用于测量非弹性散射伽马能谱和俘获伽马能谱。