國內的油氣資源消耗與日俱增,而常規(guī)油氣藏的勘探開發(fā)接近尾聲。由于非常規(guī)油氣開發(fā)難度極大,對油氣勘采提出了更高的要求,需要全新的測井和開采手段。伽馬能譜測井是利用中子與地層元素原子核發(fā)生核反應,通過測量分析攜帶地層信息的伽馬射線,進而計算出地層各元素相對含量的測井技術。斯倫貝謝公司在1991年推出并得到廣泛使用的元素俘獲譜測井儀只能得到七種（Si、Fe、S、Ca、Ti、Ba、Gd）元素含量以及其組合的不同礦物含量。但斯倫貝謝在2012年推出的Litho Scanner（巖性掃描測井儀）能夠實現(xiàn)對非彈性散射和俘獲伽馬能譜的測量,不僅可以得到碳的含量,還能得到其他種類更豐富、精度更高的元素含量,這類掃描測井儀在非常規(guī)油氣藏勘采中被廣泛使用。本論文旨在針對可控源的伽馬能譜測井及解釋分析。以斯倫貝謝的Litho Scanner為例,通過MCNP（Monte Carlo N-Particle Transport Code）模擬的方法,對測井的模型進行了設置,采用4π立體角發(fā)射中子的D-T脈沖中子源,使用了LaBr3:Ce探測器并對其能量分辨率進行了設置。并使用NJOY2016程序對MCNP5中缺失... 

【文章來源】：蘭州大學甘肅省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：86 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

地球化學測井儀(GLT)結構示意圖

蘭州大學碩士學位論文基于可控源的伽馬能譜測井及解譜應用41.2.3元素俘獲能譜測井雖然地球化學測井儀GLT能提供地層中多種元素含量和礦物組成。但是GLT儀器復雜、測井速度低、測量伽馬時容易受影響，而且在實際測井當中并沒有得到廣泛地應用[15]。為了解決這一系列的問題，提升儀器的性能，斯倫貝謝公司于1991年研發(fā)出了元素俘獲能譜測井儀器ECS[16]。儀器的結構示意圖如圖1-2所示。元素俘獲能譜測井儀是基于俘獲能譜測井儀(GLT)、儲層飽和度測井儀(RST)這兩種儀器發(fā)展而來的[17]。元素俘獲能譜測井儀即ECS的中子源使用的是241Am-Be化學中子源，連續(xù)發(fā)射的中子能量分布廣，平均中子能量約為4.5MeV，強度在104~108n/s，發(fā)射的中子會激發(fā)地層元素的原子核產生非彈性散射反應以及俘獲反應從而釋放出伽馬射線，然后通過BGO晶體探測器進行測量。中子與地層元素發(fā)生核反應生成的伽馬信息，其中就包含了地層元素的特征伽馬射線信息，其計數(shù)率與其核素含量呈現(xiàn)正相關[17]。再通過解譜分析法對儀器測量得到的能譜進行處理，從而獲得關于Si、Fe、S、Ca、Ti、Ba、Gd等地層元素的含量信息。ECS處理測量能譜的關鍵是利用俘獲伽馬能譜來確定元素含量，需要扣除非彈性散射反應在能譜中的貢獻。圖1-2元素俘獲能譜測井儀(ECS)在斯倫貝謝推出ECS之后的幾年里，哈里伯頓公司在90年代中后期也研發(fā)出了地球元素能譜測井儀GEM[18]。圖1-3是該儀器的結構圖。GEM使用的中子源以及探測器上與斯倫貝謝的ECS相同，其中它可以得到Si、Fe、S、Ca、Ti、Mg、Al、K、Mn、Gd元素含量。同時是可視化測井評價工具，可以實時監(jiān)測儀器在測井時的數(shù)據(jù)[18]。

蘭州大學碩士學位論文基于可控源的伽馬能譜測井及解譜應用5圖1-3地球元素能譜測井儀(GEM)表1-1中將斯倫貝謝的ECS與哈里伯頓的GEM這兩種儀器的參數(shù)進行比較。表1-1ECS與GEM儀器參數(shù)比較參數(shù)ECSGEM儀器外徑(cm)12.712.19儀器長度(m)3.092.94儀器重量(kg)138136最高工作溫度(℃)150、260(有保溫瓶)177測量能量區(qū)間(MeV)0.6~80.6~9.5測井速度(m/h)549276,max546采樣間隔(cm)15.2410縱向分辨率(cm)45.7245.72探測深度(cm)22.8615.24元素俘獲能譜測井被廣泛地應用，到現(xiàn)在仍對地層評價發(fā)揮著重要的作用。測井時不會受到地層中泥漿類型的影響，除此之外還能與多種測井儀進行聯(lián)合實現(xiàn)聯(lián)合測量，并且此儀器短，使用起來簡單快速[17]。但是利用元素俘獲能譜測井的儀器探測的元素種類有限，在抗干擾能力方面以及測量精度方面存在著很大的局限性，同時常規(guī)油氣藏的勘探基本到了末期，非常規(guī)油氣藏勘探的興起。此類非常規(guī)儲層礦物成分多樣，巖性復雜，這一儀器

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
[1]大慶徐家圍子地區(qū)深層火成巖氣藏測井解釋方法研究[D]. 馮慶付.中國海洋大學 2007

碩士論文
[1]元素俘獲能譜測井中產額求解方法及應用[D]. 呂韜.蘭州大學 2018
[2]中子-γ密度測井及地層元素測井的蒙特卡羅模擬研究[D]. 何雄英.蘭州大學 2013



本文編號：3583684