第十章　中子测井 .docVIP

第十章　中子测井 中子测井是利用中子与物质相互作用的各种效应，研究钻井剖面岩层性质的一组方法（包括中子—热中子、中子超热中子、中子—γ、中子寿命、中子活化等）。 第一节　中子测井的物理基础 1 ．核反应与人工放射性 利用α粒子、质子、中子轰击稳定元素，通过核反应产生放射性核素，产生的放射性核素其衰变规律与天然放射性核素相同。 测井常用人工放射性核素： 60 C o 、 65 Z n- 、 131 I 等。 测井中常用的核反应： (n, γ ), ( α , n), (d , n) 等。 2 ．中子与物质相互作用 中子与物质作用可发生不同的反应，发生哪种反应与中子能量与物质成分有关。 1 ）中子按能量的分级： 快中子、中能中子、慢中子（超热中子、热中子）。 2 ）中子与物质（原子核）的相互作用。 ①非弹性散射 ②弹性散射 ③放射性俘获 3 ）截面 ①有效截面　②散射截面　③俘获截面　④全有效截面　⑤宏观有效截面　⑥微观有效截面　 4 ）中子吸收过程的表述参数 ①平均对数能量缩减ξ ②减速长度 L f ③扩散长度 L d ④热中子平均寿命τ 第二节 中子—中子测井和中子—伽马测井理论 实质是研究中子的空间分布、时间分布与物质性质之间的关系。 1 ）热中子的空间分布 氢是最重要的减速物质，中子云的分布与介质中氢含量有密切的关系。 中子—中子测井与中子—γ测井就是通过中子云的半径的变化来研究介质中含氢量的大小。 2 ）中子—γ射线的空间分布 中子—γ射线的空间分布，基本上取决于热中子的空间分布。 第三节 中子测井测量原理及刻度 一、测量原理 1 ．中子源 连续式中子源（普通中子源）—常用镅－铍源。 脉冲式中子源（中子发生器）。 2 ．中子测井测量原理 热中子探测器：含硼盖革计数管 　　　　　　　闪烁计数器（晶体含硼、锂） 超热中子探测器：利用含氢介质减速，再用镉过滤器去掉热中子。 3 ．补偿中子测井仪 采用长、短源距组合进行测量、探测深度大，受井眼（泥饼、井径等）影响小。 二、刻度 中子测井刻度 在石灰岩标准井中进行。 第四节　中子测井的解释与应用 1 ．中子测井的影响因素 1 ）探测范围：与井的条件及地层中含流体性质、孔隙度大小等因系有关，在 20cm ～ 60cm 之间变化。 2 ）井的影响　 3 ）侵入带影响 2 ．解释与应用 1 ）确定孔隙度 应用条件：地层中不含带结晶水的矿物，地层孔隙为油、水充满。 N = － Alg Φ +B 2 ）划分岩性剖面 3 ）划分含气层 4 ）划分油水界面 5 ）定位射孔时定深度 内容重点： 1 ．中子与物质的相互作用。 2 ．截面的概念。 3 ．中子—中子，中子—伽马测井原理。 4 ．中子测井的应用。 5 ．中子源、中子的探测、仪器刻度。 基本概念： 弹性散射　非弹性散射　放射性俘获　快中子　热中子　超热中子　有效截面 宏观有效截面　平均对数能量缩减　减速长度　扩散长度 思考问题： 1 ．强减速物质，强吸收物质在中子测井中具有什么意义？ 2 ．中子测井确定孔隙度时，要进行哪些校正？为什么？ 3 ．如何探测热中子和超热中子。 4 ．同位素中子源（普通中子源）工作原理是什么？选用时要考虑哪些基本参数。 5 ．试利用中子云的分布状态，说明含氢量、含氯量变化对中子测井结果的影响。 实验课教学： 钻井地球物理勘探是通过地球物理方法解决钻孔中的地质与工程问题的一套测井技术方法，因此它具有很强的实践性，为培养学生的实践能力，增加学生的感性认识，本课程共安排四个实验课内容，使之与课堂理论教学互相配合，提高学生的测井知识水平。 1