基于D-D中子源的热中子探测孔隙度方法研究

【作者】 张笑； 陈雪莲； 张慧； 张锋；

【机构】 中国石油大学(华东)；

【摘要】 孔隙度作为储层基本参数,其准确测量对于油气评价具有重要意义。采用Am-Be中子源的孔隙度测井方法已得到广泛应用,由于辐射安全和环保要求,迫切需要D-D中子发生器来取代化学源。提出一种基于D-D中子发生器和2个He-3管组成的探测系统,采用蒙特卡罗方法模拟相应中子场分布,研究不同位置探测器及地层和井眼条件下热中子计数信息与孔隙度关系。得到结论:探测器源距分别为31cm和55cm,屏蔽体采用Zr(BH4)4或碳化硼,厚度为6cm即可达到80%屏蔽效果;近远探测器计数比值与孔隙度有较好的响应关系,但会受到岩性、地层水矿化度和井眼尺寸等条件影响,需要进行校正。研究结果为采用可控中子源进行中子孔隙度测井奠定基础。孔隙度作为储层的基本参数,其测量结果的可靠性对油气精确评价具有重要意义。采用241Am-Be中子源和2个He-3管,通过记录近、远探测器的热中子计数比值来获取中子孔隙度,已经在电缆和随钻过程中得到广泛应用[1]。但同位素放射性中子源的应用越来越受到限制,尤其在海上作业和辐射安全的矛盾,迫切需要D-D和D-T中子发生器来代替241Am-Be中子源。采用D-D和D-T中子发生器通过探测热中子或者伽马射线来确定孔隙度在随钻测井和套管井得到应用[2,3],但D-T中子发生器由于产生能量为14MeV的快中子,其在高孔地层中孔隙度灵敏度降低;而D-D中子发生器产额低,在仪器设计和数据处理方法还存在不足。近年来随着D-D中子发生器技术的进步,在石油测井、材料分析、医学和铀矿探测等方面得到应用[4-7]。本文将从D-D中子发生器在不同地层中的热中子场分布,优化热中子探测器的源距、屏蔽体参数,建立中子孔隙度响应及不同井眼和地层的影响规律,为利用D-D中子发生器中子孔隙度测井奠定基础。更多还原