專利名稱：一種可同時(shí)進(jìn)行碳氧比與pnn測井的脈沖中子測井儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于生產(chǎn)測井的儀器，尤其是涉及一種可同時(shí)完成碳氧比測井和PNN測井的脈沖中子測井儀。
背景技術(shù)：
在油田測井領(lǐng)域中，目前有兩種測井儀器被廣泛使用，一種是雙探測器碳氧比測井儀，該種測井儀的測井原理是利用伽瑪射線通過測量石油中碳與氧的含量來確定油層含油、含氣、含水飽和度；另外一種是兩中子-中子測井儀，其測量原理是利用測量熱中子的衰減時(shí)間來測量地層中含油、含氣、含水飽和度，這種測井儀即通常所說的PNN測井儀。上述兩種測井儀都在其各自的應(yīng)用領(lǐng)域中發(fā)揮著非常重要的作用，但使用這兩種測井儀存在的問題是，一種測井儀單獨(dú)一次下井，工序復(fù)雜，卻只能獲得一種測井?dāng)?shù)據(jù)。
實(shí)用新型內(nèi)容為了克服現(xiàn)有的測井儀在單獨(dú)一次下井時(shí)只能獲得一種測井?dāng)?shù)據(jù)的不足，本實(shí)用新型提供一種可同時(shí)進(jìn)行碳氧比與PNN測井的脈沖中子測井儀，該種脈沖中子測井儀在一次下井時(shí)，可同時(shí)完成碳氧比測井和PNN測井，同時(shí)獲得C/O與PNN兩種測井資料，增強(qiáng)了測井?dāng)?shù)據(jù)的可信度，提高了解釋油、氣、水層的符合率。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案是該種可同時(shí)進(jìn)行碳氧比與PNN測井的脈沖中子測井儀，包括在脈沖中子測井儀領(lǐng)域中通用的單片機(jī)數(shù)控遙測傳輸系統(tǒng)，位于儀器頂部或底部的自然伽瑪能量譜、溫度、磁性定位器三參數(shù)測量短接以及小直徑井下脈沖中子發(fā)生器，其特別之處是在小直徑井下脈沖中子發(fā)生器的一側(cè)順序固定有兩個(gè)伽瑪射線探測器，在另一側(cè)順序固定有兩個(gè)熱中子探測器。
本技術(shù)方案可以有兩種選擇形式，一種是脈沖中子發(fā)生器的中子管的靶極朝向熱中子探測器一端時(shí)；另一種是當(dāng)小直徑井下脈沖中子發(fā)生器的中子管的靶極朝向伽瑪射線探測器一端時(shí)，那么在小直徑井下脈沖中子發(fā)生器與伽瑪射線探測器之間需要固定有一個(gè)鎢屏蔽體。上述兩個(gè)具體方案中均要保證伽瑪射線探測器的近探測器源距為27～34厘米，遠(yuǎn)探測器源距為48～66厘米然后在其另一側(cè)順序固定的兩個(gè)熱中子探測器，其中近探測器源距為27～57厘米，遠(yuǎn)探測器源距為47～77厘米。
本實(shí)用新型具有如下有益效果由于采取上述方案的脈沖中子測井儀，可在一次下井時(shí)同時(shí)進(jìn)行碳氧比與PNN測井，其結(jié)果是同時(shí)獲得C/O與PNN兩種測井資料，增強(qiáng)了測井?dāng)?shù)據(jù)的可信度，提高了解釋油、氣、水層的符合率；并且上述兩種資料與自然伽瑪能量譜、溫度、磁性定位器三參數(shù)結(jié)合，能夠求出泥質(zhì)含量，進(jìn)一步校正C/O與PNN兩種測井資料，形成的溫度曲線能夠定性劃分出水層、水淹層井段、磁性定位器校正深度。


附圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例1的組成示意圖；附圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例2的組成示意圖。
圖中1-伽瑪射線遠(yuǎn)探測器，2-金屬杜瓦瓶，3-伽馬射線近探測器，4-M3螺釘，5-聯(lián)結(jié)短接，6-密封堵頭，7-承壓拉力塊，8-絕緣管，9-中子管，10-承壓密封金屬管，11-120KV高壓倍加器，12-高壓變壓器，13-充氣嘴密封堵頭，14-熱中子近探測器，15-熱中子遠(yuǎn)探測器，16-熱中子探測器固定架，17-鎢屏蔽體，18-密封聯(lián)結(jié)短接，19-120KV高壓線，20-高壓絕緣套，21-小屏蔽體，22-中子減速劑套。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明如圖1中的一個(gè)實(shí)施例所示，該種可同時(shí)進(jìn)行碳氧比與PNN測井的脈沖中子測井儀，主要包括已經(jīng)應(yīng)用于常規(guī)脈沖中子測井儀上的單片機(jī)數(shù)控遙測傳輸系統(tǒng)、位于儀器頂部或底部的自然伽瑪能量譜、溫度、磁性定位器三參數(shù)測量短接和脈沖中子發(fā)生器，其中脈沖中子發(fā)生器為012773921號(hào)專利技術(shù)所公開的小直徑井下脈沖中子發(fā)生器，在小直徑井下脈沖中子發(fā)生器的一側(cè)金屬杜瓦瓶2內(nèi)順序固定有兩個(gè)伽瑪射線探測器，即伽瑪射線近探測器1和伽馬射線遠(yuǎn)探測器3，M3螺釘4將聯(lián)結(jié)短接5與上端緊固，此時(shí)中子管9的靶極背向伽馬射線探測器方向。在小直徑井下脈沖中子發(fā)生器的另一側(cè)順序固定的是兩個(gè)熱中子探測器。在本例中，伽瑪射線近探測器1和伽馬射線遠(yuǎn)探測器3均選用鍺酸鉍晶體探測器。兩個(gè)鍺酸鉍晶體探測器置入金屬杜瓦瓶2中，與之相配合的2個(gè)電脈沖線性放大器、2個(gè)負(fù)1500伏高壓模塊電源組成C/O測井雙探測器。熱中子探測器選用He3計(jì)數(shù)管探測器，與之配套的為2個(gè)電脈沖甄別器、2個(gè)正2000伏高壓電源組成PNN測井雙探測器。其中，伽瑪射線探測器的近探測器源距為27～34厘米，遠(yuǎn)探測器源距為48～66厘米；熱中子探測器的近探測器源距為27～57厘米，遠(yuǎn)探測器源距為47～77厘米，這種源距控制是必須的，因?yàn)槿绻坏┏鲞@個(gè)范圍，即便采用了012773921號(hào)專利技術(shù)所公開的小直徑井下脈沖中子發(fā)生器也不能使得完成后的測井儀能夠在尺寸上滿足要求，以至于不能通過結(jié)構(gòu)尺寸已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化的井下設(shè)備，一旦要小于這個(gè)范圍，那么就可能發(fā)生因?yàn)榉派湓淳嚯x探測器過近而導(dǎo)致的探測器測量結(jié)果失真的問題。密封堵頭6可以采用鎢、鎳、鐵合金或黃銅材料制成，作為屏蔽體，以防止14.1MeV的中子直接照射在鍺酸鉍晶體探測器上，中子管9的陽極、陰極、燈絲引線必須向熱中子探測器方向引，以防止影響到碳氧比測井的伽馬射線能量譜的測量，帶充氣嘴的密封堵頭13用含氫材料聚酰亞氨制成，作為熱中子探測器的減速劑。圖1中的實(shí)施例可以實(shí)現(xiàn)儀器直徑為38毫米到56毫米，但屏蔽效果較差，受井內(nèi)液體、套管、水泥環(huán)介質(zhì)影響較大，分辨油、氣、水層的靈敏度相對(duì)較低。
圖2是本實(shí)用新型的第二個(gè)實(shí)施例，在此例中，小直徑井下脈沖中子發(fā)生器的中子管9的靶極朝向伽瑪射線探測器一端時(shí)，在小直徑井下脈沖中子發(fā)生器與伽瑪射線探測器之間固定有一個(gè)鎢屏蔽體17，即變換了常規(guī)的中子管指向，將中子管進(jìn)行了180度的旋轉(zhuǎn)，這樣做的結(jié)果是增加了測井儀的直徑，其直徑在56毫米和102毫米之間，但中子管調(diào)頭后，受井內(nèi)液體、套管、水泥等介質(zhì)影響較小，分辨油、氣、水層的靈敏度相對(duì)較高。
上述兩種結(jié)構(gòu)在實(shí)際應(yīng)用中是都需要的，當(dāng)需要過油管測量或套管變形較重時(shí)，粗儀器下不去，就需要使用小直徑儀器。
在實(shí)際工作時(shí)，由中子管9、120KV高壓電源控制電路組成控制單元在單片機(jī)數(shù)控遙測傳輸系統(tǒng)的控制下按順序操作。在脈沖中子發(fā)生器按照C/O時(shí)序工作時(shí)，打中子工作頻率10000～20000赫茲，時(shí)間寬度10到30微秒。采用雙門減本底測技術(shù)，測量非彈性散射的伽馬射線、俘獲伽馬射線，進(jìn)行C/O測井。一端放置的兩個(gè)He3計(jì)數(shù)管在脈沖中子發(fā)生器按照PNN測井時(shí)序工作時(shí)，打中子工作頻率10到1000赫茲，時(shí)間寬度1到200微秒。測量熱中子衰減時(shí)間，進(jìn)行中子壽命測井。打中子時(shí)序應(yīng)當(dāng)這樣安排PNN測井打中子工作頻率10赫茲到1000赫茲，工作周期1到100毫秒，打中子時(shí)間寬度1到200微秒。C/O測井打中子工作頻率10K赫茲到20K赫茲，工作周期50到100微秒，打中子時(shí)間寬度10到30微秒。例如，可以把1秒時(shí)間分成4段，每段250毫秒，C/O測井在250毫秒時(shí)間段，占用180毫秒，共1800個(gè)周期，PNN測井占用70毫秒，第一個(gè)周期1毫秒空閑，等到C/O測井產(chǎn)生的熱中子消失以后，再開始PNN測井。PNN測井在250毫秒時(shí)間段實(shí)際占用了69毫秒，共69個(gè)周期。在1秒時(shí)間內(nèi)，C/O測井按照10000赫茲頻率工作，共占用7200個(gè)周期，即720毫秒。中子壽命測井按1000赫茲進(jìn)行工作，共占用276個(gè)周期，即280毫秒，空閑4毫秒。打中子時(shí)序這樣安排，測量時(shí)序也相應(yīng)的跟著打中子時(shí)序變動(dòng)，即實(shí)現(xiàn)了在1秒時(shí)間內(nèi)，大約2/3時(shí)間測量碳氧比。1/3時(shí)間測量PNN，當(dāng)然還可以設(shè)計(jì)成3/4時(shí)間測量碳氧比，1/4時(shí)間測量PNN值。
權(quán)利要求1.一種可同時(shí)進(jìn)行碳氧比與PNN測井的脈沖中子測井儀，包括單片機(jī)數(shù)控遙測傳輸系統(tǒng)，自然伽瑪能量譜、溫度、磁性定位器三參數(shù)測量短接以及脈沖中子發(fā)生器，其特征在于所述脈沖中子發(fā)生器為小直徑井下脈沖中子發(fā)生器，在其一側(cè)順序固定有兩個(gè)伽瑪射線探測器，在另一側(cè)順序固定有兩個(gè)熱中子探測器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可同時(shí)進(jìn)行碳氧比與PNN測井的脈沖中子測井儀，其特征在于小直徑井下脈沖中子發(fā)生器的中子管(9)的靶極朝向伽瑪射線探測器一端，在兩者之間固定有一個(gè)鎢屏蔽體(17)，其中伽瑪射線探測器的近探測器源距為27～34厘米，遠(yuǎn)探測器源距為48～66厘米；在其另一側(cè)順序固定的兩個(gè)熱中子探測器，其中近探測器源距為27～57厘米，遠(yuǎn)探測器源距為47～77厘米。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種可同時(shí)進(jìn)行碳氧比與PNN測井的脈沖中子測井儀，其特征在于所述伽瑪射線探測器為鍺酸鉍晶體探測器，所述熱中子探測器為He3計(jì)數(shù)管探測器。
專利摘要一種可同時(shí)進(jìn)行碳氧比與PNN測井的脈沖中子測井儀。主要解決現(xiàn)有的測井儀在單獨(dú)一次下井時(shí)只能獲得一種數(shù)據(jù)的不足。其特征在于所述脈沖中子發(fā)生器為小直徑井下脈沖中子發(fā)生器，在其一側(cè)順序固定有兩個(gè)伽瑪射線探測器，在另一側(cè)順序固定有兩個(gè)熱中子探測器。該種脈沖中子測井儀在一次下井時(shí)，可同時(shí)完成碳氧比測井和PNN測井，同時(shí)獲得C/O與PNN兩種測井資料，增強(qiáng)了測井?dāng)?shù)據(jù)的可信度，提高了解釋油、氣、水層的符合率。
文檔編號(hào)E21B47/00GK2737945SQ200420118519
公開日2005年11月2日 申請(qǐng)日期2004年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月12日
發(fā)明者郭清生, 彭向陽, 呂俊濤 申請(qǐng)人:郭清生, 彭向陽, 呂俊濤