第13讲脉冲中子能谱测井.pdf

 《测井新方法》 第13讲 脉冲中子能谱测井 张元中 地球物理与信息工程学院测井系  《测井新方法》 主要内容 1、中子测井物理基础 2、RMT原理与应用 3、ECS原理与应用 1.中子测井物理基础 中子测井：利用中子源照射地层 （向地层发射 中子），根据中子与地层的相互作用来研究地层 性质的一类测井方法。 主要测井方法有：中子-超热中子测井 （孔隙度 测井）、中子-热中子测井、 中子-伽玛测井、中 子活化测井、非弹性散射伽玛能谱测井、中子寿 命测井、次生伽马能谱测井(C/O)等。 1.中子测井物理基础 中子测井方法：下井仪器的中子源向地层发射 快中子；快中子在地层中运动与地层物质的原子 核发生各种作用；由探测器测量超热中子、热中 子或次生伽玛射线的强度。 主要用于岩性识别、计算孔隙度、饱和度、确 定流体的性质，生产井动态监测等。 1.中子测井物理基础 中子：原子核中不带电的中性微小粒子，与质 子以很强的核力 （核力是使核子组成原子核的作 用力，属于强相互作用的一类 ）结合在一起， 形成稳定的原子核。 中子的静止质量为一个原子质量单位 （1u=1.66 ×10-27kg ）的中性微粒，半衰期为11.7 分钟，由核反应产生。 1.中子测井物理基础 不同能量的中子与原子核作用有不同的特点， 中子按照能量进行分类。 特快中子：10MeV  50MeV 按能量 快中子：0.5MeV  10MeV 可分 中能中子：1keV  0.5MeV 慢 中子：0  1keV En0.2-10ev, 超热中子 En0.025ev, 热中子 1.中子测井物理基础 要使中子从原子核中释放出来，需要给中子一 定的能量。当中子获得大于结合能的能量时，就 能够从原子核中发射出来。 中子源：供给原子核能量，引起核反应，把中 子从原子核中释放出来的装置。 测井用两类中子源：同位素中子源；加速器中 子源。 1.中子测井物理基础 同位素中子源：镅-铍 （Am-Be ）中子源，镅衰 变产生粒子轰击铍原子核，引起铍发生核反应 释放出中子；连续发射中子 （连续中子源）。 241 4 237 Am  He  Np 95 2 93 9 4 12 1 Be  He  C  n Q 4 2 6 0 5MeV Q：反应能，核反应前后体系动能之差。 1.中子测井物理基础 加速器中子源：D-T加速器中子源，加速氘核 （D ）与轰击氚核 （T ），产生快中子。