套管井剩余油饱和度测井新技术.ppt

套管井剩余油饱和度测井新技术 张 锋 中国石油大学（华东） 联系电话 0546－8390251（小灵通） E-mail: 测井技术在石油勘探开发过程中处于举足轻重的地位。目前国内注水开发的储量已占可开采储量的90%以上，受注水影响的产量已占总产量的80%，综合含水率在85%以上。多年注水后油田的地下油气层岩性、物性、含油（水）性、电、声特性都发生了较大的变化，因此新的测井方法和技术识别水淹层、确定剩余油饱和度及其分布十分迫切。 目前国内外应用饱和度测井、进行储层剩余油饱和度监测的方法主要是C/O能谱测井、热中子寿命测井和过套管电阻率测井。 套管井剩余油饱和度的测井新技术主要有脉冲中子衰减-能谱测井仪(PND-S)、储层饱和度测井仪（RST）、储层监测仪（RMT）和脉冲中子中子测井仪（PNN），以及脉冲中子油藏动态监测仪（RPM）和过套管电阻率测井仪（CHFR） 。 利用C/O能谱测井和热中子寿命测井时测井基础理论、谱数据处理方法、地层的适应性及测井响应、各种因素对测井响应的影响和影响因素的校正是确定高含水储层饱和度的关键所在。 一、脉冲中子饱和度测井基础理论 快中子与地层中的靶核发生反应后，处于激发态的靶核常常以发射伽马射线的方式放出激发能而回到基态，由此产生的伽马射线称为非弹性散射伽马射线。中子的能量必须大于靶核的最低激发能级才能发生非弹性散射。 同位素中子源发射的中子能量低，超过阈能的中子所占的比例很小，引起非弹性散射核反应的几率小。但中子发生器发射的14Mev的中子射入地层后，在最初的10-8—10-7秒的时间间隔里，中子的非弹性散射占支配地位，发射的伽马射线几乎全部为非弹性散射伽马射线。 快中子除与原子核发生非弹性散射外，还能与某些元素的原子核发生(n,a) 、(n, p)和(n,γ) 核反应。其中，由快中子引起的(n, γ)反应截面非常小，在放射性测井中没有实际意义。而(n,a) 和(n, p)的反应截面都比较大，并且中子的能量越高反应截面越大。 由这些核反应产生的新原子核，有些是放射性核素，以一定的半衰期衰变，并发射或粒子。活化核裂变时放出的伽马射线称为次生活化伽马射线。 所谓弹性散射，是指中子和原子核发生碰撞后，系统的总动能不变，中子所损失的动能全转变成反冲核的动能，而反冲核仍处于基态。 弹性散射一般发生在14Mev的中子进入地层以后10-6～10-3秒之间。至于同位素中子源发射的中子，因其能量只有几个百万电子伏，所以其减速过程一开始就是以弹性散射为主。 中子从初始能量减速为热中子（0.025MeV）所需平均碰撞次数叫热化碰撞次数。 快中子减速为热中子后，与物质的相互作用不再是减速,而是在地层中的扩散。热中子在介质中的扩散与气体分子的扩散相类似，即从热中子密度（单位体积中的热中子数）大的区域向密度小的区域扩散，直到被介质的原子核俘获为止。 描述这个过程的主要参数有： ①岩石的宏观俘获截面Σ，即1厘米3的介质中所有原子核微观俘获截面的总和，单位为厘米-1。 ②热中子寿命τ，即中子在岩石中从变为热中子的时刻起到被吸收的时刻止，所经过的平均时间。 中子寿命测井（NLL）也叫热中子衰减时间测井（TDT），是脉冲中子测井中最常用的一种，记录的是热中子在地层中的寿命τ。 ①若矿物骨架或孔隙流体是由一种化合物组成的，则其热中子宏观俘获截面为: 式中：ρ为物质的密度，克/厘米3； M 为物质的克分子量，克/克分子； Ci 为每个分子中第i种核的个数； δi为第i种原子核的热中子微观俘获截面，单位为巴（即10-24厘米2）； n为该物质的分子是由几种原子核组成的。 ②若地层孔隙流体为地层水、原油和天然气的混合物，则按其体积比可以计算Σ值。 对于纯地层来说，其总的宏观俘获截面为 当地层含有泥质时公式变为 现代的中子寿命测井仪安有两个探测器，叫双探测器或双源距寿命测井仪，测井时记录下列曲线： （1）用短源距（普通源距）探测器测量门I、门II和门III(背景值)计数率，分别记作N1、N2和N3 ； （2）用长源距探测器测量门I、门II和门III计数率F1 F2和F3 （背景值）； （3）由短源距探测器计数率导出地层热中子宏观俘获截面； （4）由短源距探测器求出地层中子寿命； （5）由两个探测器测得的门I净计数率（扣除了本底的计数率）求出比值曲线： (1)井的影响； (2)侵入带的影响； (3)地层厚度的影响； (4)背景值（本底值）的影响；