SMY—50碳氧比能譜測井儀原理及應(yīng)用

洪春瑞 張煒

【摘要】介紹了西部鉆探測井公司SMY-50長時效碳氧比測井儀器的組成及技術(shù)性能特點。實際推廣和應(yīng)用證明，該套儀器具有良好的一致性、重復(fù)性和穩(wěn)定性，各項技術(shù)性能參數(shù)達到油田要求，符合質(zhì)量控制標準。所測近30口井的資料解釋結(jié)果為克拉瑪依油田的老井開發(fā)提供了可靠的依據(jù)。

【關(guān)鍵詞】碳氧比能譜 測井儀器 中子發(fā)生器 非彈性散射 產(chǎn)額

SMY-50碳氧比能譜測井儀器，能夠連續(xù)長時間測井。該儀器的中子發(fā)生器使用自成靶中子管、高壓倍加器和高壓變壓器，以及部分附件裝入外徑為76mm的不銹鋼管中構(gòu)成一個密封短節(jié)，管內(nèi)充六氟化硫作為絕緣介質(zhì)。它發(fā)射的14.1MeV中子可以穿透鋼套管和水泥環(huán)，在地層中激發(fā)出伽馬射線，使用探測器記錄這些伽馬射線并對它們進行時間和能量分析，可以得到地層巖性，含油飽和度，孔隙度等信息。目前該儀器在克拉瑪依油田已經(jīng)測井近30口，取得了較好的效果。

1 SMY-50碳氧比能譜測井儀器原理

C/O測井是利用脈沖中子源向地層發(fā)射14MeV高能快中子，測量這些快中子與地層物質(zhì)的核素發(fā)生非彈性散射放出的伽馬射線的能譜的一種測井方法。高能快中子與地層中不同核素發(fā)生非彈性散射放出具有不同特征能量的伽馬射線，對其進行能量分析，就可以確定層中存在的核素和它們各自的濃度。巖石內(nèi)常見的核素中，碳和氧都具有較大的快中子非彈性散射截面，并且所產(chǎn)生的非彈性散射伽馬射線均有較高的能量。碳和氧又分別為油氣和水的很好的指示核素。所以選擇測量地層中的碳和氧產(chǎn)生的非彈性散射伽馬能譜，取其計數(shù)率比值來確定儲層的含油飽和度。

SMY-50中子發(fā)生器外殼下部接有高壓控制、陽極電源和接口控制，干擾抑制等電子線路單元組成的非密封控制和接口短節(jié)，它們組合在一起構(gòu)成中子發(fā)生器主體部件。在其上部配接屏蔽體與連接滑環(huán)，裝入外徑為90mm的2727井下儀器外殼中。

2 現(xiàn)場應(yīng)用

SMY-50碳氧比儀器已在克拉瑪依油田測井近30口，其中有12口測量段在500m以上，每井次連續(xù)工作時間超過12小時，充分體現(xiàn)了該儀器的長時效特點。

在現(xiàn)場C/O測井過程中，中子發(fā)生器的穩(wěn)定可靠性能直接影響測量的結(jié)果，現(xiàn)場采用TTLC曲線來監(jiān)測中子產(chǎn)額的穩(wěn)定性能，檢測中子產(chǎn)額是否能滿足測井要求，TTLC數(shù)值應(yīng)在1450±150n/s范圍內(nèi)，它表示碳區(qū)能量范圍內(nèi)總的計數(shù)率。如圖3所示為克拉瑪依油田陸XX井的一段測井曲線，在同一層內(nèi)，TTLC曲線非常穩(wěn)定，說明該儀器有很好的穩(wěn)定性。所測得的曲線是可靠的。在同一區(qū)塊所測的C/O曲線對比發(fā)現(xiàn)，該儀器還有很好的一致性和重復(fù)性。

不同的含油飽和度SO，C/O數(shù)值是不同的；因為地層巖性、孔隙度φ和含油飽和度 SO存在差異，所以造成了C、O核素濃度的差異，按線性體積模型，地層中碳和氧的原子密度比

3 結(jié)論

（1）目前，克拉瑪依油田已進入開發(fā)后期，找準高剩余油飽和度層段是保持油田穩(wěn)產(chǎn)的關(guān)鍵，在套管井中直接監(jiān)測儲層含油飽和度變化規(guī)律一直是測井工作的重要任務(wù)之一。SMY-50碳氧比能譜儀器有其突出的優(yōu)點。

（2）SMY-50碳氧比能譜測井儀器穩(wěn)定性能好，并有良好的一致性和重復(fù)性；適合克拉瑪依油田的需要。

（3）SMY-50碳氧比能譜測井儀器可以長時間連續(xù)測井，這對于克拉瑪依油田的某些多含油、薄地層區(qū)塊，可以連續(xù)測出多個層位的C/O曲線，進行縱向比較。

（4）SMY-50測得的C/O曲線可以確定含油飽和度、孔隙度、泥質(zhì)指數(shù)等重要參數(shù)；在油田后期老井開發(fā)過程中將發(fā)揮越來越大的作用。

參考文獻

[1] 丁次乾，礦場地球物理[M].東營：中國石油大學出版社，2002：159—162

[2] 測井學，編寫組，測井學[M].北京：石油工業(yè)出版社，1998：217—219