本技术介绍了一种考虑地层物理性质影响的元素测井标准谱获取与解谱方法及其相关设备。该方法在获取标准谱时,特别设计了一种基于混合地层的标准谱获取技术,以模拟地层物理性质变化对射线与物质相互作用的影响,从而获得更准确的地层物理性质标准谱。在解谱阶段,提出了一种基于地层物理性质对标准谱进行拟合或选择的新方法,相较于传统单一标准谱解谱方法,该方法通过建立拟合公式,根据实际探测得到的地层物理性质对标准谱进行拟合或选择,提高了元素解谱的精确度。
背景技术
随着对油气资源的深入开发,精确了解地层的岩性及矿物组成成为一个亟需解决的重要问题。元素测井能够得到地层的元素组成及孔隙度、地层密度、含油饱和度等信息,可以对地层进行精确的岩性识别,是目前唯一能通过岩石成分来识别岩性的测井方法。因此,元素测井成为了一种被广泛运用的核测井方法。
由于油气资源的消耗,对常规油气藏的勘探需求降低,需要勘探的地层环境日趋复杂,原有的测井方式不能满足需求。使用脉冲中子源的可控源测井相对于同位素测井具有诸多优势,与常规的同位素测井不同,可控源测井方法利用氘氚核聚变产生的14MeV脉冲中子进行测井,在地层中的穿透力更强,产生中子的效率更高,并且更加安全可控,在断电时不具有放射性。
脉冲中子在地层中的慢化和吸收产生的俘获伽马、非弹伽马、热中子和超热中子所携带的信息,在经过分析之后就可以得到孔隙度、密度、元素含量等地层物理性质。这些优势使其作为一种新的非常规地层勘探方式得到重视与广泛运用。
利用标准谱进行元素解谱是元素测井得到元素含量的常用方法,在可控源测井的过程中,脉冲中子源产生的14MeV中子在地层中会发生非弹性散射、弹性散射、中子俘获等反应,其中的非弹性散射和中子俘获过程会发射出能量分离的一系列伽马射线,这些伽马射线会与地层及测井仪中的原子发生相互作用,其中一部分伽马射线会进入探测器使探测器产生响应,探测器中最终得到的能谱是一条连续的曲线。元素解谱要做的是从得到的混合能谱中,利用现有的标准谱,通过某种数学方法解出各元素的俘获和非弹产额,并最终得到各元素的质量分数。
现有的通过搭建实验平台获取标准谱的方法需要使用纯度极高的地层元素的氧化物或碳酸盐标准样品,实际操作时无法完全保证使用的标准样品的纯度达标,可能因为杂质产生误差,且需要经过复杂的校正过程,会影响得到的标准谱的精度,所以常使用蒙特卡罗模拟来获取标准谱,而在使用模拟软件时为了使地层密度和中子慢化长度一致只能通过构造特殊单质地层得到标准谱,不足以体现不同地层下响应系数的变化,不利于提高解谱精度。
实现思路