一種地層元素俘獲伽馬能譜的測量裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術提供了一種地層元素俘獲伽馬能譜的測量方法及裝置，屬于油氣勘探測井技術領域。所述方法包括：根據待測樣品的中子俘獲截面對中子源進行慢化；在經過所述慢化的中子源與所述待測樣品的原子核發生作用的熱中子通量達到預定值的位置，測量獲得所述待測樣品的標準俘獲伽馬能譜。本發明專利技術通過針對不同待測樣品的中子俘獲截面對中子源進行慢化，進而測量獲得待測樣品的元素俘獲伽馬能譜，能夠獲得具有較高準確性的多種地層元素俘獲伽馬能譜。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種地層元素俘獲伽馬能譜的測量方法及裝置，屬于油氣勘探測井

技術介紹
核測井技術是隨著當代核技術的發展以及石油、煤炭、地質礦產等對核測井技術發展的需要而迅速發展起來的尖端測井技術之一。從測量地層天然放射性的自然伽馬測井到求取鈾、釷和鉀含量的自然伽馬能譜測井，再到地球化學測井(GeochemicalLogging)，直至目前測量地層元素熱中子俘獲譜的元素俘獲測井(ElementalCaptureSpectroscopy，簡稱ECS)，為解決復雜儲層巖性識別、計算巖石骨架密度、確定儲層物性參數、研究沉積環境和地層對比等問題提供了有效的解決方案。元素俘獲能譜測井解釋的核心是首先利用各元素標準譜對地層原始測量譜進行刻度，通過解譜獲得各種元素的產額；其次，基于“氧閉合”原理將元素的產額轉化為組成地層巖石的各元素重量百分含量；最后，通過建立地層元素與地層礦物之間的轉換關系，將元素的重量百分含量換算成各種礦物的重量百分含量，實現巖性識別和巖石骨架參數計算的目的。而元素俘獲能譜測井的關鍵技術難點在于如何在實驗室模擬測井條件下準確獲得各種元素標準俘獲伽馬能譜，進而對地層原始測量譜進行刻度，這是建立元素俘獲能譜測井完整處理解釋方法的基本所在。但是在現有技術中，只有對硅、鈣、鐵和鈦等單個元素的標準俘獲伽馬能譜的測量方法，而這些譜線與國際原子能機構核數據庫中提供的標準數據相差較大。
技術實現思路
本專利技術為解決現有的元素俘獲伽馬能譜測量方法存在的準確性較差的問題，進而提出了一種地層元素俘獲伽馬能譜的測量方法及裝置，具體包括如下的技術方案：一種地層元素俘獲伽馬能譜的測量方法，包括：根據待測樣品的中子俘獲截面對中子源進行慢化；在經過所述慢化的中子源與所述待測樣品的原子核發生作用的熱中子通量達到預定值的位置，測量獲得所述待測樣品的標準俘獲伽馬能譜。在本專利技術所述的地層元素俘獲伽馬能譜的測量方法中，所述方法還包括：通過預定的數值模擬算法對所述待測樣品進行模擬計算，并獲得模擬測量結果；通過國際原子能機構的核數據對測量獲得的標準俘獲伽馬能譜和/或所述模擬測量結果進行驗證。在本專利技術所述的地層元素俘獲伽馬能譜的測量方法中，根據待測樣品的中子俘獲截面對中子源進行慢化包括：對于中子俘獲截面大于預定值的待測樣品，將所述中子源進行慢化屏蔽。在本專利技術所述的地層元素俘獲伽馬能譜的測量方法中，根據待測樣品的中子俘獲截面對中子源進行慢化包括：對于中子俘獲截面小于預定值的待測樣品，將所述中子源的中子輻射范圍內的所述待測樣品進行慢化屏蔽。在本專利技術所述的地層元素俘獲伽馬能譜的測量方法中，對所述待測樣品進行慢化包括：通過預定材料對所述中子源進行屏蔽。在本專利技術所述的地層元素俘獲伽馬能譜的測量方法中，測量獲得所述待測樣品的標準俘獲伽馬能譜包括：測量獲得所述熱中子通量達到預定值的位置的本底伽馬能譜以及將所述待測樣品放置在所述熱中子通量達到預定值的位置的綜合伽馬能譜；從所述綜合伽馬能譜中扣除所述本底伽馬能譜，獲得所述待測樣品的標準俘獲伽馬能譜。一種用于上述任一個實施例所述的地層元素俘獲伽馬能譜的測量方法的測量裝置，包括：測量主體、第一慢化屏蔽體、待測樣品臺、探測器、數據采集處理模塊和數據分析模塊；所述第一慢化屏蔽體、待測樣品臺和探測器設置在所述測量主體內，所述第一慢化屏蔽體用于慢化中子源輻射的中子，所述待測樣品臺設置在所述第一慢化屏蔽體的射線出口處，所述探測器用于獲取所述待測樣品的瞬發伽瑪能譜數據，所述數據采集處理模塊用于采集并處理所述探測器獲取的瞬發伽瑪能譜數據，所述數據分析模塊用于對所述瞬發伽瑪能譜數據進行分析并獲得所述待測樣品的標準俘獲伽馬能譜。在本專利技術所述的地層元素俘獲伽馬能譜的測量裝置中，所述第一慢化屏蔽體包括慢化層、屏蔽層和固定層，所述慢化層用于包裹中子源，所述屏蔽層包裹在所述慢化層外側，所述固定層包裹在所述屏蔽層的外側，在所述慢化層的射線出口處設置有Al慢化層，在所述第一慢化屏蔽體的外側與所述探測器相對應的位置還設置有屏蔽體。一種用于上述任一個實施例所述的地層元素俘獲伽馬能譜的測量方法的測量裝置，包括：測量主體、第二慢化屏蔽體、探測器、數據采集處理模塊和數據分析模塊；所述第二慢化屏蔽體和探測器設置在所述測量主體內，所述第二慢化屏蔽體用于承載待測樣品及慢化中子源輻射的中子，所述探測器用于獲取所述待測樣品的瞬發伽瑪能譜數據，所述數據采集處理模塊用于采集并處理所述探測器獲取的瞬發伽瑪能譜數據，所述數據分析模塊用于對所述瞬發伽瑪能譜數據進行分析并獲得所述待測樣品的標準俘獲伽馬能譜。在本專利技術所述的地層元素俘獲伽馬能譜的測量裝置中，在所述測量主體內還設置有防護墻，所述防護墻用于對所述數據采集處理模塊進行放射隔離保護。本專利技術的有益效果是：通過針對不同待測樣品的中子俘獲截面對中子源進行慢化，進而測量獲得待測樣品的元素俘獲伽馬能譜，能夠獲得具有較高準確性的多種地層元素俘獲伽馬能譜。附圖說明圖1是以示例的方式示出了地層元素俘獲伽馬能譜的測量方法的流程圖。圖2是實施例一所述的地層元素俘獲伽馬能譜的測量方法的流程圖。圖3是實施例一所述的地層元素俘獲伽馬能譜的測量裝置的結構圖。圖4為一可選實施例提供的井筒壓力計算方法流程圖。圖5是實施例一提供的實際測量出的各元素標準俘獲伽馬能譜的結果示意圖，其中的橫坐標表示伽馬能量，單位為MeV，縱坐標表示相對計數率。圖6是實施例二所述的地層元素俘獲伽馬能譜的測量方法的流程圖。圖7是實施例二所述的地層元素俘獲伽馬能譜的測量裝置的結構圖。圖8是實施例二所述的地層元素俘獲伽馬能譜的測量方法的流程圖。圖9是實施例三所述的采用數值模擬的方法對各元素的俘獲伽馬能譜進行模擬計算的方法流程圖。圖10是實施例三提供的通過該數值模擬算法獲得的模擬測量結果示意圖，其中的橫坐標表示伽馬能量，單位為MeV，縱坐標表示相對計數率。圖11是實施例三提供的Fe元素的測量獲得的標準俘獲伽馬能譜和模擬測量結果與國際原子能機構核數據中的Fe元素的標準數據對比結果，其中的橫坐標表示伽馬能量，單位為MeV，縱坐標表示相對計數率。具體實施方式在本領域的現有技術中，并沒有各種常見造巖礦物在測井條件下的標準俘獲伽馬能譜測量結果被公開。盡管一些研究結果顯示其已經在實驗室建立了幾種元素(如硅、鈣、鐵)的測量方案和試驗方法，但整體缺乏系統性且經對比發現這些研本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種地層元素俘獲伽馬能譜的測量方法，其特征在于，包括：根據待測樣品的中子俘獲截面對中子源進行慢化；在經過所述慢化的中子源與所述待測樣品的原子核發生作用的熱中子通量達到預定值的位置，測量獲得所述待測樣品的標準俘獲伽馬能譜。

【技術特征摘要】
1.一種地層元素俘獲伽馬能譜的測量方法，其特征在于，包括：
根據待測樣品的中子俘獲截面對中子源進行慢化；
在經過所述慢化的中子源與所述待測樣品的原子核發生作用的熱中子通量達到
預定值的位置，測量獲得所述待測樣品的標準俘獲伽馬能譜。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括：
通過預定的數值模擬算法對所述待測樣品進行模擬計算，并獲得模擬測量結果；
通過國際原子能機構的核數據對測量獲得的標準俘獲伽馬能譜和/或所述模擬測
量結果進行驗證。
3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，根據待測樣品的中子俘獲截面對中
子源進行慢化包括：
對于中子俘獲截面大于預定值的待測樣品，將所述中子源進行慢化屏蔽。
4.如權利要求1所述的方法，其特征在于，根據待測樣品的中子俘獲截面對中
子源進行慢化包括：
對于中子俘獲截面小于預定值的待測樣品，將所述中子源的中子輻射范圍內的所
述待測樣品進行慢化屏蔽。
5.如權利要求4所述的方法，其特征在于，對所述待測樣品進行慢化包括：
通過預定材料對所述中子源進行屏蔽。
6.如權利要求3或4所述的方法，其特征在于，測量獲得所述待測樣品的標準
俘獲伽馬能譜包括：
測量獲得所述熱中子通量達到預定值的位置的本底伽馬能譜以及將所述待測樣
品放置在所述熱中子通量達到預定值的位置的綜合伽馬能譜；
從所述綜合伽馬能譜中扣除所述本底伽馬能譜，獲得所述待測樣品的標準俘獲伽
馬能譜。
7.一種用于如權利要求1至6任意一項所述的地層元素俘獲伽馬能譜的測量方
法的測量裝置，其特征在于，包括：測量主體、第一慢化屏蔽體...

【專利技術屬性】
技術研發人員：武宏亮，李寧，蘭長林，馮周，馮慶付，王克文，
申請(專利權)人：中國石油天然氣股份有限公司，
類型：發明
國別省市：北京;11