电缆测井用氘氘可控源补偿中子测井仪器制造技术

本实用新型专利技术涉及电缆测井用氘氘可控源补偿中子测井仪器。该测井仪器包括：氘氘中子源，向地层发射快中子；针对氘氘中子源的中子探测器，用于探测经地层减速后散射回井眼的热中子信号，包括离中子源距离较远的长源距氦3中子探测器和离中子源距离较近的短源距氦3中子探测器，其中源距及响应关系针对氘氘中子源的中子能量和角分布而设置且其气压和大小针对氘氘中子源的中子能量被设置；以及信号处理器，对所探测的信号进行预处理，并基于来自中子源的实时反馈而实时控制中子源的参数本实用新型专利技术采用氘氘型中子源，从根本上避免传统化学源、装卸源、运输、卡源等对人和环境的危害并且降低了环保成本。

【技术实现步骤摘要】

本技术主要涉及电缆测井，更具体地涉及用于探测地层孔隙度和识别地层岩性的电缆测井用测井仪器。
技术介绍
在核测井系列中，补偿中子测井是有效的确定储层孔隙度，识别地层岩性的关键测井手段。传统的补偿中子测井仪器多使用Am-Be或Pu-Be强同位素化学中子源，发射的快中子被地层氢核散射后损失能量后，被两个不同源距的探测器探测，根据记数率的比值得到地层含氢指数，从而得到储集层的孔隙度。随着石油行业HSE成本急剧上升，“无源测井”呼声强烈，美国国家科学院在其2008年度的有关辐射源的使用与替换的专题报告中强调对化学放射源的更加严格的限制。在中国2005年12月I日国务院第449号令《放射性同位素与射线装置安全和防护条例》开始施行。放射性测井必须全面、优先加强和完善HSE体系建设。
技术实现思路
为了解决上述问题，本技术提供了一种电缆测井用氘氘可控源补偿中子测井仪器，用于通过电缆测井来测量地层孔隙度。根据本技术的一个方面，提供了一种电缆测井用氘氘可控源补偿中子测井仪器，包括:氘氘2.5MeV中子源，用于向地层发射快中子；针对氘氘2.5MeV中子源的中子探测器，用于探测经地层减速后散射回井眼的热中子信号，其中所述中子探测器包括离所述氘氘2.5MeV中子源距离较远的长源距氦3中子探测器和离所述氘氘2.5MeV中子源距离较近的短源距氦3中子探测器，其中所述长源距氦3中子探测器和所述短源距氦3中子探测器的源距及响应关系针对氘氘2.5MeV中子源的中子能量和角分布而设置以达到最佳的地层孔隙度分辨率，并且所述长源距氦3中子探测器和所述短源距氦3中子探测器的气压和大小针对氘氘2.5MeV中子源的中子能量被设置以达到最佳的探测效率；以及信号处理器，用于对所探测的信号进行预处理，并且基于来自氘氘2.5MeV中子源的实时反馈而实时控制氘氘2.5MeV中子源的参数。此外，所述测井仪器还设置有针对氘氘2.5MeV中子源的中子能量和角分布进行优化的前屏蔽体和隔离屏蔽体，以阻挡轴向中子的探测。本技术采用氘氘型中子源，可从根本上避免传统化学源、装卸源、运输、卡源等对人和环境的危害，并且降低了环保成本。本技术充分利用一支可实时监控、控制的氘氘反应加速器中子源，一对中子探测器，包括一个长源距氦3探测器和一个短源距氦3探测器，以及屏蔽体，配合前放、高压、处理等电路，通过一对探测器计数的比值，经过环境校正，得到地层的孔隙度。【附图说明】为了更清楚地说明本技术的原理，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中:图1示出根据本技术的实施例的电缆测井用氘氘可控源补偿中子测井仪器的功能框图。图2示出根据本技术的实施例的电缆测井用氘氘可控源补偿中子测井原理框图。图3示出根据本技术的实施例的电缆测井用氘氘可控源补偿中子测井仪器的剖面图。【具体实施方式】以下阐述的实施例表示使得本领域技术人员能够实现本技术的必要信息。在根据附图阅读说明书之后，本领域的技术人员将理解本技术的原理，并将意识到这些原理的应用并不特定于此处所述。应该理解，这些原理和应用落入本公开和所附权利要求书的范围内。本技术采用氘氘中子发生器来取代目前的Am-Be或Pu-Be同位素中子源。氘氘中子发生器可相当于一个小型加速器，当其处于工作状态时即可产生2.5MeV的快中子，在测井结束后不供电时则不会有放射性射线产生，从根本上克服了化学源的各种缺点。此夕卜，本技术能够基于中子源的反馈来调节中子源的参数以便更好地实现测井目的。现结合附图来对本技术作进一步描述。参照附图1，图1示出根据本技术的实施例的电缆测井用氘氘可控源补偿中子测井仪器10的功能框图。该氘氘可控源补偿中子测井仪器10包括氘氘2.5MeV中子源12、针对氘氘2.5MeV中子源的中子探测器14和信号处理器18。所述氘氘2.5MeV中子源12例如可以是氘氘反应加速器中子源，并且例如以脉冲方式向地层发射快中子。所述中子探测器14探测经地层减速后散射回井眼的热中子信号，以便例如对热中子数进行计数。所述信号处理器18对所探测到的信号进行预处理以发送到地面计算机进行进一步处理，并且基于来自氘氘2.5MeV中子源的实时反馈而实时发送控制命令至氘氘2.5MeV中子源以调节氘氘2.5MeV中子源的参数，其中该信号处理器18例如可以通过处理器、微处理器、可编程逻辑器件等实现。优选地，所述氘氘可控源补偿中子测井仪器10还包括前置放大器16，用于放大由中子探测器14所探测的热中子信号并且将经放大的信号发送到信号处理器18。所述前置放大器16例如可以包括电荷灵敏和微分放大电路、比较甄别电路、脉冲整形电路等(未示出)。优选地，所述中子探测器14包括离所述氘氘2.5MeV中子源距离较远的长源距氦3中子探测器和离所述氘氘2.5MeV中子源距离较近的短源距氦3中子探测器(未示出)，所述长源距氦3中子探测器和短源距氦3中子探测器有助于测量热中子计数率的比值以反映地层中的含氢指数，经过环境校正，得到地层的孔隙度，其中所述长源距氦3中子探测器和所述短源距氦3中子探测器的源距及响应关系针对氘氘2.5MeV中子源的中子能量和角分布而设置以达到最佳的地层孔隙度分辨率，并且所述长源距氦3中子探测器和所述短源距氦3中子探测器的气压和大小针对氘氘2.5MeV中子源的中子能量被设置以达到最佳的探测效率。相应地，前置放大器16包括分别用于长源距氦3中子探测器和短源距氦3中子探测器的第一路前置放大电路和第二路前置放大电路(未示出)，并且每一路前置放大电路都包括各自的电荷灵敏和微分放大电路、比较甄别电路、脉冲整形电路等。优选地，在所述氘氘可控源补偿中子测井仪器10中，在所述氘氘2.5MeV中子源距离与短源距氦3中子探测器之间以及在所述长源距氦3中子探测器和短源距氦3中子探测器之间都放置屏蔽体用于中子屏蔽，以减少所述长源距氦3中子探测器和短源距氦3中子探测器受到仪器内部中子的影响，从而更好地反映地层孔隙性质。优选地，氘氘2.5MeV中子源的电压、粒子源束流、占空比中的至少一个能够被反馈并调节。参考图2，图2示出根据本技术的实施例的电缆测井用氘氘可控源补偿中子测井仪器200的原理框图。在图2中，201为针对氘氘2.5MeV中子源的短源距氦3中子探测器，202为针对氘氘2.5MeV中子源的长源距氦当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电缆测井用氘氘可控源补偿中子测井仪器，包括：氘氘中子源，用于向地层发射快中子；针对氘氘中子源的中子探测器，用于探测经地层减速后散射回井眼的热中子信号，其中所述中子探测器包括离所述氘氘中子源距离较远的长源距氦3中子探测器和离所述氘氘中子源距离较近的短源距氦3中子探测器，其中所述长源距氦3中子探测器和短源距氦3中子探测器均针对氘氘中子源的中子能量和角分布进行优化；以及信号处理器，用于对所探测的信号进行预处理，并且基于来自氘氘中子源的实时反馈而实时控制氘氘中子源的参数。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：裴宇阳，白庆杰，王威，闫俊杰，
申请(专利权)人：中国石油集团长城钻探工程有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11