【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及油气勘探中的测井，具体为一种脉冲中子能谱测井原子比饱和度评价方法及系统。
技术介绍
1、随着勘探开发进程的不断加深，致密储层、深水深层油气和页岩油气等非常规油气藏在勘探中占比不断加大。其中非常规储层含油饱和度的定量评价是进行储层评估、储量计算等的关键参数，对油气的勘探开发具有重要意义。针对地层含油气评价，电阻率测井、核磁共振测井已发挥了重要作用。但在低对比度油气藏、致密地层条件下，电阻率测井和核磁共振测井存在较大误差。脉冲中子测井技术通过测量高能中子与地层物质发生相互作用后产生的伽马射线，能够对地层骨架及流体组分进行识别。其中，利用脉冲中子测井技术测量次生伽马能谱的碳氧比测井技术是评价地层含油气的有效方法之一。通过选定碳和氧元素特征伽马能窗，基于能窗伽马计数比获取c/o值，结合仪器地面刻度公式，碳氧比能谱测井在套后剩余油饱和度评价方面发挥了关键作用。
2、非常规油气藏储层复杂的矿物组成、低孔渗性等特征对孔隙流体的精准识别带来的严峻的挑战，利用碳氧能窗计数比进行储层含油气性的识别存在不确定性，严重影响了储层含油饱和度的定量监测，难以满足测量需求。特别是元素特征能窗的伽马计数中其它元素康普顿效应贡献明显，导致含油饱和度评价精度低，在致密的非常规储层计算饱和度存在极大误差，且地层响应微弱，给饱和度定量评价带来了极大困难。同时，元素产额代表的是次生伽马能谱中各元素产生的伽马射线相对强度，无法反映地层介质各元素原子组成。因此，亟需提出一种基于脉冲中子能谱测井技术的饱和度评价方法，消除取窗法的高康普顿本底的影响，反
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种脉冲中子能谱测井原子比饱和度评价方法及系统，将地层元素测井方法应用于脉冲中子饱和度评价中，利用非弹伽马能谱获取地层元素原子数占比，精确计算地层各元素原子数占比，消除了元素特征能窗的伽马计数中其它元素康普顿效应贡献，实现了c/o参数的高精度测量，提高储层油水识别灵敏度。
2、本专利技术是通过以下技术方案来实现：
3、一种脉冲中子能谱测井原子比饱和度评价方法，采用一个d-t中子源、一个伽马射线探测器组成的脉冲中子饱和度测量系统，包括如下步骤：
4、步骤1，根据选定的脉冲中子饱和度测量系统参数，基于mcnp模拟和标准谱刻度井实测能谱相符合的基础，建立仪器地层模型，改变地层介质为各个元素单质，模拟得探测器各元素的净非弹伽马能谱，并将净非弹伽马能谱作为各元素单质的标准谱；
5、步骤2，利用建立的仪器底层模型，以各个元素单质中的氧元素作为基准，改变地层介质为氧元素和其它地层元素的双元素混合介质，解析模拟得到的净非弹伽马能谱获取氧元素和其它地层元素产额，利用模型中氧元素和其它地层元素原子数占比计算不同类型元素的原子数灵敏度因子；
6、步骤3，针对任意地层条件模拟的净非弹伽马能谱，解析得到各元素产额，基于地层所有元素原子数占比之和为1，建立原子数归一化闭合模型计算地层归一化因子f，利用元素产额和元素原子数灵敏度因子获取地层各元素原子数占比；
7、步骤4，根据选定的仪器地层模型设置不同孔隙度地层纯含水和纯含油条件，计算碳元素和氧元素原子数占比，得到c/o油水线方程，结合目标地层条件下获取的碳、氧原子数比值，计算得到地层含油饱和度。
8、优选的，所述脉冲中子饱和度测量系统中的探测器可以有一个或是多个。
9、优选的，建立的仪器地层模型中的地层被划分为多个环形网格栅元。
10、优选的，步骤1中，所述地层介质包括si元素、ca元素、fe元素、mg元素、s元素、c元素和o元素。
11、优选的，步骤2中，原子数灵敏度因子计算表达式如下：
12、
13、其中，si为元素i的原子数灵敏度因子，yi为双元素介质中元素i产额，ni为模型中元素i原子数占比；yo为双元素介质中氧元素产额，no为模型中氧元素原子数占比。
14、优选的，步骤2中，地层介质包括si元素和o元素、ca元素和o元素、fe元素和o元素、mg元素和o元素、s元素和o元素、c元素和o元素的双元素混合介质。
15、优选的，步骤3中，原子数归一化闭合模型表达式如下：
16、
17、地层各元素原子数占比计算公式如下：
18、
19、其中，n为元素种类，yi为元素i产额，si为元素i的原子数灵敏度因子，f为地层元素原子数归一化因子，ki为元素i原子数占比。
20、优选的，步骤4中，地层含油饱和度计算公式如下：
21、
22、其中，so为地层含油饱和度，c/om为目标地层条件下获取的碳、氧原子数比值，即kc/ko，c/oo和c/ow分别为地层纯含油和纯含水条件下碳、氧原子数比值。
23、优选的，步骤4中，地层孔隙度由0％改变至30％，每次增加5％；孔隙流体分别设置为纯含水和纯含油。
24、优选的，步骤4中，c/o油水线的计算公式分别为：
25、c/oo＝a1·φ2+b1·φ+c1；
26、c/ow＝a2·φ2+b2·φ+c2；
27、其中，c/oo和c/ow分别为地层纯含油和纯含水条件下碳、氧原子数比值，φ为地层孔隙度，a、b、c为常数系数。
28、一种脉冲中子能谱测井原子比饱和度评价系统，包括：
29、数据处理模块，用于根据选定的脉冲中子饱和度测量系统参数，基于mcnp模拟和标准谱刻度井实测能谱相符合的基础，建立仪器地层模型，改变地层介质为各个元素单质，模拟得探测器各元素的净非弹伽马能谱，并将净非弹伽马能谱作为各元素单质的标准谱；
30、第一数据计算模块，用于利用建立的仪器底层模型，以各个元素单质中的氧元素作为基准，改变地层介质为氧元素和其它地层元素的双元素混合介质，解析模拟得到的净非弹伽马能谱获取氧元素和其它地层元素产额，利用模型中氧元素和其它地层元素原子数占比计算不同类型元素的原子数灵敏度因子；
31、数据获取模块，用于针对任意地层条件模拟的净非弹伽马能谱，解析得到各元素产额，基于地层所有元素原子数占比之和为1，建立原子数归一化闭合模型计算地层归一化因子f，利用元素产额和元素原子数灵敏度因子获取地层各元素原子数占比；
32、第二数据计算模块，用于根据选定的仪器地层模型设置不同孔隙度地层纯含水和纯含油条件，计算碳元素和氧元素原子数占比，得到c/o油水线方程，结合目标地层条件下获取的碳、氧原子数比值，计算得到地层含油饱和度。
33、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益的技术效果：
34、本专利技术提供了一种脉冲中子能谱测井原子比饱和度评价方法，通过能谱数据解析的元素产额提取地层各元素原子数占比，利用mcnp模拟软件建立数值计算模型，通过建立元素原子数灵敏度因子和地层元素归一化因子f，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种脉冲中子能谱测井原子比饱和度评价方法，采用一个D-T中子源、一个伽马射线探测器组成的脉冲中子饱和度测量系统，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种脉冲中子能谱测井原子比饱和度评价方法，其特征在于，所述脉冲中子饱和度测量系统中的探测器可以有一个或是多个。
3.根据权利要求1所述的一种脉冲中子能谱测井原子比饱和度评价方法，其特征在于，建立的仪器地层模型中的地层被划分为多个环形网格栅元。
4.根据权利要求1所述的一种脉冲中子能谱测井原子比饱和度评价方法，其特征在于，步骤1中，所述地层介质包括Si元素、Ca元素、Fe元素、Mg元素、S元素、C元素和O元素。
5.根据权利要求1所述的一种脉冲中子能谱测井原子比饱和度评价方法，其特征在于，步骤2中，原子数灵敏度因子计算表达式如下：
6.根据权利要求1所述的一种脉冲中子能谱测井原子比饱和度评价方法，其特征在于，步骤2中，地层介质包括Si元素和O元素、Ca元素和O元素、Fe元素和O元素、Mg元素和O元素、S元素和O元素、C元素和O元素的双元素混合介质。
<...【技术特征摘要】
1.一种脉冲中子能谱测井原子比饱和度评价方法，采用一个d-t中子源、一个伽马射线探测器组成的脉冲中子饱和度测量系统，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种脉冲中子能谱测井原子比饱和度评价方法，其特征在于，所述脉冲中子饱和度测量系统中的探测器可以有一个或是多个。
3.根据权利要求1所述的一种脉冲中子能谱测井原子比饱和度评价方法，其特征在于，建立的仪器地层模型中的地层被划分为多个环形网格栅元。
4.根据权利要求1所述的一种脉冲中子能谱测井原子比饱和度评价方法，其特征在于，步骤1中，所述地层介质包括si元素、ca元素、fe元素、mg元素、s元素、c元素和o元素。
5.根据权利要求1所述的一种脉冲中子能谱测井原子比饱和度评价方法，其特征在于，步骤2中，原子数灵敏度...
【专利技术属性】
技术研发人员：鲁保平，褚庆军，葛云龙，秦晓红，孙建平，秦力，王江波，孙玲，李晓，岳爱忠，何绪新，李文博，贺柳琼，王树声，王虎，樊云峰，安旅行，闫水浪，陈绪涛，郭广鎏，刘青，李兵，徐涛，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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