【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种综合次生伽马射线与热中子分布的套后含油饱和度评价方法，主要用于评价油井投产一段时间后的套后含油饱和度，测井仪器利用同位素中子源向地层中发射快中子，从而在井下诱发俘获次生伽马射线，再利用热中子探测器与闪烁晶体探测器探测不同源距处的热中子计数与俘获伽马计数，以此建立新的套后含油饱和度评价参数。通过蒙特卡罗数值模拟技术对建立的评价参数的主要影响因素进行分析，明确其响应特征，并构造多个影响因素校正图版。再通过实际测井资料建立交会图来标定待解释井的套后含油饱和度解释图版，实现油田套后含油饱和度的准确评价，为油田中后期开发方案的设计提供关键数据，助力老井挖潜，提高油田采收率。
技术介绍
1、套后含油饱和度对中后期油田的开发具有重要意义，它可以有效指导潜力层的挖掘与开发方案的优化。但受限于油井完井方式、井眼流体以及套管和水泥环的影响，传统电法测井评价含油饱和度的方式已不再适用。放射性测井作为一种有效的测井方法已在各类常规、非常规储层的套后含油饱和度评价中发挥着重要的作用。这主要是由于仪器中子源发射的快中子可以穿过套管和水泥环进入地层，并与地层元素原子核发生核反应产生次生伽马射线，通过监测次生伽马射线的能量分布(能谱)或者射线的衰减特征(时间谱)可以反映储层的套后含油饱和度，这也是目前常用的碳氧比测井和中子寿命测井的基本原理。
2、碳氧比测井使用从非弹性散射伽马能谱中提取的碳窗伽马计数与氧窗伽马计数的比值来评估套管的含油饱和度。在油层和水层响应包络线之间进行插值，将碳氧比值转换为套后含油饱和度。虽然碳氧比测井对地层
3、为了解决现有套后饱和度评价中的技术瓶颈，本专利技术提出了一种综合次生伽马射线和热中子分布的套后含油饱和度评价新方法。利用伽马探测器计数与热中子探测器计数间的比值来反映油层和水层之间的差异。该方法不需要额外的能谱和时间谱处理来提取解释参数，具有较高的统计精度。通过蒙特卡罗数值模拟技术建立不同地层条件影响因素下的油水层响应包络线作为校正图版。再结合储层地质条件对油水层响应包络线进行合理校正，并通过实际测井数据建立交会图对校正后的包络线进行标定获得解释图版，最后利用解释图版来对套后含油饱和度进行定量评价。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种综合次生伽马射线与热中子分布的套后含油饱和度评价方法，主要用于对套后含油饱和度进行评价，为油田中后期开发提供参考数据。大部分核测井技术的探测器响应基础是玻尔兹曼输运方程。该方程描述了中子在地层介质中的输运规律，表示了单位体积中的中子数与中子输运方向，介质吸收、散射截面，中子能量等参数的关系。但在一些复杂的情况下，玻尔兹曼输运方程是难以解析求解的。因此，扩散近似这种合理的简化方法可以降低问题的复杂性。在此前提下，对于无限介质中的点源，距离源r处的热中子通量(当r足够大时)可表示为：
2、
3、式中：s0是源强，表示中子源单位时间内发射的中子数；le是中子减速长度；lt是热中子扩散长度；dt是热中子扩散系数。
4、在扩散过程中，介质中的原子核可以俘获热中子并释放俘获次生伽马射线。距离中子源r处的次生伽马射线的强度可表示为：
5、
6、式中：μ是线性衰减系数；i是俘获一个热中子释放的平均伽马光子数；ei是反常积分函数，表示为
7、从次生伽马射线和热中子的分布规律可以看出测井仪器中的热中子探测器和伽马探测器的响应是由地层介质中的中子-光子耦合输运过程决定的，这意味着综合热中子和次生伽马射线的分布可以反映地层属性，如含油饱和度。附图1为地层中中子和中子诱发的次生伽马射线输运示意图，伽马探测器计数与热中子探测器计数的比值可表示为：
8、
9、式中：r1和r2是仪器中伽马探测器和热中子探测器的源距。
10、因为热中子扩散系数所以rgn可以表示为：
11、
12、可以看出，在给定的源距条件下，对于一定的地层介质组成，rgn与地层俘获截面∑t成正比。虽然由式(4)可以看出rgn也与减速长度le和线性衰减系数μ有关，但总体而言，储层孔隙中的油水含氢指数相近，而且轻微的密度偏差对μ影响不大，这也使得rgn的变化可以反映孔隙流体相含量。对于水层来说，在一定孔隙度下，氯含量越高，俘获截面相比油层越大，因此rgn是确定套后含油饱和度的一个潜在合理参数。
13、为了达到准确评价套后含油饱和度的目的，一种综合次生伽马射线与热中子分布的套后含油饱和度评价方法其特征在于包括以下步骤：
14、step 1：实际的测井仪器包含两个热中子探测器以及一个伽马探测器。为了充分利用长、短源距热中子探测器的数据，定义解释参数为伽马计数与长源距热中子计数比值和伽马计数与短源距热中子计数比值的乘积：
15、
16、式中：rnf是本专利技术定义的解释参数；rn是伽马探测器计数与短源距热中子探测器计数的比值；rf是伽马探测器计数与长源距热中子探测器计数的比值；cnγ，cnn和cfn分别为伽马计数，短源距热中子计数和长源距热中子计数。基于前述理论，在一定的含油饱和度下，rnf随孔隙度的响应可以近似为二次函数。原因在于储层俘获截面可以看作是含油饱和度的线性函数：
17、∑＝∑ma(1-φ-vsh)+∑w(1-so)φ+∑hsoφ+∑shvsh (6)
18、式中：∑是地层宏观俘获截面；∑ma，∑w，∑h，∑sh分别是骨架、地层水、原油和泥质的俘获截面；φ是孔隙度；so是含油饱和度；vsh是泥质含量。
19、虽然减速长度le也会影响rnf，尤其是在低孔隙度时。但由于减速长度le随着孔隙度的增加而呈指数衰减，其影响程度会逐渐降低，而俘获截面的影响程度则会不断升高。
20、step 2：由于不同的地层组分与井眼环境会影响地层俘获截面与减速长度，因此通过蒙特卡罗数值模拟技术研究不同地层组分与井眼环境下的油水层响应包络线是必要的，通过建立多个校正图版实现根据实际井条件对油水层响应包络线进行校正，对准确确定套管含油饱和度具有重要意义。为此，建立不同地层和井眼参数的模拟模型，分析地层水矿化度、岩性、泥质含量、井眼尺寸、井眼流体矿化度本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种综合次生伽马射线与热中子分布的套后含油饱和度评价方法其特征在于所述方法包括以下步骤：
【技术特征摘要】
1.一种综合次生伽马射线与热中子分布的套后含油...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨国锋，陈猛，刘向君，刘国权，刘东明，陈强，吴晓龙，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。