一种地层元素测井中净非弹性散射伽马能谱的获取方法
【专利摘要】本发明提供了一种地层元素测井中净非弹性散射伽马能谱的获取方法，该方法包括以下步骤：根据测井资料获取目标地层的非弹性散射伽马能谱和俘获伽马能谱，其中非弹性散射伽马能谱包含俘获辐射反应的影响；利用已知地层内的元素的特征俘获伽马射线的特征将所述包含俘获辐射反应影响的非弹性散射伽马能谱进行分段，并为每个能谱分段设置对应的扣除系数；根据每个能谱分段的扣除系数与对应能谱分段的俘获伽马能谱乘积所确定的扣除量，从对应能谱分段的非弹性散射伽马能谱中扣除俘获辐射反应的影响，以得到所述目标地层的净非弹性散射伽马能谱。通过本发明可获得更为纯净的非弹性散射伽马能谱。
【专利说明】一种地层元素测井中净非弹性散射伽马能谱的获取方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及地球物理测井【技术领域】，尤其是涉及一种地层元素测井中净非弹性散 射伽马能谱的获取方法。
【背景技术】
[0002] 地层元素测井是通过测量中子源向地层发射的中子与地层元素原子核反应产生 的伽马能谱，利用谱解析方法获取地层元素的相对产额，进而将元素相对产额转换为元素 含量，可对地层进行更加精细的描述，为复杂储层及非常规油气储层测井评价提供一种有 效手段。
[0003] 利用俘获伽马能谱的地层元素测井技术（如斯伦贝谢公司的ECS、哈里伯顿公司 的GEM)可以获取地层的514 6、0&、5、11、6(1等元素含量。但是，对于评价地层有机碳含量 的碳元素、区分石灰岩和白云岩的镁元素等关键地层元素，由于这些元素的俘获辐射反应 截面比较低，利用俘获伽马能谱的地层元素测井技术不能获取这些元素的含量。因此，需要 利用非弹性散射伽马能谱获取碳、镁等关键元素含量。
[0004] 中子源发射的快中子进入地层以后，在最初的0. 01-0. 1微秒内非弹性散射反应 占支配地位，随后随着中子减速成热中子可与地层发生俘获辐射反应。利用脉冲中子源的 地层元素测井中，非弹性散射伽马能谱是在中子发射脉冲内记录，且中子源的脉冲宽度一 般为几十微秒，所以记录的非弹性散射伽马能谱受俘获辐射反应的影响而包含一定的俘获 伽马射线成分。在利用对非弹性散射伽马能谱解析获取元素含量之前，需扣除记录的非弹 性散射伽马能谱中俘获辐射反应的影响，从而提高地层元素含量的确定精度。目前对净非 弹性散射伽马能谱获取方法的研究主要有固定扣除系数法和减氢峰法，但是都是针对碳氧 比测井。利用目前技术获取的净非弹性散射伽马能谱，整个能谱段都采用一个扣除系数，在 不该扣除俘获辐射影响的能谱段过多扣除或在应该扣除的能谱段未充分扣除，导致获取的 净非弹性散射伽马能谱与理论净非弹性散射伽马能谱相关性太低，用于能谱解析获取元素 含量精度不够。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于提供一种地层元素测井中净非弹性散射伽马能谱的获取方法， 以获取更为纯净的非弹性散射伽马能谱。
[0006] 为达到上述目的，本发明提供了一种地层元素测井中净非弹性散射伽马能谱的获 取方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0007] 根据测井资料获取目标地层的非弹性散射伽马能谱和俘获伽马能谱，其中非弹性 散射伽马能谱包含俘获辐射反应的影响；
[0008] 利用已知地层内的元素的特征俘获伽马射线的特征将所述包含俘获辐射反应影 响的非弹性散射伽马能谱进行分段，并为每个能谱分段设置对应的扣除系数；
[0009] 根据每个能谱分段的扣除系数与对应能谱分段的俘获伽马能谱乘积所确定的扣 除量，从对应能谱分段的非弹性散射伽马能谱中扣除俘获辐射反应的影响，以得到所述目 标地层的净非弹性散射伽马能谱。
[0010] 优选的，所述利用已知地层内的元素的特征俘获伽马射线的特征将所述包含俘获 辐射反应影响的非弹性散射伽马能谱进行分段具体包括：
[0011] 根据不同地层模型以及热中子与不同元素原子核发生俘获辐射反应产生特征伽 马射线的能谱段范围不同对所述包含俘获辐射反应影响的非弹性散射伽马能谱进行分段。
[0012] 优选的，所述为每个能谱分段设置对应的扣除系数，具体包括：
[0013] 根据利用数值模拟方法得到的预设的地层模型的非弹性散射伽马能谱、俘获伽马 能谱以及不包含俘获辐射反应影响的非弹性散射伽马能谱，确定每个能谱分段的扣除系 数。
[0014] 优选的，所述根据每个能谱分段的扣除系数与对应能谱分段的俘获伽马能谱乘积 所确定的扣除量，从对应能谱分段的非弹性散射伽马能谱中扣除俘获辐射反应的影响，以 得到所述目标地层的净非弹性散射伽马能谱，具体包括：
[0015] 根据公式
【权利要求】
1. 一种地层元素测井中净非弹性散射伽马能谱的获取方法，其特征在于，包括以下步 骤： 根据测井资料获取目标地层的非弹性散射伽马能谱和俘获伽马能谱，其中非弹性散射 伽马能谱包含俘获辐射反应的影响； 利用已知地层内的元素的特征俘获伽马射线的特征将所述包含俘获辐射反应影响的 非弹性散射伽马能谱进行分段，并为每个能谱分段设置对应的扣除系数； 根据每个分段的扣除系数与对应能谱分段的俘获伽马能谱乘积所确定的扣除量，从对 应能谱分段的非弹性散射伽马能谱中扣除俘获辐射反应的影响，以得到所述目标地层的净 非弹性散射伽马能谱。
2. 根据权利要求1所述的获取方法，其特征在于，所述利用已知地层内的元素的特征 俘获伽马射线的特征将所述包含俘获辐射反应影响的非弹性散射伽马能谱进行分段具体 包括： 根据不同地层模型以及热中子与不同元素原子核发生俘获辐射反应产生特征伽马射 线的能谱段范围不同对所述包含俘获辐射反应影响的非弹性散射伽马能谱进行分段。
3. 根据权利要求1所述的获取方法，其特征在于，所述为每个能谱分段设置对应的扣 除系数，具体包括： 根据利用数值模拟方法得到的预设的地层模型的非弹性散射伽马能谱、俘获伽马能谱 以及不包含俘获辐射反应影响的非弹性散射伽马能谱，确定每个能谱分段的扣除系数。
4. 根据权利要求1所述的获取方法，其特征在于，所述根据每个能谱分段的扣除系数 与对应能谱分段的俘获伽马能谱乘积所确定的扣除量，从对应能谱分段的非弹性散射伽马 能谱中扣除俘获辐射反应的影响，以得到所述目标地层的净非弹性散射伽马能谱，具体包 括： 根据公￥
计算得到所述目标地层的净非弹性散射伽马能谱Ine_ Dp ; 其中，η为能谱分段数，Ine_DPi为第i个能谱段的净非弹性散射伽马能谱，且Ine_DPi =IneJ^-a pi*CaPi，IneJ^为第i个能谱段的包含俘获福射反应影响的非弹性散射伽马能 谱；CaPi为第i个能谱段的俘获伽马能谱；a Pi为第i个能谱段的扣除系数。
5. 根据权利要求1-4任一项所述的获取方法，其特征在于，所述地层模型包括砂岩地 层、碳酸盐岩地层、致密砂岩油气层及页岩油气地层，在进行所述分段时，其分别被分为六 个能谱段、五个能谱段、六个能谱段和六个能谱段。
6. 根据权利要求5所述的获取方法，其特征在于，所述砂岩地层的六个能谱段分别为 0-0· 6MeV、0. 6-2. 3MeV、2. 3-5. 0MeV、5. 0-6. 0MeV、6. 0-7. 6MeV、7. 6-8. 8MeV。
7. 根据权利要求5所述的获取方法，其特征在于，所述在碳酸盐岩地层的五个能谱段 分别为 〇-〇· 6MeV、0. 6-2. 3MeV、2. 3-5. 5MeV、5. 5-7. 6MeV、7. 6-8. 8MeV。
8. 根据权利要求5所述的获取方法，其特征在于，所述在致密砂岩油气地层的六个能 谱段分别为 〇-〇· 6MeV、0. 6-2. 3MeV、2. 3-5. 0MeV、5. 0-6. 0MeV、6. 0-7. 6MeV、7. 6-8. 8MeV。
9. 根据权利要求5所述的获取方法，其特征在于，其所述在页岩油气地层的六个能谱 段分别为 〇-〇· 6MeV、0. 6-2. 3MeV、2. 3-5. 0MeV、5. 0-6. 0MeV、6. 0-7. 6MeV、7. 6-8. 8MeV。
10. 根据权利要求6所述的获取方法，其特征在于，所述砂岩地层的六个能谱段对应的 扣除系数分别为 1. 8-1. 9、0· 8-0. 9、1. 2-1. 3、1. 5-1. 7、1. 2-1. 4、1. 3-1. 4。
11. 根据权利要求7所述的获取方法，其特征在于，所述碳酸盐岩地层的五个能谱段对 应的扣除系数分别为 1. 7-1. 9、0· 8-0. 9、1. 2-1. 4、1. 0-1. 1、L 5-1. 7。
12. 根据权利要求8所述的获取方法，其特征在于，所述致密砂岩油气地层的六个能谱 段对应的扣除系数分别为 1. 7-1. 8、0. 8-0. 9、1. 0-1. 1、1. 2-1. 3、1. 0-1. 2、1. 2-1. 4。
13. 根据权利要求9所述的获取方法，其特征在于，所述页岩油气地层的六个能谱段对 应的扣除系数分别为 1. 2-1. 4、0· 7-0. 8、0· 8-0. 9、0· 8-1. 0、L 0-1. 1、L 2-1. 3。
14. 根据权利要求1所述的获取方法，其特征在于，所述测井资料通过地层元素测井仪 器获取得到。
【文档编号】G01V5/10GK104297810SQ201410577718
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年10月24日 优先权日:2014年10月24日
【发明者】袁超, 周灿灿, 程相志, 李潮流, 宋连腾, 孔强夫, 李霞, 王帅 申请人:中国石油天然气股份有限公司