一種非彈性散射和俘獲伽馬能譜聯(lián)合解析方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種非彈性散射和俘獲伽馬能譜聯(lián)合解析方法,該方法包括以下步驟:獲取目標(biāo)地層的非彈性散射伽馬能譜和俘獲伽馬能譜,并從所述目標(biāo)地層中選擇參考元素;根據(jù)所述俘獲伽馬能譜獲取所述參考元素的元素含量;并根據(jù)所述非彈性散射伽馬能譜獲取所述參考元素的相對(duì)產(chǎn)額和待求元素的相對(duì)產(chǎn)額;根據(jù)所述參考元素的元素含量、所述參考元素的相對(duì)產(chǎn)額以及所述待求元素的相對(duì)產(chǎn)額,并通過(guò)聯(lián)合譜解析方法從所述非彈性散射伽馬能譜中獲取所述待求元素的元素含量。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了可從非彈性散射伽馬能譜中獲取那些俘獲輻射反應(yīng)截面比較低而不能從俘獲伽馬能譜中獲取元素含量的元素的含量。
【專利說(shuō)明】一種非彈性散射和俘獲伽馬能譜聯(lián)合解析方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及地球物理測(cè)井【技術(shù)領(lǐng)域】,尤其是涉及一種非彈性散射和俘獲伽馬能譜 聯(lián)合解析方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 地層元素測(cè)井是通過(guò)測(cè)量中子源向地層發(fā)射的中子與地層元素原子核反應(yīng)產(chǎn)生 的伽馬能譜,利用譜解析方法獲取地層元素的相對(duì)產(chǎn)額,進(jìn)而通過(guò)氧化物閉合模型將元素 相對(duì)產(chǎn)額轉(zhuǎn)換為元素含量,可更加準(zhǔn)確描述地層參數(shù),為復(fù)雜儲(chǔ)層及非常規(guī)油氣儲(chǔ)層測(cè)井 評(píng)價(jià)提供一種有效手段。
[0003] 利用俘獲伽馬能譜的地層元素測(cè)井技術(shù)(如斯倫貝謝公司的元素俘獲測(cè)井儀 ECS、哈里伯頓公司的地球化學(xué)測(cè)井儀GEM)可以獲取地層的Si、Ca、Fe、S、Ti、Gd等地層元 素含量。但是,對(duì)于評(píng)價(jià)地層有機(jī)碳含量的碳元素、區(qū)分石灰?guī)r和白云巖的鎂元素等地層關(guān) 鍵元素,由于這些元素的俘獲輻射反應(yīng)截面比較低,利用俘獲伽馬能譜的地層元素測(cè)井技 術(shù)不能準(zhǔn)確獲取這些元素的含量,因此需要對(duì)非彈性散射伽馬能譜解析獲取碳、鎂等關(guān)鍵 元素含量。但由于非彈性散射伽馬能譜解析得到的元素相對(duì)產(chǎn)額信息有限,并且非彈性散 射伽馬能譜不滿足氧化物閉合模型,因而目前的技術(shù)尚不能直接將非彈性散射伽馬能譜解 析中獲得的元素相對(duì)產(chǎn)額轉(zhuǎn)換為元素含量。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種非彈性散射和俘獲伽馬能譜聯(lián)合解析方法,以實(shí)現(xiàn)從 非彈性散射伽馬能譜中獲取那些俘獲輻射反應(yīng)截面比較低而不能從俘獲伽馬能譜中獲取 元素含量的元素的含量。
[0005]為達(dá)到上述目的,本發(fā)明提供了一種非彈性散射和俘獲伽馬能譜聯(lián)合解析方法, 包括以下步驟:
[0006] 獲取目標(biāo)地層的非彈性散射伽馬能譜和俘獲伽馬能譜,并從所述目標(biāo)地層中選擇 參考元素;
[0007] 根據(jù)所述俘獲伽馬能譜獲取所述參考元素的元素含量;并根據(jù)所述非彈性散射伽 馬能譜獲取所述參考元素的相對(duì)產(chǎn)額和待求元素的相對(duì)產(chǎn)額;
[0008] 根據(jù)所述參考元素的元素含量、所述參考元素的相對(duì)產(chǎn)額以及所述待求元素的相 對(duì)產(chǎn)額,并通過(guò)聯(lián)合譜解析方法從所述非彈性散射伽馬能譜中獲取所述待求元素的元素含 量。
[0009] 優(yōu)選的,所述根據(jù)所述參考元素的元素含量、所述參考元素的相對(duì)產(chǎn)額以及所述 待求元素的相對(duì)產(chǎn)額,并通過(guò)聯(lián)合譜解析方法從所述非彈性散射伽馬能譜中獲取所述待求 元素的元素含量,具體包括:
[0010] 根據(jù)公式從所述非彈性散射伽馬能譜解析中獲取所述待求 ^IR ^IUK 元素的元素含量Wiuk ;
[0011] 其中,Wai為從所述俘獲伽馬能譜中獲取的所述參考元素的元素含量,Sik為由所述 非彈性散射伽馬能譜確定的所述參考元素的元素含量的探測(cè)靈敏度因子,Yik為從所述非彈 性散射伽馬能譜中獲取的所述參考元素的相對(duì)產(chǎn)額,Yiuk為從所述非彈性散射伽馬能譜的 解譜中獲取的待求元素的相對(duì)產(chǎn)額;Smi為由所述非彈性散射伽馬能譜確定的所述待求元 素的元素含量的探測(cè)靈敏度因子。
[0012] 優(yōu)選的,所述參考元素為所述非彈性散射伽馬能譜和所述俘獲伽馬能譜中都能獲 得相對(duì)產(chǎn)額且在所述目標(biāo)地層中含量占主導(dǎo)的元素。
[0013] 優(yōu)選的,所述根據(jù)所述俘獲伽馬能譜獲取所述參考元素的元素含量,具體包括:
[0014] 對(duì)所述俘獲伽馬能譜進(jìn)行解譜,獲取所述參考元素的相對(duì)產(chǎn)額;
[0015] 將從所述俘獲伽馬能譜中獲得的所述參考元素的相對(duì)產(chǎn)額轉(zhuǎn)換為所述參考元素 的元素含量。
[0016] 優(yōu)選的,所述根據(jù)所述非彈性散射伽馬能譜獲取所述參考元素的相對(duì)產(chǎn)額和待求 元素的相對(duì)產(chǎn)額,具體包括:
[0017] 對(duì)所述非彈性散射伽馬能譜進(jìn)行解譜,獲取所述參考元素的相對(duì)產(chǎn)額以及所述待 求元素的相對(duì)產(chǎn)額。
[0018] 優(yōu)選的,所述獲取目標(biāo)地層的非彈性散射伽馬能譜和俘獲伽馬能譜,具體包括:
[0019] 通過(guò)地層元素測(cè)井儀器記錄的測(cè)井資料獲取目標(biāo)地層的非彈性散射伽馬能譜和 俘獲伽馬能譜。
[0020] 與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的方法,首先獲取目標(biāo)地層的非彈性散射伽馬能譜和俘 獲伽馬能譜,并從目標(biāo)地層中選擇參考元素;然后根據(jù)俘獲伽馬能譜獲取所述參考元素的 元素含量;并根據(jù)非彈性散射伽馬能譜獲取參考元素的相對(duì)產(chǎn)額和待求元素的相對(duì)產(chǎn)額; 最后根據(jù)參考元素的元素含量、參考元素的相對(duì)產(chǎn)額以及待求元素的相對(duì)產(chǎn)額,并通過(guò)聯(lián) 合譜解析方法從非彈性散射伽馬能譜中獲取所述待求元素的元素含量,從而實(shí)現(xiàn)了從非彈 性散射伽馬能譜中獲取那些俘獲輻射反應(yīng)截面比較低而不能從俘獲伽馬能譜中獲取元素 含量的元素的含量。
【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0021] 此處所說(shuō)明的附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解,構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分,并不 構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限定。在附圖中:
[0022] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例的從非彈性散射伽馬能譜中獲取元素含量的方法流程圖;
[0023] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例中頁(yè)巖地層的巖石體積物理模型示意圖;
[0024]圖3為本發(fā)明實(shí)施例中蒙特卡羅模擬計(jì)算模型示意圖;
[0025]圖4為本發(fā)明實(shí)施例中非彈性散射標(biāo)準(zhǔn)伽馬能譜;
[0026] 圖5為本發(fā)明實(shí)施例中俘獲標(biāo)準(zhǔn)伽馬能譜。
【具體實(shí)施方式】
[0027] 為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白,下面結(jié)合實(shí)施例和附圖,對(duì)本 發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。在此,本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明,但并不作 為對(duì)本發(fā)明的限定。
[0028] 下面結(jié)合附圖,對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
[0029] 參考圖1所示,本發(fā)明實(shí)施例的從非彈性散射伽馬能譜中獲取元素含量的方法包 括以下步驟:
[0030] 步驟S101、獲取目標(biāo)地層的非彈性散射伽馬能譜和俘獲伽馬能譜,并從目標(biāo)地層 中選擇參考元素。其中,目標(biāo)地層的非彈性散射伽馬能譜和俘獲伽馬能譜可通過(guò)地層元素 測(cè)井儀器記錄的測(cè)井資料獲取。而參考元素一般選擇非彈性散射伽馬能譜和俘獲伽馬能譜 中都能獲得相對(duì)產(chǎn)額且在目標(biāo)地層中含量占主導(dǎo)的元素。
[0031] 步驟S102、根據(jù)俘獲伽馬能譜獲取參考元素的元素含量;并根據(jù)非彈性散射伽馬 能譜獲取參考元素的相對(duì)產(chǎn)額和待求元素的相對(duì)產(chǎn)額。
[0032] 其中,根據(jù)俘獲伽馬能譜獲取參考元素的元素含量具體包括:
[0033] 對(duì)俘獲伽馬能譜進(jìn)行解譜,獲取參考元素的相對(duì)產(chǎn)額;
[0034] 將從俘獲伽馬能譜中獲得的參考元素的相對(duì)產(chǎn)額轉(zhuǎn)換為參考元素的元素含量。
[0035] 其中,根據(jù)非彈性散射伽馬能譜獲取參考元素的相對(duì)產(chǎn)額和待求元素的相對(duì)產(chǎn) 額,具體包括:
[0036] 對(duì)非彈性散射伽馬能譜進(jìn)行解譜,獲取參考元素的相對(duì)產(chǎn)額以及待求元素的相對(duì) 產(chǎn)額。
[0037] 步驟S103、根據(jù)參考元素的元素含量、參考元素的相對(duì)產(chǎn)額以及待求元素的相對(duì) 產(chǎn)額,并通過(guò)聯(lián)合譜解析方法從非彈性散射伽馬能譜中獲取待求元素的元素含量。具體 的:
[0038] 根據(jù)公式Μα= 從非彈性散射伽馬能譜中獲取待求元素的元素含量 Wiuk。其中,WaiS從俘獲伽馬能譜中獲取的參考元素的元素含量,Sik為由非彈性散射伽馬 能譜確定的參考元素的元素含量的探測(cè)靈敏度因子(由儀器刻度可得出的已知量),Yik為 從非彈性散射伽馬能譜中獲取的參考元素的相對(duì)產(chǎn)額,Ymi為從非彈性散射伽馬能譜的解 譜中獲取的待求元素的相對(duì)產(chǎn)額;Siuk為由非彈性散射伽馬能譜確定的待求元素的元素含 量的探測(cè)靈敏度因子(由儀器刻度可得出的已知量)。
[0039] 為了便于更清楚的理解本申請(qǐng),下面舉例說(shuō)明:
[0040] 假設(shè)本發(fā)明實(shí)施例中目標(biāo)地層為頁(yè)巖地層,其巖石體積物理模型如圖2所示,該 巖石體積物理模型包括:孔隙201、干酪根202、綠泥石203、黃鐵礦204、石英205、鉀長(zhǎng)石 206、鈉長(zhǎng)石207、方解石208、白z?石209、伊利石210。
[0041] 本發(fā)明實(shí)施例中,圖2所示巖石體積物理模型的蒙特卡羅數(shù)值模擬計(jì)算模型如圖 3所示,其模擬計(jì)算條件為:脈沖中子源311采用D-T脈沖中子發(fā)生器,脈沖中子發(fā)生器脈 沖寬度為40μs,屏蔽體312材料為鎢,伽馬探測(cè)器313采用溴化鑭晶體,脈沖中子源311與 伽馬探測(cè)器313之間的距離為35cm;井眼直徑為20cm,井眼內(nèi)的井眼流體32為淡水;測(cè)量 地層33為圓柱形,徑向厚度為90cm、高度為150cm。
[0042] 根據(jù)圖2所示的巖石體積物理模型,設(shè)定5種頁(yè)巖地層模型,地層組分?jǐn)?shù)據(jù)如表1 所示。利用圖3所示的蒙特卡羅數(shù)值模擬計(jì)算模型,根據(jù)表1所示的5種地層模型組分含 量數(shù)據(jù)設(shè)定測(cè)量地層33,模擬記錄0?40μs和50?100μs時(shí)間窗內(nèi)的非彈性散射伽馬 能譜和俘獲伽馬能譜。
[0043] 表1模擬測(cè)量地層組分?jǐn)?shù)據(jù)表
[0044]
【權(quán)利要求】
1. 一種非彈性散射和俘獲伽馬能譜聯(lián)合解析方法,其特征在于,包括以下步驟: 獲取目標(biāo)地層的非彈性散射伽馬能譜和俘獲伽馬能譜,并從所述目標(biāo)地層中選擇參考 元素; 根據(jù)所述俘獲伽馬能譜獲取所述參考元素的元素含量;并根據(jù)所述非彈性散射伽馬能 譜獲取所述參考元素的相對(duì)產(chǎn)額和待求元素的相對(duì)產(chǎn)額; 根據(jù)所述參考元素的元素含量、所述參考元素的相對(duì)產(chǎn)額以及所述待求元素的相對(duì)產(chǎn) 額,并通過(guò)聯(lián)合譜解析方法從所述非彈性散射伽馬能譜中獲取所述待求元素的元素含量。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,所述根據(jù)所述參考元素的元素含量、所述參考元素的 相對(duì)產(chǎn)額以及所述待求元素的相對(duì)產(chǎn)額,并通過(guò)聯(lián)合譜解析方法從所述非彈性散射伽馬能 譜中獲取所述待求元素的元素含量,具體包括: 根據(jù)公式= ^ 從所述非彈性散射伽馬能譜解析中獲取所述待求元素 1 IR ^IUK 的元素含量Wiuk ; 其中,Wai為從所述俘獲伽馬能譜中獲取的所述參考元素的元素含量,Sik為由所述非彈 性散射伽馬能譜確定的所述參考元素的元素含量的探測(cè)靈敏度因子,Yik為從所述非彈性散 射伽馬能譜中獲取的所述參考元素的相對(duì)產(chǎn)額,Yiuk為從所述非彈性散射伽馬能譜的解譜 中獲取的待求元素的相對(duì)產(chǎn)額;Siuk為由所述非彈性散射伽馬能譜確定的所述待求元素的 元素含量的探測(cè)靈敏度因子。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于,所述參考元素為所述非彈性散射伽馬能 譜和所述俘獲伽馬能譜中都能獲得相對(duì)產(chǎn)額且在所述目標(biāo)地層中含量占主導(dǎo)的元素。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于,所述根據(jù)所述俘獲伽馬能譜獲取所述參 考元素的元素含量,具體包括: 對(duì)所述俘獲伽馬能譜進(jìn)行解譜,獲取所述參考元素的相對(duì)產(chǎn)額; 將從所述俘獲伽馬能譜中獲得的所述參考元素的相對(duì)產(chǎn)額轉(zhuǎn)換為所述參考元素的元 素含量。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于,所述根據(jù)所述非彈性散射伽馬能譜獲取 所述參考元素的相對(duì)產(chǎn)額和待求元素的相對(duì)產(chǎn)額,具體包括: 對(duì)所述非彈性散射伽馬能譜進(jìn)行解譜,獲取所述參考元素的相對(duì)產(chǎn)額以及所述待求元 素的相對(duì)產(chǎn)額。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于,所述獲取目標(biāo)地層的非彈性散射伽馬能 譜和俘獲伽馬能譜,具體包括: 通過(guò)地層元素測(cè)井儀器記錄的測(cè)井資料獲取目標(biāo)地層的非彈性散射伽馬能譜和俘獲 伽馬能譜。
【文檔編號(hào)】G01V5/12GK104316971SQ201410562681
【公開(kāi)日】2015年1月28日 申請(qǐng)日期:2014年10月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月21日
【發(fā)明者】袁超, 周燦燦, 程相志, 宋連騰, 李潮流, 孔強(qiáng)夫 申請(qǐng)人:中國(guó)石油天然氣股份有限公司