1 概述

碳氧比能譜測(cè)井所依據(jù)的基礎(chǔ)是快中子與原子核相互作用理論。碳氧比能譜測(cè)井需要測(cè)量快中子與地層元素原子核發(fā)生碰撞時(shí)所產(chǎn)生的非彈性散射伽馬射線。碳元素原子核的非彈性散射伽馬射線強(qiáng)度與氧元素原子核的非彈性散射伽馬射線強(qiáng)度之比就是碳氧比，其值能反映碳、氧兩種元素的含量關(guān)系。石油中含有大量的碳卻不含氧，水中含有大量的氧而不含碳，所以碳氧比值能反映油、水兩種物質(zhì)的含量。顯然，碳氧比值越大，則含油飽和度越高。為了區(qū)分巖石骨架成分引起的碳氧比值的變化，需要知道地層巖性，由熱中子俘獲伽馬射線能譜可以求得反映巖性的硅鈣比。對(duì)砂巖地層來(lái)說(shuō)，硅鈣比值較大，對(duì)泥巖來(lái)說(shuō)，硅鈣比值較小。因此，由碳氧比值、硅鈣比值等參數(shù)可以計(jì)算地層的含水飽和度^[2]。

碳氧比能譜測(cè)井的基本過(guò)程就是脈沖發(fā)射快中子，同時(shí)記錄伽馬射線能譜。由于測(cè)井儀器是綜合性的測(cè)量系統(tǒng)并工作于溫度等因素變化相當(dāng)大的環(huán)境中，探測(cè)器增益、高壓發(fā)生器輸出、放大等電路特性都會(huì)發(fā)生一定程度的變化，從而造成能譜漂移，即同一能量的伽馬射線在不同系統(tǒng)增益下測(cè)量時(shí)，能譜峰的位置發(fā)生變化，使得系統(tǒng)無(wú)法獲得正確的結(jié)果，給地層參數(shù)正確獲取帶來(lái)困難，因此需要進(jìn)行穩(wěn)譜處理以抑制能譜漂移

2 高精度碳氧比能譜測(cè)井穩(wěn)譜技術(shù)方案

目前穩(wěn)譜技術(shù)都是通過(guò)計(jì)算機(jī)判斷能譜峰漂移多少道，經(jīng)過(guò)計(jì)算，然后計(jì)算機(jī)往井下發(fā)送命令來(lái)進(jìn)行穩(wěn)譜。但在實(shí)際測(cè)井過(guò)程中，儀器采集數(shù)據(jù)和往上發(fā)送數(shù)據(jù)不是同步的，即使計(jì)算機(jī)發(fā)現(xiàn)譜漂，再往下發(fā)命令也是延遲的命令，并不能真正的校正譜漂。

針對(duì)現(xiàn)有碳氧比能譜測(cè)井的狀況，設(shè)計(jì)了一種軟件自動(dòng)穩(wěn)譜技術(shù)，以便在測(cè)量過(guò)程中通過(guò)采集軟件自動(dòng)的跟蹤能譜峰并進(jìn)行穩(wěn)譜校正。

穩(wěn)譜周期由以下幾個(gè)步驟組成：

（1）當(dāng)儀器在井下穩(wěn)定時(shí)，進(jìn)行刻度，并提取刻度時(shí)的俘獲譜，把其當(dāng)成標(biāo)準(zhǔn)譜，獲得氫峰和鐵峰峰谷的數(shù)據(jù)。

（2）正常測(cè)井時(shí)實(shí)時(shí)提取俘獲譜和非彈總譜的氫峰和鐵峰峰谷的數(shù)據(jù)，分別與標(biāo)準(zhǔn)譜數(shù)據(jù)進(jìn)行線性擬合，獲得校正系數(shù)。

（3）通過(guò)校正系數(shù)分別對(duì)測(cè)井時(shí)的俘獲譜和非彈總譜數(shù)據(jù)進(jìn)行道址修正，得到與標(biāo)準(zhǔn)譜對(duì)應(yīng)的俘獲譜和非彈總譜數(shù)據(jù)，通過(guò)線性插值計(jì)算出0～255道的俘獲譜和非彈總譜數(shù)據(jù)。

（4）通過(guò)校正后的俘獲譜和非彈總譜數(shù)據(jù)，計(jì)算碳氧比值等測(cè)井參數(shù)。

3 高精度碳氧比能譜測(cè)井穩(wěn)譜技術(shù)應(yīng)用實(shí)例

下面以慧眼1000地面測(cè)井系統(tǒng)為例來(lái)說(shuō)明高精度碳氧比能譜測(cè)井自動(dòng)穩(wěn)譜技術(shù)的應(yīng)用效果。自動(dòng)穩(wěn)譜軟件穩(wěn)譜周期流程如圖1。

通過(guò)這個(gè)穩(wěn)譜周期，即可在整個(gè)測(cè)井過(guò)程中實(shí)現(xiàn)自動(dòng)穩(wěn)譜，保證測(cè)量的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。

經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)表明，該軟件可以完成實(shí)時(shí)穩(wěn)譜校正，提高了測(cè)井成功率和測(cè)量精度。圖2展示了高精度碳氧比能譜測(cè)井儀應(yīng)用此穩(wěn)譜軟件測(cè)井的重復(fù)性，表1是對(duì)這口井的測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)解釋。

通過(guò)在杏x-x-x井的現(xiàn)場(chǎng)井進(jìn)行測(cè)井資料評(píng)價(jià)對(duì)比，慧眼1000地面測(cè)井系統(tǒng)采集碳氧比資料重復(fù)性和一致性評(píng)價(jià)，處理解釋的評(píng)價(jià)，均達(dá)到了采集資料正常應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)

4 結(jié)論

本文提出了一種用于高精度碳氧比能譜測(cè)井儀的自動(dòng)穩(wěn)譜技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)采用軟件的方法可靠且自動(dòng)解決了當(dāng)前碳氧比能譜測(cè)井過(guò)程中的穩(wěn)譜問(wèn)題，在慧眼1000地面測(cè)井系統(tǒng)中的應(yīng)用證明了該自動(dòng)穩(wěn)譜技術(shù)的可行性和有效性。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介

鮑寧波（1985-），男，助理工程師，2008年畢業(yè)于哈爾濱工程大學(xué)電子信息工程專業(yè)，現(xiàn)在大慶鉆探工程公司測(cè)井公司研究一所工作。