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脉冲中子全谱饱和度测井数据处理方法研究

作　者: 王新光
导　师: 张锋
学　校: 中国石油大学
专　业: 地球探测与信息技术
关键词: 脉冲中子全谱饱和度测井数据处理双指数衰减
分类号: P631.81
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

脉冲中子全谱饱和度测井是一种采用特定脉冲和测量时序,具有双脉冲中子伽马、中子寿命以及氧活化三种测井工作模式,通过记录伽马能谱和时间谱,能分模式得到地层碳氧比、中子寿命以及水流信息,用以评价地层含油饱和度的脉冲中子测井技术。分析脉冲中子全谱饱和度测井三种工作模式的时序设计,研究各种模式下的数据处理过程,对比各种方法的处理效果,选择效果最好的,并提出新的处理方法。对碳氧比数据进行能谱漂移校正,纯净非弹谱获取及数据异常检测的研究,利用数值模拟得到标准谱用以相关对比,结合逐道比较得到了更好的寻峰效果;利用蒙特卡罗数值模拟BGO探测器对不同能量的响应,选择合适的能窗边界,并提出新的反映地层信息的曲线组合;利用谱相关对比法对原始谱数据进行数据异常检测。中子寿命模式伽马时间谱数据受本底影响较大,比较多种滤波方法的滤波效果,对时间谱进行二维成像显示,利用双指数衰减拟合法计算地层宏观俘获截面,结果更接近地层真实值;利用指数坐标下的峰形函数处理氧活化时间谱数据,应用于实际资料处理,得到较好的效果。利用蒙特卡罗方法计算了双脉冲中子伽马模式下各种不同的地层因素对碳氧比值和宏观俘获截面单独的影响关系,以及对利用碳氧比值和宏观截面交会图计算地层含油饱和度的影响。岩性、孔隙度、泥质含量、井眼条件都会对碳氧比和宏观截面产生影响,其中碳氧比受地层孔隙度影响较大,宏观截面的应用受地层水矿化度的影响。在缺失孔隙度资料或低矿化度地层,采用碳氧比和宏观截面交会可以确定地层含油饱和度,提高了适用范围。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-10
第一章引言  10-14
  1.1 研究问题  10-11
  1.2 数据处理过程及方法研究现状  11-12
  1.3 研究内容及技术路线  12-14
第二章脉冲中子全谱饱和度测井原理  14-23
  2.1 脉冲中子全谱饱和度测井原理  14-16
    2.1.1 脉冲中子测井物理过程  14-15
    2.1.2 脉冲中子全谱测井原理  15-16
  2.2 脉冲中子全谱测井模式及采集谱信息  16-23
    2.2.1 双脉冲中子伽马工作模式  16-20
    2.2.2 中子寿命模式  20-21
    2.2.3 氧活化模式  21-23
第三章全谱饱和度测井碳氧比数据处理方法  23-50
  3.1 能谱漂移校正  23-30
    3.1.1 俘获谱平滑  23-24
    3.1.2 能谱校正标定元素的选取  24-26
    3.1.3 利用平滑后俘获谱寻指定元素的特征峰峰位  26
    3.1.4 寻峰标准谱的获取  26-28
    3.1.5 利用特征峰位对能谱进行谱漂校正  28-30
  3.2 纯净非弹谱的获取  30-33
    3.2.1 纯净非弹谱获取原理  30-32
    3.2.2 总谱中获取纯净非弹谱效果  32-33
  3.3 选取特征能窗边界，计算反映地层信息曲线  33-41
    3.3.1 BGO 晶体与NaI 晶体对不同能量伽马射线响应对比  33-37
    3.3.2 选择适用于BGO 晶体探测器的元素计算能窗  37-38
    3.3.3 反映地层信息曲线的选择  38-41
  3.4 数据异常检测及处理  41-44
    3.4.1 数据异常检测数学方法  41-43
    3.4.2 应用实例  43-44
  3.5 刻度数据处理  44-47
    3.5.1 地层流体区分能力的实验  45
    3.5.2 孔隙度及井眼条件影响实验  45-47
  3.6 数据处理软件实现  47-50
第四章全谱饱和度测井中子寿命和氧活化数据处理  50-82
  4.1 中子寿命数据本底谱的扣除  50-51
  4.2 中子寿命数据滤波方法  51-64
    4.2.1 数据滤波原理  51-58
    4.2.2 对模拟数据产生的系统误差滤波对比  58-60
    4.2.3 对实测数据的随机误差滤波效果对比  60-64
  4.3 中子寿命宏观吸收截面计算方法  64-76
    4.3.1 时间谱成像法  64-69
    4.3.2 地层宏观截面确定方法  69-76
  4.4 氧活化数据处理  76-82
    4.4.1 峰形函数的选择  76-79
    4.4.2 实际资料处理  79-82
第五章双脉冲中子伽马模式测井响应影响因素及校正研究  82-93
  5.1 利用测井参数确定含油饱和度的理论公式  82-83
    5.1.1 利用C/O 确定地层含油饱和度  82
    5.1.2 利用Σ确定地层含油饱和度  82
    5.1.3 利用C/O 和地层宏观吸收截面Σ确定含油饱和度  82-83
  5.2 MCNP 计算模型  83
  5.3 C/O 与含油饱和度关系及影响因素  83-86
    5.3.1 碳氧比值与含油饱和度的关系  83-84
    5.3.2 孔隙度和岩性的影响研究  84
    5.3.3 泥质含量的影响研究  84
    5.3.4 井眼尺寸的影响  84
    5.3.5 井眼流体的影响  84-86
  5.4 宏观俘获截面与含油饱和度关系及影响因素研究  86-89
    5.4.1 宏观俘获截面与含油饱和度的关系  86
    5.4.2 孔隙度和岩性的影响研究  86
    5.4.3 地层水矿化度的影响研究  86
    5.4.4 泥质含量的影响研究  86-87
    5.4.5 井眼尺寸的影响研究  87
    5.4.6 井眼流体的影响研究  87-89
  5.5 C/O 和Σ交会技术测井响应及影响因素研究  89-93
    5.5.1 C/O 和Σ与饱和度的关系  89-90
    5.5.2 岩性的影响研究  90
    5.5.3 地层流体的影响研究  90
    5.5.4 泥质含量的影响研究  90
    5.5.5 井眼尺寸的影响研究  90
    5.5.6 井眼流体的影响研究  90-93
结论及存在不足  93-94
参考文献  94-97
攻读硕士学位期间取得的学术成果  97-98
致谢  98

脉冲中子全谱饱和度测井数据处理方法研究

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