自动稳谱技术在高精度碳氧比能谱测井仪中的应用

2013-04-29鲍宁波

中国石油和化工标准与质量 2013年7期

1 概述

碳氧比能谱测井所依据的基础是快中子与原子核相互作用理论。碳氧比能谱测井需要测量快中子与地层元素原子核发生碰撞时所产生的非弹性散射伽马射线。碳元素原子核的非弹性散射伽马射线强度与氧元素原子核的非弹性散射伽马射线强度之比就是碳氧比，其值能反映碳、氧两种元素的含量关系。石油中含有大量的碳却不含氧，水中含有大量的氧而不含碳，所以碳氧比值能反映油、水两种物质的含量。显然，碳氧比值越大，则含油饱和度越高。为了区分岩石骨架成分引起的碳氧比值的变化，需要知道地层岩性，由热中子俘获伽马射线能谱可以求得反映岩性的硅钙比。对砂岩地层来说，硅钙比值较大，对泥岩来说，硅钙比值较小。因此，由碳氧比值、硅钙比值等参数可以计算地层的含水饱和度^[2]。

碳氧比能谱测井的基本过程就是脉冲发射快中子，同时记录伽马射线能谱。由于测井仪器是综合性的测量系统并工作于温度等因素变化相当大的环境中，探测器增益、高压发生器输出、放大等电路特性都会发生一定程度的变化，从而造成能谱漂移，即同一能量的伽马射线在不同系统增益下测量时，能谱峰的位置发生变化，使得系统无法获得正确的结果，给地层参数正确获取带来困难，因此需要进行稳谱处理以抑制能谱漂移

2 高精度碳氧比能谱测井稳谱技术方案

目前稳谱技术都是通过计算机判断能谱峰漂移多少道，经过计算，然后计算机往井下发送命令来进行稳谱。但在实际测井过程中，仪器采集数据和往上发送数据不是同步的，即使计算机发现谱漂，再往下发命令也是延迟的命令，并不能真正的校正谱漂。

针对现有碳氧比能谱测井的状况，设计了一种软件自动稳谱技术，以便在测量过程中通过采集软件自动的跟踪能谱峰并进行稳谱校正。

稳谱周期由以下几个步骤组成：

（1）当仪器在井下稳定时，进行刻度，并提取刻度时的俘获谱，把其当成标准谱，获得氢峰和铁峰峰谷的数据。

（2）正常测井时实时提取俘获谱和非弹总谱的氢峰和铁峰峰谷的数据，分别与标准谱数据进行线性拟合，获得校正系数。

（3）通过校正系数分别对测井时的俘获谱和非弹总谱数据进行道址修正，得到与标准谱对应的俘获谱和非弹总谱数据，通过线性插值计算出0～255道的俘获谱和非弹总谱数据。

（4）通过校正后的俘获谱和非弹总谱数据，计算碳氧比值等测井参数。

3 高精度碳氧比能谱测井稳谱技术应用实例

下面以慧眼1000地面测井系统为例来说明高精度碳氧比能谱测井自动稳谱技术的应用效果。自动稳谱软件稳谱周期流程如图1。

通过这个稳谱周期，即可在整个测井过程中实现自动稳谱，保证测量的稳定性和准确性。

经过现场试验表明，该软件可以完成实时稳谱校正，提高了测井成功率和测量精度。图2展示了高精度碳氧比能谱测井仪应用此稳谱软件测井的重复性，表1是对这口井的测井数据解释。