SMY—50碳氧比能谱测井仪原理及应用

洪春瑞 张炜

【摘要】介绍了西部钻探测井公司SMY-50长时效碳氧比测井仪器的组成及技术性能特点。实际推广和应用证明，该套仪器具有良好的一致性、重复性和稳定性，各项技术性能参数达到油田要求，符合质量控制标准。所测近30口井的资料解释结果为克拉玛依油田的老井开发提供了可靠的依据。

【关键词】碳氧比能谱 测井仪器 中子发生器 非弹性散射 产额

SMY-50碳氧比能谱测井仪器，能够连续长时间测井。该仪器的中子发生器使用自成靶中子管、高压倍加器和高压变压器，以及部分附件装入外径为76mm的不锈钢管中构成一个密封短节，管内充六氟化硫作为绝缘介质。它发射的14.1MeV中子可以穿透钢套管和水泥环，在地层中激发出伽马射线，使用探测器记录这些伽马射线并对它们进行时间和能量分析，可以得到地层岩性，含油饱和度，孔隙度等信息。目前该仪器在克拉玛依油田已经测井近30口，取得了较好的效果。

1 SMY-50碳氧比能谱测井仪器原理

C/O测井是利用脉冲中子源向地层发射14MeV高能快中子，测量这些快中子与地层物质的核素发生非弹性散射放出的伽马射线的能谱的一种测井方法。高能快中子与地层中不同核素发生非弹性散射放出具有不同特征能量的伽马射线，对其进行能量分析，就可以确定层中存在的核素和它们各自的浓度。岩石内常见的核素中，碳和氧都具有较大的快中子非弹性散射截面，并且所产生的非弹性散射伽马射线均有较高的能量。碳和氧又分别为油气和水的很好的指示核素。所以选择测量地层中的碳和氧产生的非弹性散射伽马能谱，取其计数率比值来确定储层的含油饱和度。

SMY-50中子发生器外壳下部接有高压控制、阳极电源和接口控制，干扰抑制等电子线路单元组成的非密封控制和接口短节，它们组合在一起构成中子发生器主体部件。在其上部配接屏蔽体与连接滑环，装入外径为90mm的2727井下仪器外壳中。

2 现场应用

SMY-50碳氧比仪器已在克拉玛依油田测井近30口，其中有12口测量段在500m以上，每井次连续工作时间超过12小时，充分体现了该仪器的长时效特点。

在现场C/O测井过程中，中子发生器的稳定可靠性能直接影响测量的结果，现场采用TTLC曲线来监测中子产额的稳定性能，检测中子产额是否能满足测井要求，TTLC数值应在1450±150n/s范围内，它表示碳区能量范围内总的计数率。如图3所示为克拉玛依油田陆XX井的一段测井曲线，在同一层内，TTLC曲线非常稳定，说明该仪器有很好的稳定性。所测得的曲线是可靠的。在同一区块所测的C/O曲线对比发现，该仪器还有很好的一致性和重复性。

不同的含油饱和度SO，C/O数值是不同的；因为地层岩性、孔隙度φ和含油饱和度 SO存在差异，所以造成了C、O核素浓度的差异，按线性体积模型，地层中碳和氧的原子密度比

3 结论

（1）目前，克拉玛依油田已进入开发后期，找准高剩余油饱和度层段是保持油田稳产的关键，在套管井中直接监测储层含油饱和度变化规律一直是测井工作的重要任务之一。SMY-50碳氧比能谱仪器有其突出的优点。

（2）SMY-50碳氧比能谱测井仪器稳定性能好，并有良好的一致性和重复性；适合克拉玛依油田的需要。

（3）SMY-50碳氧比能谱测井仪器可以长时间连续测井，这对于克拉玛依油田的某些多含油、薄地层区块，可以连续测出多个层位的C/O曲线，进行纵向比较。

（4）SMY-50测得的C/O曲线可以确定含油饱和度、孔隙度、泥质指数等重要参数；在油田后期老井开发过程中将发挥越来越大的作用。

参考文献

[1] 丁次乾，矿场地球物理[M].东营：中国石油大学出版社，2002：159—162

[2] 测井学，编写组，测井学[M].北京：石油工业出版社，1998：217—219