碳氧比测井解释培训教材

碳氧比测井解释技术

编写：李敬功

中国石油化工股份有限公司中原油田分公司

二○○二年九月

一、概论

碳氧比能谱测井是利用一种每秒20千赫兹（KHz）脉冲速度控制下的14.1兆电子伏特（Mev）中子源，穿透仪器外壳、井内流体和套管、水泥环等介质进入地层，让快中子与地层中的碳、氧原子核发生非弹性碰撞，并释放出较高能量的伽马射线。而作为区分油和水的指示元素C和O，区分岩性的指示元素Si和Ca，套管指示元素Fe，由于非弹性散射所诱发的伽马射线各自具有不同的能量和明显的特征峰值，因而通过选择合适的能窗可被分别检测和记录。测量碳氧的非弹性散射伽马射线（4.43 Mev和6.13 Mev），从而确定地层的C/O值。能量为14.1Mev的中子轰击地层时，还有热中子在地层中扩散吸收，同时放出俘获伽马射线，利用中子脉冲同步技术，即可把非弹性散射伽马射线和俘获伽马射线有效区分开来。

C/O测井对地层中常见的四种元素C12、O16、Si28、Ca40反映敏感。这四种元素正是储层的岩性及流体的综合反映。碳氧比测井资料中的C/O比曲线反映了地层中的含油性；俘获Si/Ca曲线和非弹性散射Ca/Si曲线用于指示地层的岩性；CI、CIM2、FCC是好的孔隙度指示曲线，与补偿中子曲线很相似，可用于确定地层总孔隙度。

碳氧比能谱测井仪具有精度高、耐温和耐压的特点，可以在摄氏150度以下地层准确确定地层剩余油饱和度。利用碳氧比能谱测井可以对孔隙度15％以上的地层定量解释、对孔隙度10%-15％的差产层半定量解释。定量解释的含油饱和度计算误差小于6％、半定量解释的含油饱和度计算误差小于12％，定量解释的产水率计算误差小于10%、半定量解释的产水率计算误差小于20％。碳氧比能谱测井良好的地质效果为剩余油饱和度分布研究打下坚实基础。

二、碳氧比能谱测井技术指标

由于碳氧比能谱测井的中子源是人工中子源，存在较大统计涨落和随机误差，因此采用各个元素对应的次生伽玛计数率之比来消除人工源不稳定因素，这是碳氧比能谱测井名称的由来。

碳氧比能谱测井应用在生产中的探测器（晶体）有碘化钠探测器（NaI）、锗酸铋探测器（BGO）、硅酸钆探测器（GSO），各类晶体的性质比较列表如下：

探测器 NaI BGO GSO

相对光输出 100 13 20

能量分辨率 6.5% 9.3% 8.0%

(1厘米3晶体，622千电子伏特)

密度（克/厘米3） 3.67 7.13 6.71

有效原子序数 51 75 59

衰减常数(毫微妙) 230 300 56600

易碎性是否是

潮解是否否

是否要杜瓦瓶否是否

下面是国内各种碳氧比能谱仪器性能比较表。

斯仑贝谢RST 阿特拉斯2727 大庆测井公司

探测器 GSO NaI BGO

仪器尺寸Φ 64mm 90mm 102mm

动态范围 0.2 0.15 0.25

温度特性(摄氏) 150 125 150

处理方法解谱解谱规范化处理

解释精度 8%-10% 13%-15% 5%-8%

孔隙度范围（定量） Ø>18% Ø>20% Ø>15%

孔隙度范围（半定量） Ø>13% Ø>15% Ø>10%

分层能力测井设备 1米 1米 0.8米

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