可控中子源密度测井仪的密度响应特性与算法研究

摘要

在可控中子源密度测井中,脉冲中子源的中子产额存在波动,采用探测器绝对计数的密度算法受地层环境 、测量条件的影响较大,因此会导致密度算法的精度较差.为提高密度测量的稳定性和精确性,本文针对可控中子源一体化测井仪的研发需要,建立了适合所研发仪器的密度算法:首先,结合蒙特卡罗数值模拟软件MCNP对新型一体化测井仪及地层进行了建模;然后,利用所建模型,模拟了在不同岩性 、孔隙度条件下可控中子源发射的快中子与地层物质的相互作用过程,并通过记录 γ 探测器的近 、远非弹性散射 γ 计数和俘获 γ 计数,中子探测器的近热中子及近超热中子计数信息,获得了一体化测井仪探测器计数与地层密度之间的响应关系,并对影响密度算法的主要因素进行了分析;最后,在密度响应特性分析的基础上,提出了使用近超热中子与近热中子计数比 、近远非弹 γ 计数比来提高稳定性和精确性的可控中子源密度测井新算法.采用新密度算法对所建模型进行计算,结果表明,砂岩 、灰岩 、白云岩3种岩性下计算的密度与真密度非常接近,其相对误差小于6％.与哈里伯顿和斯伦贝谢算法的计算结果相比,本文方法显示了更好的效果:公式参数少 、没有探测器的绝对计数 、精确度高.