用岩性密度测井估算套管的厚度

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1、第30卷第3期核技术Vol.30,No.32007年3月NUCLEARTECHNIQUESMarch2007用岩性密度测井估算套管的厚度吴文圣肖立志（中国石油大学资源与信息学院北京102249）摘要为了在套管井用岩性密度测井中估算套管厚度，本文利用MonteCarlo计算程序MCNP，对不同矿物成分的地层，计算得到了散射γ能谱的低能谱段计数NS与高能谱段计数NH的比值NS/NH与地层光电吸收截面指数Pe、套管厚度HC的关系。得出了在套管井中，岩性密度测井对地层岩性不敏感，不能用NS/NH来求取地层的光电吸收截面指数Pe，但NS/NH与套

2、管厚度在双对数坐标上呈很好的线性关系，因此，可以利用裸眼井中岩性密度测井方法，即利用比值NS/NH来估算套管厚度HC。关键词岩性密度测井，套管井，套管厚度，光电吸收截面指数，MCNP程序中图分类号P631.8套管井地层密度测井的实现，可以为井眼稳定数相对统计误差均小于1%。性差的井在下套管后提供地层评价参数；可以为没有孔隙度测井资料套管井或数据质量有问题的老井提供孔隙度测量资料；可以在套管井中识别气层，[1-5]并且还可以对油藏进行动态监测。[6]在常规的裸眼井岩性密度测井中，一般把散射γ能谱分成软谱段和硬谱段两部分，硬谱段计数对应能量

3、较高的部分，一般取150—500keV中某一能段积分计数，用NH表示；软谱段计数对应能量较低的一部分，一般取40—100keV中某一能段积分计数，用NS表示。并利用NS/NH来求取光电吸收截面指数Pe。本文利用MonteCarlo计算程序MCNP，从计算并分析裸眼井和套管井密度测井的NS/NH—Pe关系入手，计算得到套管井中的NS/NH与套管厚度HC图1MonteCarlo计算模型（单位cm）的关系。Fig.1MonteCarlocalculatingmodel(unit:cm)2光电吸收截面指数Pe1计算模型在计算时，地层矿物成分依次

4、为石英、方解石、考虑到实际情况和计算方便，所建模型为半园白云石、岩盐、石膏和钾长石，它们的密度和地层柱状，如图1所示。井眼半径为10cm，地层与井光电吸收截面指数见表1。分别用以下几个低能段：眼之间为套管和水泥环，地层的高度为220cm，半60—70keV、70—80keV、80—90keV、90—100keV、径从水泥环外侧至43cm。密度测井仪器推靠井壁，外壳厚5mm，源仓材料是钢，探测器承压壳为铍，100—110keV和110—130keV的光子计数作为NS，伽马源为0.661MeV的137Cs点源。两块半圆柱状高能段200—50

5、0keV的计数作为NH。对裸眼井和套管井得到的计算结果如图2和图3所示。图中分理想屏蔽体，半径10cm，厚度随源距改变。用点散的点是MonteCarlo计算的结果，曲线是经过拟探测器记录光子通量能谱。模型之外的空间充满理想屏蔽体[7]。计算中使用了多种方差减小技巧。计合得到的，R为相关系数。——————————————第一作者：吴文圣，男，1972年出生，2002年于中国石油大学应用地球物理专业获博士学位，2004年清华大学博士后出站，现在中国石油大学（北京）测井研究中心从事核辐射测井和核磁共振测井的教学与研究工作，副教授收稿日期：20

6、06-01-05，修回日期：2006-10-17万方数据186核技术第30卷表1几种矿物的密度和光电吸收截面指数Table1Densityandphotoelectricabsorptioncoefficientdataforseveralminerals参数石英钾长石白云石石膏岩盐方解石ParametersSandPotassiumfeldsparDolomiteGypsumRocksaltLimestone3ρe(g/cm)2.6502.5602.8702.3102.1652.710Pe(barn/e)1.8062.8603.142

7、3.9874.6655.084绝对值减小）；选择合适的低能谱段和高能谱段，就可以用NS/NH来求取Pe。从图3看出，在套管井密度测井中，不同矿物成分的地层，不同能段的NS/NH与Pe的相关性非常差。套管厚度越厚，相关性越差。也就是说，在套管井中，NS/NH对地层岩性不敏感，通常的岩性密度测井不能用来识别地层的岩性。而对套管厚度HC分别为0、0.7、1.5cm，计算得到纯灰岩和纯砂岩地层的光子通量能谱如图4所示。从图4中可以看出，在分界点左侧，光电效应占优势的区域，随着套管厚度的增加，砂岩和石灰图2裸眼井密度测井的NS/NH与Pe的关系岩

8、能谱曲线之间差别逐渐不明显，甚至出现重叠现Fig.2TherelationshipbetweenNS/NHandPeinopenhole象，这也说明了在套管井中，光电区的计数率不能从图2中可以看出，在裸眼井