第十章脈沖中子測井第一節中子壽命測井（NLL）第二節非彈性散射伽馬能譜測井第三節中子活化測井脈沖中子測井：所謂脈沖中子指的是脈沖中子源每隔一定時間發射一定寬度的中子，照射地層，通過研究中子與地層的相互作用，以研究地層性質。第十章脈沖中子測井第一節中子壽命測井（NLL）脈沖中1第一節中子壽命測井（NLL）一、中子壽命測井二、熱中子壽命與地層對熱中子宏觀俘獲截面的關系三、中子壽命測井的基本原理四、中子壽命測井的應用第一節中子壽命測井（NLL）一、中子壽命測井2一中子壽命測井中子壽命測井（neutronlifetimelog,NLL）也叫熱中子衰減時間測井(ThermalDecayTimeLog)，是最早投入使用的一種脈沖中子測井。測井時，利用脈沖中子源發射高能快中子（14Mev），脈沖照射地層，用伽馬探測器探測經地層慢化產生的熱中子被俘獲放出的伽馬射線，根據計數率隨時間的衰減，進而計算熱中子壽命和地層的熱中子的宏觀俘獲截面，從而研究地層性質（特別是含油性）的一種測井方法。在地層中，宏觀俘獲截面和熱中子壽命主要與氯的含量有關，與地層水礦化度有關。一中子壽命測井中子壽命測井（neutron3二熱中子壽命與地層對

熱中子宏觀俘獲截面的關系

1、熱中子壽命熱中子壽命，是指熱中子從產生的瞬間起到被俘獲的時刻所經歷的平均時間，單位是us。計算時，它等于熱中子中的63.2%被俘獲所經過的時間：當2、宏觀俘獲截面Σ單位體積介質中所有原子核的微觀俘獲截面之和，單位cm-1，一般定義一個基本的宏觀俘獲截面單位為10-3cm-1

，稱作俘獲單位并記作c.u.。二熱中子壽命與地層對

熱中子宏觀俘獲截面的關系143、τ與Σ的關系τ—表示地層的熱中子壽命，單位us；Σ—表示地層對熱中子的宏觀俘獲截面，單位cm-1；二熱中子壽命與地層對

熱中子宏觀俘獲截面的關系其中A為某一待定的常數；υ為熱中子速度,25oC為2.2x105cm/s。也就是說，熱中子壽命與地層對熱中子的宏觀俘獲截面成反比關系，即地層的宏觀俘獲截面越大，熱中子壽命越小。3、τ與Σ的關系二熱中子壽命與地層對

熱中子宏觀俘獲截54、巖石的熱中子壽命和宏觀俘獲截面常見巖石的主要礦物的俘獲截面都很小，熱中子壽命都很長，而孔隙流體的熱中子俘獲截面比大部分骨架礦物的大很多，因此，Σ受到孔隙度的影響。(硼、汞等宏觀俘獲截面特別大，因此，微量的硼、汞就能使Σ增大，目前的硼中子測井就是利用了硼的這種性質。）二熱中子壽命與地層對

熱中子宏觀俘獲截面的關系4、巖石的熱中子壽命和宏觀俘獲截面二熱中子壽命與地層對6三中子壽命測井的基本原理中子從其產生，經過和地層原子核發生非彈性散射，彈性散射，逐漸減速為熱中子，熱中子被俘獲產生俘獲伽馬射線。

1.熱中子壽命（τ）

熱中子從其產生到它被吸收為止經歷的平均時間指的是統計概念，即熱中子從其產生到被吸收經歷的時間有長、有短，我們講的τ是一種平均值。三中子壽命測井的基本原理中子從其產生，經過和地層7三中子壽命測井的基本原理2.中子壽命測井的依據空間某一體積中子密度隨時間的變化率為此式也稱為中子的守恒定律。快中子在輕核中的減速時間f約為幾十微秒，大約在2～3個f，絕大多數的快中子都變成了熱中子，中子壽命測井在中子脈沖結束后200～300us才開始計數，則空間所有的快中子都變成了熱中子，因而，在下次脈沖來之前，熱中子的產生率為0。三中子壽命測井的基本原理2.中子壽命測井的依據此式也稱為中8三中子壽命測井的基本原理泄漏率是指進出某一體積內的中子數相抵消后造成的中子密度的變化率。在離源較近的區域，進的少而出去得多，對于較遠區域，則是進得多而出去的少，選擇合適的源距，則可使泄漏率為零。則中子密度的變化率只取決于吸收率而吸收率＝三中子壽命測井的基本原理泄漏率是指進出某一體積內的中子數相9三中子壽命測井的基本原理設t=0時，n=n0，則K=n0。則空間某一區域（點）不同時間熱中子密度則表示為此式是中子壽命測井測量熱中子壽命的依據。三中子壽命測井的基本原理設t=0時，n=n0，則K=n103.不同時間熱中子的變化

熱中子產生后，它在地層中發生擴散，地層中某點的熱中子密度按指數規律隨時間衰減：三中子壽命測井的基本原理式中：N0——衰減開始時的熱中子密度；

N——經過時間T的熱中子密度；

τ

——巖石的熱中子壽命。3.不同時間熱中子的變化三中子壽命測井的基本原理式中：11

4.熱中子壽命的測量原理任何時刻存在的俘獲伽馬射線的強度與儀器周圍中子密度成正比。因此刻度后，我們記錄（測量）俘獲伽馬射線強度，可以求得（計算出）熱中子的壽命（或地層宏觀俘獲截面Σ）。

T1時刻：探測器記錄的俘獲伽馬射線的計數率N1；三中子壽命測井的基本原理（1）4.熱中子壽命的測量原理三中子壽命測井的基本原理（1）12T2時刻：探測器記錄的俘獲伽馬射線的計數率；三中子壽命測井的基本原理（2）將(1)式除以(2)式得:（3）由（3）式，對兩邊取對數（自然對數）得：T2時刻：探測器記錄的俘獲伽馬射線的計數率；三中子壽命測135.用常用對數換算自然對數得：三中子壽命測井的基本原理也就是說，如果分別在T1,T2時間段內記錄俘獲伽馬射線的計數率，，則可以通過上式刻度成熱中子壽命，由熱中子壽命與地層對熱中子宏觀俘獲截面的關系，同樣可以計算得到。5.用常用對數換算自然對數得：三中子壽命測井的基本原理14三中子壽命測井的基本原理6.地層的宏觀截面伽馬計數率隨時間的衰減如圖10-12，其中，地層衰減區的斜率決定于或，因此，應在地層衰減區進行N1和N2的測量。三中子壽命測井的基本原理6.地層的宏觀截面伽馬計數率隨時15三中子壽命測井的基本原理實際測井中N1和N2不可避免的要受到自然伽馬計數率的影響，因此，中子壽命測井采用了三個計數門，分別記錄N1、N2和Nb，因此，實際上中子壽命的測量時的N1、N2應分別對應的是N1-Nb、N2-Nb。熱中子密度的變化不僅是時間的函數，而且也是空間的函數。我們只是選擇了特定的源距后，進行上述討論的。圖10-13給出了與源距的關系。當源距大于5～20in，隨源距的增大而增大，當源距為30in時，等于的真值，而源距再大，則偏大。一般對于常見的儲層，源距選45cm較好，而且由于受到各種條件的限制，一般認為測井得到的中子壽命和地層的宏觀俘獲截面稱為視值，而不是真值。三中子壽命測井的基本原理實際測井中N1和N2不可避免的要受16四中子壽命測井測量和的方法1、固定門測量法中子的脈沖寬度、發射頻率、各個計數門的延遲時間和寬度都不變。(1)中子脈沖寬度50us；每2500us發射一次中子脈沖；(2)基本延時（發射脈沖－1門計數），淡水泥漿選400us；鹽水泥漿選200us；(3)設一個積分道和四個微分道。積分道記錄總的伽馬計數；門IIIIIIIV寬度200us，前三個依次測量，而第四個延時2200us，記錄本底；利用門I、II確定和；四中子壽命測井測量和的方法1、固定門測量法17四中子壽命測井測量和的方法缺點：(1)中子的脈沖寬度和間隔不變，不能很好適應地層，對于小的則應使用較窄的脈沖和較小的時間間隔；(2)個微分道道寬相同，后面的計數率誤差較大。四中子壽命測井測量和的方法缺點：18四中子壽命測井測量和的方法2、比例因子法將中子壽命測井的各個時間間隔取為的整數倍，以適應地層的變化，避免上述固定門的缺點，提高測量的精度。脈沖寬度為，基本延時為3，門I寬為1，其他門寬為2,中子脈沖周期為10。門I和II用來測量和，門III測量本底。要求：保證N1/N2＝2，使振蕩器的周期為;控制系統：根據振蕩頻率的變化適時調整各門的開門時間和寬度。四中子壽命測井測量和的方法2、比例因子法19熱中子壽命與物質的宏觀俘獲截面有關，即地層介質的宏觀俘獲截面越大，則熱中子壽命越短，地層介質的宏觀俘獲截面是指巖石中各個核素的微觀俘獲截面的總和。在沉積巖中，氫核素的微觀俘獲截面比其他核素的微觀俘獲截面大得多。也就是說巖石的宏觀俘獲截面主要取決于地層中氯的含量，或說取決于地層水的礦化度。五、中子壽命測井地質意義熱中子壽命與物質的宏觀俘獲截面有關，即地層介質的宏觀俘獲20六中子壽命測井的應用

1.劃分油水層礦化度較高的水層有比油層大的俘獲截面（或較小的熱中子壽命）。2.觀察油水或氣水界面的變化油層在采油過程中含水飽和度不斷變化，油水界面向上移動，利用不同時間測量的宏觀俘獲截面或中子壽命，則可以了解油水或氣水界面變化情況。六中子壽命測井的應用1.劃分油水層21TDT1——完井后不久測量的，為實線；TDT2——投產三年后未停產測得的，長虛線；TDT3——投產三年后又停產四個月測得的，為小點線。六中子壽命測井的應用TDT1——完井后不久測量的，為實線；六中子壽命測井的應用223.求孔隙度對于不含油氣的純地層來說，地層的宏觀俘獲截面Σ為：六中子壽命測井的應用其中：

Σ

—為地層的宏觀俘獲截面（測井所得到）；

Σma

—巖石的骨架參數；

Σw

—巖石的流體參數；則：3.求孔隙度六中子壽命測井的應用其中：則：234.求含水飽和度(1)如果已知，則對含油氣純地層來說：六中子壽命測井的應用其中：Σk

—油氣的宏觀俘獲截面；整理得：4.求含水飽和度六中子壽命測井的應用其中：Σk—油24式中：Σma——巖石的宏觀俘獲截面；

Σw——水的宏觀俘獲截面；

ф——孔隙度（上述值均可查表求得）(2)含泥質地層中：六中子壽命測井的應用Vsh，Σsh分別為泥質的體積含量和宏觀俘獲截面。式中：Σma——巖石的宏觀俘獲截面；六中子壽命測井的應用25問題：如果當地層水礦化度較高時，即氯的含量相對較高時，那么對于水層和油層來說，水層的宏觀俘獲截面要大于油層，而熱中子壽命則小于油層。（對否？）根據熱中子壽命測量的性質研制出熱中子壽命測井。（利用中子壽命來研究地層的性質）六中子壽命測井的基本原理問題：六中子壽命測井的基本原理26第二節非彈性散射伽馬能譜測井

一．非彈性散射伽馬能譜測井二．非彈性散射伽馬能譜測井基本原理三．非彈性散射伽馬能譜測井的應用第二節非彈性散射伽馬能譜測井一．非彈性散射伽馬能譜測井27一非彈性散射伽馬能譜測井利用脈沖中子源向地層發射14Mev的高能快中子，測量這些快中子與地層物質的核素發生非彈性散射放出的伽馬射線的能譜的一種測井方法。一非彈性散射伽馬能譜測井利用脈沖中子源向地層發28二非彈性散射伽馬能譜測井基本原理快中子與地層中不同核素發生非彈性散射放出的伽馬射線能量是不同的，因此，只要對不同能量的伽馬射線分別加以記錄就可以確定地層中存在某種核素和它們各自的濃度。我們知道，中子打入地層，先要進行非彈性散射，而后才能發生彈性散射，最后被地層俘獲，這也是中子在地層中所經歷的三個過程。因此，如果限定一定的時間，我們是可以測量非彈性散射伽馬能譜的。二非彈性散射伽馬能譜測井基本原理快中子與地層29三非彈性散射伽馬能譜測井的應用巖石內常見的核素中，C12和O16都具有較大的快中子非彈性散射截面，并且產生的非彈性散射伽馬射線均具有較高的能量。我們可以通過記錄C12和O16的非彈性散射伽馬射線的強度確定C、O含量，而C12和O16又是油、氣、水很好的指示元素，因此，利用非彈性散射伽馬能譜測井發展了C/O能譜測井。也就由C/O來確定儲層的含油飽和度。下面介紹了非彈性散射伽馬能譜測井的主要應用。三非彈性散射伽馬能譜測井的應用巖石內常見的核素301．確定含油飽和度So一般根據C/O和含油飽和度的關系曲線來確定，見右圖。給定

—可由其它孔隙度測井資料得到；對應C/O——對應一個So。

三非彈性散射伽馬能譜測井的應用1．確定含油飽和度So三非彈性散射伽馬能譜測井的應用312．利用C/O測井曲線劃分水淹層利用C/O在油、水層的差別可知，如果油層被水淹，則對于水淹層C/O下降，這也是C/O劃分水淹層的依據。

A、B層的C/O曲線幅度明顯低于它們中間油層的幅度，說明A、B被水淹。三非彈性散射伽馬能譜測井的應用2．利用C/O測井曲線劃分水淹層三非彈性散射伽馬能譜測井323.以Si/Ca定性指示巖性假如記錄Si、Ca的非彈性散射伽馬能譜，則可得到Si/Ca比。砂巖的主要成分SiO2

石灰巖的主要成分CaCO3因此，可由Si/Ca比劃分巖性。三非彈性散射伽馬能譜測井的應用3.以Si/Ca定性指示巖性三非彈性散射伽馬能譜測井334.確定孔隙度指數和泥質指數用所記錄的氫、鈣、硅以及鐵的俘獲伽馬射線的計數率，計算孔隙度指數和泥質指數。三非彈性散射伽馬能譜測井的應用4.確定孔隙度指數和泥質指數三非彈性散射伽馬能譜測井的應34第三節中子活化測一．中子活化測井的基本原理二．活化測井的幾種類型三．中子活化測井的應用第三節中子活化測一．中子活化測井的基本原理35一中子活化測井的基本原理

1.活化的概念用脈沖中子源向地層發射14Mev的快中子，中子使地層中的某些穩定的核素轉化成放射性核素——核被活化。

2.活化伽馬射線活化核不穩定，且一般半衰期較短，活化核衰變放出活化伽馬射線。注意：不同核衰變產生的射線的特征能量是不同的。因此，記錄不同能量的活化射線，可以用來識別地層中存在的核素及濃度。一中子活化測井的基本原理1.活化的概念36二活化測井的幾種類型

1．硅測井利用高能快中子使儲層骨架中的硅活化,放出1.782MeV的活化伽馬射線,并測量其強度值。活化核反應式：二活化測井的幾種類型1．硅測井37

2．鋁測井快中子引起鋁核活化，放出能量為1.015MeV和0.84MeV的活化伽馬射線。活化核反應式：二活化測井的幾種類型2．鋁測井二活化測井的幾種類型38三中子活化測井的應用1．利用硅測井識別巖性砂巖骨架主要是SiO2，碳酸鹽巖骨架基本不含SiO2，因此，可以利用硅測井區別砂巖和碳酸鹽巖。2．利用硅鋁比（Si/Al）確定泥質含量泥巖由于晶格置換作用等，使得其中一部分硅為鋁所代替因而其中鋁的含量較高。三中子活化測井的應用1．利用硅測井識別巖性39一般泥巖的Si/Al比相對砂巖來說低很多，因此可以利用Si/Al比與泥質含量的關系曲線求泥質含量，如右圖。

3．利用Si/Ca比可以區分碳酸鹽巖（同硅測井）三中子活化測井的應用一般泥巖的Si/Al比相對砂巖來說低很多，因此可40第十章脈沖中子測井第一節中子壽命測井（NLL）第二節非彈性散射伽馬能譜測井第三節中子活化測井脈沖中子測井：所謂脈沖中子指的是脈沖中子源每隔一定時間發射一定寬度的中子，照射地層，通過研究中子與地層的相互作用，以研究地層性質。第十章脈沖中子測井第一節中子壽命測井（NLL）脈沖中41第一節中子壽命測井（NLL）一、中子壽命測井二、熱中子壽命與地層對熱中子宏觀俘獲截面的關系三、中子壽命測井的基本原理四、中子壽命測井的應用第一節中子壽命測井（NLL）一、中子壽命測井42一中子壽命測井中子壽命測井（neutronlifetimelog,NLL）也叫熱中子衰減時間測井(ThermalDecayTimeLog)，是最早投入使用的一種脈沖中子測井。測井時，利用脈沖中子源發射高能快中子（14Mev），脈沖照射地層，用伽馬探測器探測經地層慢化產生的熱中子被俘獲放出的伽馬射線，根據計數率隨時間的衰減，進而計算熱中子壽命和地層的熱中子的宏觀俘獲截面，從而研究地層性質（特別是含油性）的一種測井方法。在地層中，宏觀俘獲截面和熱中子壽命主要與氯的含量有關，與地層水礦化度有關。一中子壽命測井中子壽命測井（neutron43二熱中子壽命與地層對

熱中子宏觀俘獲截面的關系

1、熱中子壽命熱中子壽命，是指熱中子從產生的瞬間起到被俘獲的時刻所經歷的平均時間，單位是us。計算時，它等于熱中子中的63.2%被俘獲所經過的時間：當2、宏觀俘獲截面Σ單位體積介質中所有原子核的微觀俘獲截面之和，單位cm-1，一般定義一個基本的宏觀俘獲截面單位為10-3cm-1

，稱作俘獲單位并記作c.u.。二熱中子壽命與地層對

熱中子宏觀俘獲截面的關系1443、τ與Σ的關系τ—表示地層的熱中子壽命，單位us；Σ—表示地層對熱中子的宏觀俘獲截面，單位cm-1；二熱中子壽命與地層對

熱中子宏觀俘獲截面的關系其中A為某一待定的常數；υ為熱中子速度,25oC為2.2x105cm/s。也就是說，熱中子壽命與地層對熱中子的宏觀俘獲截面成反比關系，即地層的宏觀俘獲截面越大，熱中子壽命越小。3、τ與Σ的關系二熱中子壽命與地層對

熱中子宏觀俘獲截454、巖石的熱中子壽命和宏觀俘獲截面常見巖石的主要礦物的俘獲截面都很小，熱中子壽命都很長，而孔隙流體的熱中子俘獲截面比大部分骨架礦物的大很多，因此，Σ受到孔隙度的影響。(硼、汞等宏觀俘獲截面特別大，因此，微量的硼、汞就能使Σ增大，目前的硼中子測井就是利用了硼的這種性質。）二熱中子壽命與地層對

熱中子宏觀俘獲截面的關系4、巖石的熱中子壽命和宏觀俘獲截面二熱中子壽命與地層對46三中子壽命測井的基本原理中子從其產生，經過和地層原子核發生非彈性散射，彈性散射，逐漸減速為熱中子，熱中子被俘獲產生俘獲伽馬射線。

1.熱中子壽命（τ）

熱中子從其產生到它被吸收為止經歷的平均時間指的是統計概念，即熱中子從其產生到被吸收經歷的時間有長、有短，我們講的τ是一種平均值。三中子壽命測井的基本原理中子從其產生，經過和地層47三中子壽命測井的基本原理2.中子壽命測井的依據空間某一體積中子密度隨時間的變化率為此式也稱為中子的守恒定律。快中子在輕核中的減速時間f約為幾十微秒，大約在2～3個f，絕大多數的快中子都變成了熱中子，中子壽命測井在中子脈沖結束后200～300us才開始計數，則空間所有的快中子都變成了熱中子，因而，在下次脈沖來之前，熱中子的產生率為0。三中子壽命測井的基本原理2.中子壽命測井的依據此式也稱為中48三中子壽命測井的基本原理泄漏率是指進出某一體積內的中子數相抵消后造成的中子密度的變化率。在離源較近的區域，進的少而出去得多，對于較遠區域，則是進得多而出去的少，選擇合適的源距，則可使泄漏率為零。則中子密度的變化率只取決于吸收率而吸收率＝三中子壽命測井的基本原理泄漏率是指進出某一體積內的中子數相49三中子壽命測井的基本原理設t=0時，n=n0，則K=n0。則空間某一區域（點）不同時間熱中子密度則表示為此式是中子壽命測井測量熱中子壽命的依據。三中子壽命測井的基本原理設t=0時，n=n0，則K=n503.不同時間熱中子的變化

熱中子產生后，它在地層中發生擴散，地層中某點的熱中子密度按指數規律隨時間衰減：三中子壽命測井的基本原理式中：N0——衰減開始時的熱中子密度；

N——經過時間T的熱中子密度；

τ

——巖石的熱中子壽命。3.不同時間熱中子的變化三中子壽命測井的基本原理式中：51

4.熱中子壽命的測量原理任何時刻存在的俘獲伽馬射線的強度與儀器周圍中子密度成正比。因此刻度后，我們記錄（測量）俘獲伽馬射線強度，可以求得（計算出）熱中子的壽命（或地層宏觀俘獲截面Σ）。

T1時刻：探測器記錄的俘獲伽馬射線的計數率N1；三中子壽命測井的基本原理（1）4.熱中子壽命的測量原理三中子壽命測井的基本原理（1）52T2時刻：探測器記錄的俘獲伽馬射線的計數率；三中子壽命測井的基本原理（2）將(1)式除以(2)式得:（3）由（3）式，對兩邊取對數（自然對數）得：T2時刻：探測器記錄的俘獲伽馬射線的計數率；三中子壽命測535.用常用對數換算自然對數得：三中子壽命測井的基本原理也就是說，如果分別在T1,T2時間段內記錄俘獲伽馬射線的計數率，，則可以通過上式刻度成熱中子壽命，由熱中子壽命與地層對熱中子宏觀俘獲截面的關系，同樣可以計算得到。5.用常用對數換算自然對數得：三中子壽命測井的基本原理54三中子壽命測井的基本原理6.地層的宏觀截面伽馬計數率隨時間的衰減如圖10-12，其中，地層衰減區的斜率決定于或，因此，應在地層衰減區進行N1和N2的測量。三中子壽命測井的基本原理6.地層的宏觀截面伽馬計數率隨時55三中子壽命測井的基本原理實際測井中N1和N2不可避免的要受到自然伽馬計數率的影響，因此，中子壽命測井采用了三個計數門，分別記錄N1、N2和Nb，因此，實際上中子壽命的測量時的N1、N2應分別對應的是N1-Nb、N2-Nb。熱中子密度的變化不僅是時間的函數，而且也是空間的函數。我們只是選擇了特定的源距后，進行上述討論的。圖10-13給出了與源距的關系。當源距大于5～20in，隨源距的增大而增大，當源距為30in時，等于的真值，而源距再大，則偏大。一般對于常見的儲層，源距選45cm較好，而且由于受到各種條件的限制，一般認為測井得到的中子壽命和地層的宏觀俘獲截面稱為視值，而不是真值。三中子壽命測井的基本原理實際測井中N1和N2不可避免的要受56四中子壽命測井測量和的方法1、固定門測量法中子的脈沖寬度、發射頻率、各個計數門的延遲時間和寬度都不變。(1)中子脈沖寬度50us；每2500us發射一次中子脈沖；(2)基本延時（發射脈沖－1門計數），淡水泥漿選400us；鹽水泥漿選200us；(3)設一個積分道和四個微分道。積分道記錄總的伽馬計數；門IIIIIIIV寬度200us，前三個依次測量，而第四個延時2200us，記錄本底；利用門I、II確定和；四中子壽命測井測量和的方法1、固定門測量法57四中子壽命測井測量和的方法缺點：(1)中子的脈沖寬度和間隔不變，不能很好適應地層，對于小的則應使用較窄的脈沖和較小的時間間隔；(2)個微分道道寬相同，后面的計數率誤差較大。四中子壽命測井測量和的方法缺點：58四中子壽命測井測量和的方法2、比例因子法將中子壽命測井的各個時間間隔取為的整數倍，以適應地層的變化，避免上述固定門的缺點，提高測量的精度。脈沖寬度為，基本延時為3，門I寬為1，其他門寬為2,中子脈沖周期為10。門I和II用來測量和，門III測量本底。要求：保證N1/N2＝2，使振蕩器的周期為;控制系統：根據振蕩頻率的變化適時調整各門的開門時間和寬度。四中子壽命測井測量和的方法2、比例因子法59熱中子壽命與物質的宏觀俘獲截面有關，即地層介質的宏觀俘獲截面越大，則熱中子壽命越短，地層介質的宏觀俘獲截面是指巖石中各個核素的微觀俘獲截面的總和。在沉積巖中，氫核素的微觀俘獲截面比其他核素的微觀俘獲截面大得多。也就是說巖石的宏觀俘獲截面主要取決于地層中氯的含量，或說取決于地層水的礦化度。五、中子壽命測井地質意義熱中子壽命與物質的宏觀俘獲截面有關，即地層介質的宏觀俘獲60六中子壽命測井的應用

1.劃分油水層礦化度較高的水層有比油層大的俘獲截面（或較小的熱中子壽命）。2.觀察油水或氣水界面的變化油層在采油過程中含水飽和度不斷變化，油水界面向上移動，利用不同時間測量的宏觀俘獲截面或中子壽命，則可以了解油水或氣水界面變化情況。六中子壽命測井的應用1.劃分油水層61TDT1——完井后不久測量的，為實線；TDT2——投產三年后未停產測得的，長虛線；TDT3——投產三年后又停產四個月測得的，為小點線。六中子壽命測井的應用TDT1——完井后不久測量的，為實線；六中子壽命測井的應用623.求孔隙度對于不含油氣的純地層來說，地層的宏觀俘獲截面Σ為：六中子壽命測井的應用其中：

Σ

—為地層的宏觀俘獲截面（測井所得到）；

Σma

—巖石的骨架參數；

Σw

—巖石的流體參數；則：3.求孔隙度六中子壽命測井的應用其中：則：634.求含水飽和度(1)如果已知，則對含油氣純地層來說：六中子壽命測井的應用其中：Σk

—油氣的宏觀俘獲截面；整理得：4.求含水飽和度六中子壽命測井的應用其中：Σk—油64式中：Σma——巖石的宏觀俘獲截面；

Σw——水的宏觀俘獲截面；

ф——孔隙度（上述值均可查表求得）(2)含泥質地層中：六中子壽命測井的應用Vsh，Σsh分別為泥質的體積含量和宏觀俘獲截面。式中：Σma——巖石的宏觀俘獲截面；六中子壽命測井的應用65問題：如果當地層水礦化度較高時，即氯的含量相對較高時，那么對于水層和油層來說，水層的宏觀俘獲截面要大于油層，而熱中子壽命則小于油層。（對否？）根據熱中子壽命測量的性質研制出熱中子壽命測井。（利用中子壽命來研究地層的性質）六中子壽命測井的基本原理問題：六中子壽命測井的基本原理66第二節非彈性散射伽馬能譜測井

一．非彈性散射伽馬能譜測井二．非彈性散射伽馬能譜測井基本原理三．非彈性散射伽馬能譜測井的應用第二節非彈性散射伽馬能譜測井一．非彈性散射伽馬能譜測井67一非彈性散射伽馬能譜測井利用脈沖中子源向地層發射14Mev的高能快中子，測量這些快中子與地層物質的核素發生非彈性散射放出的伽馬射線的能譜的一種測井方法。一非彈性散射伽馬能譜測井利用脈沖中子源向地層發68二非彈性散射伽馬能譜測井基本原理快中子與地層中不同核素發生非彈性散射放出的伽馬射線能量是不同的，因此，只要對不同能量的伽馬射線分別加以記錄就可以確定地層中存在某種核素和它們各自的濃度。我們知道，中子打入地層，先要進行非彈性散射，而后才能發生彈性散射，最后被地層俘獲，這也是中子在地層中所經歷的三個過程。因此，如果限定一定的時間，我們是可以測量非彈性散射伽馬能譜的。二非彈性散射伽馬能譜測井基本原理快中子與地層69三非彈性散射伽馬能譜測井的應用巖石內常見的核素中，C12和O16都具有較大的快中子非彈性散射截面，并且產生的非彈性散射伽馬射線均具有較高的能量。我們可以通過記錄C12和O16的非彈性散射伽馬射線的強度確定C、O含量，而C12和O16又是油、氣、水很好的指示元素，因此，利用非彈性散射伽馬能譜測井發展了C/O能譜測井。也就由C/O來確定儲層的含油飽和度。下面介紹了非彈性散射伽馬能譜測井的主要應用。三非彈性散射伽馬能譜測井的應用巖石內常見的核素701．確定含油飽和度So一般根據C/O和含油飽和度的關系曲線來確定，見右圖。給定

—可由其它孔隙度測