电子线路
探测器 中子发生器
高精C/O测井仪
仪器
SNP
仪器
电子线路
相对于普通的碳氧比，高 精度体现在探测器晶体：
NaI→BGO
探测器 中子发生器
中子发生器
高精度C/O测井仪
锗酸铋（BGO）晶体对伽马 射线比碘化钠晶体更为敏 感，且必须放置于杜瓦真 空瓶中冷藏保存。
SNP
地层原子
测量模式
10微秒 非弹性碰撞释放伽马射线
矿化度 孔隙度 探测深度
硼中子（PND） 42.8
中子俘获 无影响 无影响 25-50cm
井筒液要求 矿化度大于 50000的卤水
技术指标
提纲
一、原理综述 二、PND 三、硼中子 四、SNP
SNP
即高精度 C/O，由中子发 生器、屏蔽体、 探测器、电子 线路组成。， 仪器外壳直径 94mm，长度 410中0m子m发.生器
Count rate of gamma ray
Water flooded zone
Oil bearing zone
硼中子的施工工艺决定了该测井技术只能适用于 射开地层的饱和度测量。
硼中子
测量模式
地层原子
10微秒 非弹性碰撞释放高能伽马射线
1000微秒 热中子俘获释放低能伽马射线
1秒以上 中子活化释放伽马射线
影响仪器选择的因素
矿化度
地质因素
井筒环境
岩性
地层物性
PND SNP 硼中子
测量模式
仪器外径 工程因素
探测深度
提纲
一、原理综述 二、PND 三、硼中子 四、SNP
监测系列和主要仪器
PND测试仪（康普乐公司）
过
中子俘获系列(PNC)
套
硼中子寿命测井（国产）
管
储
层 评
C/O测试仪（80年代产品）
价
中子非弹性碰撞系列
油层：∑log = 14.2c.u 气层：∑log = 12.2c.u 水层：∑log = 10.6c.u
临界条件下油气水俘获截面较为 接近，且受误差影响，PND的分 辨率无法识别油气水。
测井响应： ∑log = （1-Vsh- Ф）∑M + ФSw ∑w+Vsh ∑sh+ Ф（1-Sw）∑H
岩石基质
测井响应： ∑log = （1-Vsh- Ф）∑M + ФSw ∑w+Vsh ∑sh+ Ф（1-Sw）∑H
岩石基质
水 泥质成分
烃
烃
（1-Sw）Ф
体
地
水
Sw Ф
积
层
百
组
泥质成分
Vsh
分
分
数
岩石基质
1- Ф-Vsh
PND
地层模型
烃
（1-Sw）Ф
水
Sw Ф
泥质成分
Vsh
岩石基质
1- Ф-Vsh
测井响应
计算实例：
高精度C/O测试仪（大庆）
原理图解
10微秒 非弹性碰撞释放高能伽马射线
地层原子
1000微秒 热中子俘获释放低能伽马射线
14MeV 中子
1秒以上 中子活化释放伽马射线
0-10μs：产生的伽马射线来自非弹性碰撞，用途：碳氧比测量 10-1000μs ：产生的伽马射线来自中子俘获，用途：中子俘获测量
1s以上：产生不稳定的伽马射线
水 泥质成分
烃
PND
其他影响因素
井筒环境
1、井筒液
最佳的井筒液为矿化度50000以上的卤水（俘获截面大 于38），以保证井筒对热中子的俘获时间极短，从而使 得信号的来源主要源自地层，故建议地层水洗井。但井 筒流体侵入射开地层，也影响了测井结果，这是一个矛 盾。最差的井筒液为气体。
2、井筒半径
井筒半径越大，探头接受的伽马射线信号越弱。同理套 管外水泥环越厚，信号越弱。
质
地 层 流 体
测井响应
C log C地层流体 C岩石基质 C井筒
O
O地层流体 O岩石基质 O井筒
仪器测量的碳氧比为地层流体、 岩石基质、和井筒流体综合的碳氧 比。
最佳的井筒流体是水，水中不 含碳，有助于消除井筒对测量结果 的干扰。所以SNP测井前必须洗井 以尽可能消除井筒中任何形式的残 留碳。
在较为纯净的砂岩中可假设Vsh=0
假设Ф=0.3 ，∑M =10 c.u，∑H =21.0 c.u ∑w=58 c.u ，水层Sw=1，油气层 Sw=0.2 代入测井响应方程
水层： ∑log =（1-0.3）*10.0+0.3*（1.0-1.0)*21.0+0.3*1.0*58.0=24.4c.u 油层： ∑log =（1-0.3）*10.0+0.3*（1.0-0.2)*21.0+0.3*0.2*58.0=15.5c.u 气层： ∑log =（1-0.3）*10.0+0.3*（1.0-0.2)*8.0+0.3*0.2*58.0=12.4c.u
离差越大含水饱和度越高
无离差
有离 差
硼中子
技术界限探讨
含水饱和度： 东辛地区：
SW
log后 log前
(W后 W前 )
B
∑地层水 = 58（矿化度取100000）
SW
Ф(∑w后- ∑w前)约接
因为∑硼 = 760，理论上可配置出
近于0，Sw的计算 0~760任何俘获截面的硼酸水，通
误差越大
提纲
一、原理综述 二、PND 三、硼中子 四、SNP
PND
直径
1 11/16" （42.8mm）
长度
29'5" (includes CCL, GR, and cable head adapter)
耐压
15,000 psi
（103Mpa）
耐温 300° F（150° C）
中子源输出
2 x 108 neutrons/second, constant 10% duty cycle
两式相减：
SW
log后 log前
(W后 W前 )
硼中子
技术界限探讨
水淹程度判别依据
Sw= （∑log后- ∑log前)/ Ф(∑w后- ∑w前) 分子（离差）：∑log后- ∑log前 分母：Ф(∑w后- ∑w前)
根据Sw计算公式，从曲 线上定性判断，离差越 大，含水饱和度越高， 地层出水越严重。
（1-Sw）Ф
Sw Ф Vsh
假设注入硼酸前后地层水俘 获截面为∑w前 和∑w后 。
注硼前后测井响应方程如下：
∑log前 = （1-Vsh- Ф）∑M + ФSw ∑w前+Vsh ∑sh+ Ф（1-Sw）∑H
岩石基质
1- Ф-Vsh
∑log后 = （1-Vsh- Ф）∑M + ФSw ∑w后+Vsh ∑sh+ Ф（1-Sw）∑H
常可达250，故Ф(∑w后- ∑w前)远
大于0，理论上可以认为硼中子测
井计算的Sw可靠性很高，且不受
孔隙度和矿化度的影响。
0
B
技术界限探讨
硼中子寿命测井在理论上可靠性较高的情况下， 其实际效果受以下两方面限制：
1、注硼中子寿命测井是人为提高含水层位的热中子 俘获截面的一种工艺方法，侧重于在工艺上将油水 层的曲线特征分开，硼施中工子测中井诸主如要用注于硼定压性 力，硼酸浓 度等对最终的结果都的有判重别出要水影层响位，。定整量个判 施工工艺是 保证可靠性的关键。断佳含，水要饱提和高度其的可可靠靠性性，不必 2、在层间矛盾不突出须结的合射其孔它的层动应态基资料本。能够达到替 液前后两次俘获截面测井曲线的离差幅度与射孔层 含水饱和度成正比。但对于层间矛盾突出的射孔层， 因为无法实现均匀注硼（相当于吸水剖面不均匀）， 测试技结果符合率不高。
SNP
实例
深度
0 2243.5 2252.3
2271 2287.9 2310.6 2325.3 2340.3 2352.8 2364.5 2374.5 2398.6
1000微秒
热中子俘获释放伽马射线
1秒以上 中子活化释放伽马射线
中子
0-10us：产生的伽马射线来自非弹性碰撞，用途：碳氧比测量
非弹性碰撞热中子俘获无关，故其测量与地层水 矿化度无关，适用于低矿化度和未知矿化度的地 层中。在高矿化度地层中PND是首选。该模式下 探测深度仅23cm。
SNP
岩
石
井
基
筒
它工艺关键是：“测—注（渗）—测”技术,即将中子寿命 测井仪器放入到井中，测一条曲线，称为“污水曲线”，简称 基线，第二步运用特殊的工艺，把硼酸水灌注到地层中去，做 业压力小于生产压差，然后再测一条曲线，叫做“硼水曲线”， 简称曲线，这是做业后硼水环境中的资料。
硼中子
施工工艺
硼中子寿命测井工艺示意图
PND-S
适用性评价
➢PND测井临界条件：孔隙度大于15%，地层水矿化度大于50000ppm
在较为纯净的砂岩中可假设Vsh=0
烃
（1-Sw）Ф 将Ф = 15%，50000盐度的地层水俘获
截面为38c.u，油层和气层Sw取0.2，代
水
Sw Ф
入测井响应方程。
泥质成分 岩石基质
Vsh 1- Ф-Vsh
—— 估算目前的剩余油饱和度；
—— 判断水淹层、未动用层；
—— 判断出水点；
—— 油田动态监测：利用时间 12”
推移测井
14”
节箍 自然伽马探头
远探头 近探头 中子发生器
硼中子寿命测井使用PND-S测井仪完成测井
硼中子
施工工艺
硼中子寿命测井是在中子寿命测井基础上发展起来的，是在 改变井筒附近地层内的流体环境前后测取资料。