[发明专利]一种元素产额与热中子计数比组合的孔隙度测量方法

说明书

本发明公开了一种元素产额与热中子计数比组合的孔隙度测量方法。本发明采用三探测器脉冲中子仪器测量，将热中子探测器获取的热中子计数比和由伽马探测器测量的非弹性散射伽马能谱和俘获伽马能谱所提取的元素产额组合评价地层孔隙度。利用仪器在标准石灰岩刻度井群的测量结果确定标准条件下中子孔隙度与热中子计数比的关系，再根据指定井建立数值模拟模型，模拟得到不同岩性及矿物组成条件下的元素产额，通过对实测元素产额和模拟元素产额进行非线性回归分析，得到岩性因子、热中子计数比与地层孔隙度之间的关系。本发明利用地层元素产额确定岩性因子，消除了岩性及矿物组成对中子孔隙度的影响，提高了非常规复杂岩性储层中孔隙度评价的准确性。

技术领域

本发明属于矿场地球物理测井技术领域，具体涉及一种元素产额与热中子计数比组合的孔隙度测量方法。

背景技术

随着石油工业的发展以及常规油气资源的大量开采，目前非常规油气资源已经成为全球化石能源的主要来源。1990年以来，全球非常规油气新增储量241亿吨油当量，占全球新增储量的16.7％。2019年全球非常规油气产量分别占世界油气总产量的12.1％和29.8％，可见非常规油气资源的勘探开发已成为未来石油工业发展的主要方向。

非常规油气资源主要包括碳酸盐岩缝洞油气、致密砂岩油气、页岩油气、煤层气和天然气水合物等。通常定义下的非常规油气储层具有孔喉直径小(小于1μm)、渗透率低(小于1×10³μm²)以及孔隙度低(小于10％)等特点，同时与常规砂泥岩储层相比，非常规油气储层的岩性和矿物组成更加复杂，这些特征使得传统油气勘探方法的探测精度无法满足非常规油气勘探的现场需求。

地层孔隙度是确定储层物性和含油气性的重要指标，脉冲中子测井技术作为确定地层中子孔隙度的重要方法。脉冲中子测井仪器通常采用一个D-T中子发生器和多个中子探测器或伽马探测器。经过多年的发展，中子孔隙度测井技术已经非常成熟，但由于中子孔隙度测井受井眼和地层环境的影响较大，尤其当地层岩性和矿物组成较为复杂时，中子孔隙度的测量结果偏差很大，导致储层的定性解释结论不准确。

发明内容

本发明针对上述不足，提出了一种元素产额与热中子计数比组合的孔隙度测量方法，基于三探测器脉冲中子仪器，利用地层元素产额表征不同地层矿物类型影响中子孔隙度测量结果的岩性因子，通过将实际测量结果与数值模拟计算结果相结合确定岩性因子，利用岩性因子消除地层岩性和矿物组成对中子孔隙度测量结果的影响，从而实现对中子孔隙度的准确计算。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种元素产额与热中子计数比组合的孔隙度测量方法，采用三探测器脉冲中子仪器进行测量，具体包括以下步骤：

步骤一，将三探测器脉冲中子仪器分别置于标准石灰岩刻度井群和指定井中进行测量，其中，利用伽马探测器记录得到各井的非弹性散射伽马能谱和俘获伽马能谱，近热中子探测器和远热中子探测器分别测量得到热中子计数；

步骤二，根据各标准石灰岩刻度井的非弹性散射伽马能谱和俘获伽马能谱，计算不同孔隙度条件下标准石灰岩刻度井中Ca、C和O的产额，通过计算各标准石灰岩刻度井中近热中子探测器与远热中子探测器的热中子计数比R_c，得到不同孔隙度条件下标准石灰岩刻度井的热中子计数比R_c，通过确定标准石灰岩刻度井中孔隙度φ与热中子计数比R_c的关系，得到中子孔隙度刻度公式，如式(1)所示：

φ＝AR_c²+BR_c+C (1)

式中，A、B、C均为刻度系数；