1樓：巫依琴
pnn是脈衝中子一中子(pulse neutron neutron)儀器的簡稱,使用中子發生器向地層發射14.1mev的快中子,經過一系列的非彈性碰撞(10-10-s)和彈性碰撞(10-610-3s),當中子的能量與組成地層的原子處於熱平衡狀態時,中子處於熱中子能量級,此時它的能量是0.025ev左右,速度2.
2×103cm/s,直到被地層俘獲。pnn儀器利用兩個探測器(即長、短源距探測器)記錄從快中子束髮射30us後的1800us時間內的熱中子記數率,每個探測器均將其時譜記錄分成60道,每道30us,根據各道記錄的熱中子記數生成熱中子時間衰減譜,從而可以有效地求取地層的巨集觀俘獲截面。同時利用兩個中子探測器上得到的中子記數的比值就可以計算儲層含氫指數。
據此在低礦化度地層水條件下,分辨近井地帶的油水分佈,計算含油飽和度、劃分水淹級別、求取儲層孔隙度、計算儲層內泥質含量及主要礦物含量等等。與傳統的中子壽命測井相比,中子壽命測井記錄的是熱中子與地層俘獲反應釋放出的伽馬射線,反推熱中子的時間壽命,而pnn直接記錄俘獲反應前後熱中子記數率。
中子在任何一個時間的數量可以表達成為這樣一個公式:n1 = n0*e (-v*σabs*t1)
雙向液流( wfl )脈衝中子氧活化測井儀器中子發生器結構?
2樓：石油工業出版社
如圖3-1-10所示，雙向液流脈衝中子氧活化測井儀器特徵在於：被絕緣介質填充絕緣管裡的高壓倍加器長度為9～26cm、直徑為25～28mm，使得高壓倍加器一側能放探測器，源距為25～45cm。儀器具有一次下井測量上液體流動量或下液體流動量或同時測量上、下兩個方向液體流動量的功能，降低了測井成本，提高了時效。
雙向液流脈衝中子氧活化測井儀器：
上液流源距：近探測器30cm，中探測器60cm，遠探測器95cm。
下液流源距：近探測器30cm，中探測器80cm，遠探測器130cm。
該儀器在大慶油田現場測井20餘口，與單向液流脈衝中子氧活化測井儀器比較，測井時效提高近一倍，因上、下液流同時測量，資料準確，所以深受使用者歡迎。根據現場測井情況，上液流測量時，可以把長95cm遠探測器去掉，只保留近、中探測器。
雙向四探測器中子壽命測井儀器脈衝中子發生器結構?
3樓：石油工業出版社
奧地利某公司把中子壽命儀器的γ射線探測器改為氦三(3he)計數管。由於氦三計數管受γ射線影響小，該公司介紹在地層水礦化度為3000mg/l時，可以找水淹層。大慶油田開發多年的老區地層水礦化度為3000～4000mg/l，原生地層水礦化度為6000～9000mg/l，氯離子含量為2000～3000mg/l。
大慶油田及國內其他油田有的區塊應用pnn測井儀也有可能判斷油、氣、水層。雙向四探測器中子壽命測井儀器脈衝中子發生器結構如圖3-1-11所示。
在雙向四探測器中子壽命測井儀器脈衝中子發生器中子管兩端每端放置兩個氦三計數管或有一端放置兩個γ射線探測器。上、下兩個方向探測器源距一樣，近探測器源距為27～47cm，遠探測器源距為47～77cm。氦三計數管內部充3he氣體至4～10個大氣壓。
氦三計數管工作溫度為150℃，不需要放入金屬杜瓦瓶中；高溫碘化鈉晶體和光電倍增管也可以不放入金屬杜瓦瓶中。過去測井時只重複數十米，現在中子管兩端都有探測器，可以重複全井，所獲資訊量增大一倍，減少統計起伏誤差，提高了測量精度和測井質量。該儀器測速120～450m/h。
根據中子壽命在大慶油田開發多年老區測量注釓( gd )元素的經驗，在套管中測量的曲線與裸眼井自然電位曲線相似，因此可以用來求泥質含量。
核測井儀器的結構設計是？
4樓：石油工業出版社
對於核測井儀器結構設計，有人誤認為就是簡單的機械畫圖，特別是像碳氧比能譜、中子壽命、雙向液流脈衝中子氧活化等測井儀器，又沒有推靠器、扶正器，頂多畫百餘張圖紙，沒有研究價值，其實不然。現代核測井儀器由井下脈衝中子發生器、遮蔽體、探測器、數字控制電路組成，每部分又由各自的元件板、電子模組等組成；每大部分放在上、中、下哪個位置，它們的元件板怎樣擺放、如何固定及防震，才能使探測器源距符合測井方法原理要求；遮蔽體材料、幾何形狀、尺寸大小如何，才能減少井內液體、套管、水泥環的影響；各部分之間不產生電磁互相干擾，且拆裝方便，便於維修；儀器外殼不超長，能夠放入測井車鼠洞內，這些就是儀器結設計的基本內容。脈衝中子核測井儀器的結構設計主要內容之一是井下脈衝中子發生器結構設計。
其技術難點是中子管是一個特殊元件，其鈦氚靶電極加有120kv高壓，在井下儀器空間受限制的條件下，要求120kv高壓對儀器外殼及其他元件不放電不打火；在井下80～150℃高溫環境中，穩定可靠連續工作4～10h，這就是一項非常高的技術，沒有較高理論、沒有豐富經驗是不可能勝任的。諸家公司製造的井下中子發生器屢屢出現故障，導致不能完成生產任務，這也是無可非議的。
脈衝中子發生器是核測井儀器的「瓶頸」技術。脈衝中子發生器向前邁一小步，核測井儀器就向前跨越一大步。20世紀六七十年代，大慶油田地球物理測井研究所應用400hz正弦波航空發電機發電做電源的中子壽命發生器，做碳氧比專案的室內基礎試驗。
在孔隙度為35%的模型井中，井內充滿清水、有套管、水泥環的飽和純油砂、純水砂做試驗，碳氧比差值為0.10，放射性統計起伏誤差0.04，幾乎沒有差別。
上級主管部門和相當一部分技術人員說「碳氧比專案勞民傷財」，要求下馬呼聲甚高。在這關鍵時刻，筆者完成了中子管「半調頭」式脈衝中子發生器，加上了遮蔽體。在同一模型井各種條件都一樣情況下，再做試驗，使碳氧比差值由0.
10提高至0.20～0.23，相對變化由6%提高到15%，奠定了碳氧比專案的測井基礎。
在以後的數十年中，筆者對井下中子發生器繼續研究，研究出中子管「調頭」式脈衝中子發生器結構、「懸浮中子管離子源，一正一負，一推一拉」式脈衝中子發生器結構、「懸浮中子管離子源，靶接地」式脈衝中子發生器結構。由於脈衝中子發生器的這些改進，使專案組人員始終充滿信心，也使碳氧比測井儀發展到雙探測器bgo（鍺酸鉍）晶體數控測井。
當油田經過數十年注水開發，放射性鋇(131ba )塑料微球測井機理不存在時，把脈衝中子發生器直徑由粗變成細，完成了單向水流脈衝中子氧活化測井儀器的研製(由大慶油田測井公司地球物理測井研究所王健民完成)。筆者把其中的120kv高壓倍加器由長變短，提出了雙向液流脈衝中子氧活化測井儀研製思路，與闕源、董建華、劉憲偉、楊松等人共同完成了樣機的研製和20餘口井的現場試驗。緊接著又提出了四探測器中子一中子(n或γ)壽命綜合測井儀，碳氧比、中子壽命pnn同次測量的綜合(n、γ全譜)測井儀研製思路。
提出了在中子管兩端都放探測器，研製雙向核測井儀的概念。由此可見，研究儀器結構是非常重要的。
應用中子源、γ源的核測井儀器的幾大部分自上而下襬放順序是數控電路、探測器、遮蔽體、放射源。應用充油的脈衝中子發生器的幾大部分自上而下襬放順序是中子發生器、遮蔽體、探測器、數控電路。應用充氣的脈衝中子發生器的幾大部分擺放順序與一般核測井儀器相同。
本章的重點講述了脈衝中子發生器結構的設計與改進。
井下脈衝中子發生器的工作頻率和打中子寬度？
5樓：石油工業出版社
np-1型、np-2型、np-3型、np-4型、np-5型數控碳氧比能譜測井儀器井下脈衝中子發生器工作頻率分別為400hz、400hz、1khz、10khz、20khz，打中子的時間寬度分別為30μs、30μs、28μs、10μs、8μs。奧地利某公司pnn中子壽命測井儀器井下脈衝中子發生器工作頻率為10～20hz，打中子時間寬度為1～3μs；俄羅斯某公司中子壽命測井儀器井下脈衝中子發生器工作頻率為22hz，打中子時間寬度為10μs；哈里伯頓公司中子壽命測井儀器井下脈衝中子發生器工作頻率為1000hz，打中子時間寬度為80μs；國內某公司中子壽測井儀器井下脈衝中子發生器工作頻率為10～1000hz，打中子時間寬度為80μs；雙向液流脈衝中子氧活化測井儀器井下脈衝中子發生器工作頻率1/30～1/64hz，打中子時間寬度為2～12s。
每種核測井儀器井下脈衝中子發生器工作頻率、打中子時間寬度的確定，無論怎樣變化，必須遵循中子與物質原子核發生非彈性散射核反應、輻射俘獲核反應、活化核反應的規律。這幾種核反應發生的時間規律如圖2-4-1所示。
由圖2-4-1看出，碳氧比能譜測井儀器在工作頻率為400～1000hz、打中子時間寬度為10～30μs時，只有本次打中子的俘獲γ射線數量較少，才可以忽略。但隨著打中子頻率提高，俘獲γ射線逐漸增多，除本次之外還有上幾次，在10～20khz打中子時，就必須減本底，於是產生了測量非彈性散射γ射線的「雙門減本底」技術。中子壽命測井儀器打中子頻率只能在1khz以下，高於1khz時上次打中子的俘獲γ射線還存在；在中子—時間譜上顯示不出中子壽命。
奧地利pnn中子測井儀器打中子頻率為10～20hz就是考慮到某些堅硬地層中子壽命長的緣故。
雙向液流脈衝中子氧活化測井儀器打中子頻率為1/64～1/30hz，打中子時間寬度為2～12s。因為非彈性散射γ射線在6～8μs時產生，俘獲γ射線在10-6～10-3s時產生。氧原子核被活化後，半衰期為7.
13s，放出6.13mev的γ射線，其他二項核反應產生的γ射線，對氧活化液流測量影響就很小了。因此，只要不違背圖2-4-1所示規律，打中子頻率和時間寬度就可以自行設計。
井下脈衝中子發生器？
6樓：石油工業出版社
（1）訊號模擬線性傳輸時的井下脈衝中子發生器如圖2-4-6所示。
井下脈衝中子發生器是探測器訊號模擬線性傳輸時用的中子發生器。振盪器產生1～10khz的方波，陽極脈衝延遲將觸發訊號延遲15μs，陽極脈衝成形將觸發訊號成形寬度10μs脈衝，驅動器功率放大後驅動大功率高反壓晶體三極體，在變壓器t的次級線圈產生寬度為12μs、幅度為1800～2000v的陽極脈衝，加至中子管離子源陽極，使中子管電離，電離訊號經電阻r、電容c組成的п型濾波器，把電離脈衝訊號變為負的直流訊號，輸入給運算放大器，去控制氘貯藏器的二個電流調整管，使氘貯藏器電流穩定，從而使中子管電離穩定。 當中子管電離穩定後，中子管鈦氚靶加上120kv高壓，發生氘—氚核反應，便產生14.
1mev快中子。另一路振盪器的方波，輸入同步訊號成形將方波整形寬度為5μs、幅度接近+15v的脈衝，經電纜傳至地面儀器，作為模擬碳氧比能譜測井儀器產生雙門測譜的同步訊號。
（2）訊號數字編碼傳輸時的脈衝中子發生器。
數控碳氧比井下脈衝中子發生器如圖2-4-7所示。其與訊號模擬線性傳輸時的井下脈衝中子發生器比較：一井下不向地面儀器傳送同步測量訊號；二同步測量訊號由微控制器數控系統產生並供給井下脈衝中子發生器。
（3）碳氧比井下脈衝中子發生器要儘量粗，其優點是可把井內液體排開，減少其影響，增加碳氧比測井區分油、水層的靈敏度。再者是要用直徑φ50mm、φ55mm或φ60mm自成靶陶瓷中子管，其優點是中子產額高，工作壽命長。不要用商品靶中子管或小直徑中子管，它們工作壽命短，中子產額也不高，特別是小直徑中子管。
（4）中子壽命井下脈衝中子發生器，因其打中子頻率10～1000hz的頻率低，消耗中子少，使用商品靶中子管或小直徑中子管效果也很好。
（5）雙向液流氧活化儀器井下脈衝中子發生器如圖2-4-8所示。其打中子週期為30～60s，更適合小直徑中子管，但中子產額也不能太低，估算也應有105～106數量級。由於打中子週期很長，打中子寬度為2～12s，特別適合中子管離子源陽極、陰極之間加直流電壓為1800～2000v。
120kv靶壓是脈衝式的。
（6）直徑細、長度短的120kv高壓電源的研製成功，開啟了人們研製雙向核測井儀器的思路，相繼研製出了雙向液流脈衝中子氧活化測井儀，碳氧比、中子壽命pnn同次測量綜合(γ、n全譜)測井儀，四探測器中子—中子(n或γ)綜合測井儀。
（7）201甲基矽油膨脹係數是15%～20%,所以充矽油要留膨脹空間，可倒裝一個自行車氣門芯。充sf6氣體時，只要管內高真空,一般充0.65～1.
25個大氣壓,絕緣就能保證。如果沒有較好的真空泵，可充3～8個大氣壓。
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