電纜測(cè)井用氘氘可控源補(bǔ)償中子測(cè)井儀器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型主要涉及電纜測(cè)井，更具體地涉及用于探測(cè)地層孔隙度和識(shí)別地層巖性的電纜測(cè)井用測(cè)井儀器。
【背景技術(shù)】
[0002]在核測(cè)井系列中，補(bǔ)償中子測(cè)井是有效的確定儲(chǔ)層孔隙度，識(shí)別地層巖性的關(guān)鍵測(cè)井手段。傳統(tǒng)的補(bǔ)償中子測(cè)井儀器多使用Am-Be或Pu-Be強(qiáng)同位素化學(xué)中子源，發(fā)射的快中子被地層氫核散射后損失能量后，被兩個(gè)不同源距的探測(cè)器探測(cè)，根據(jù)記數(shù)率的比值得到地層含氫指數(shù)，從而得到儲(chǔ)集層的孔隙度。
[0003]隨著石油行業(yè)HSE成本急劇上升，“無(wú)源測(cè)井”呼聲強(qiáng)烈，美國(guó)國(guó)家科學(xué)院在其2008年度的有關(guān)輻射源的使用與替換的專(zhuān)題報(bào)告中強(qiáng)調(diào)對(duì)化學(xué)放射源的更加嚴(yán)格的限制。在中國(guó)2005年12月I日國(guó)務(wù)院第449號(hào)令《放射性同位素與射線(xiàn)裝置安全和防護(hù)條例》開(kāi)始施行。放射性測(cè)井必須全面、優(yōu)先加強(qiáng)和完善HSE體系建設(shè)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]為了解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種電纜測(cè)井用氘氘可控源補(bǔ)償中子測(cè)井儀器，用于通過(guò)電纜測(cè)井來(lái)測(cè)量地層孔隙度。
[0005]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，提供了一種電纜測(cè)井用氘氘可控源補(bǔ)償中子測(cè)井儀器，包括:氘氘2.5MeV中子源，用于向地層發(fā)射快中子；針對(duì)氘氘2.5MeV中子源的中子探測(cè)器，用于探測(cè)經(jīng)地層減速后散射回井眼的熱中子信號(hào)，其中所述中子探測(cè)器包括離所述氘氘2.5MeV中子源距離較遠(yuǎn)的長(zhǎng)源距氦3中子探測(cè)器和離所述氘氘2.5MeV中子源距離較近的短源距氦3中子探測(cè)器，其中所述長(zhǎng)源距氦3中子探測(cè)器和所述短源距氦3中子探測(cè)器的源距及響應(yīng)關(guān)系針對(duì)氘氘2.5MeV中子源的中子能量和角分布而設(shè)置以達(dá)到最佳的地層孔隙度分辨率，并且所述長(zhǎng)源距氦3中子探測(cè)器和所述短源距氦3中子探測(cè)器的氣壓和大小針對(duì)氘氘2.5MeV中子源的中子能量被設(shè)置以達(dá)到最佳的探測(cè)效率；以及信號(hào)處理器，用于對(duì)所探測(cè)的信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理，并且基于來(lái)自氘氘2.5MeV中子源的實(shí)時(shí)反饋而實(shí)時(shí)控制氘氘2.5MeV中子源的參數(shù)。此外，所述測(cè)井儀器還設(shè)置有針對(duì)氘氘2.5MeV中子源的中子能量和角分布進(jìn)行優(yōu)化的前屏蔽體和隔離屏蔽體，以阻擋軸向中子的探測(cè)。
[0006]本實(shí)用新型采用氘氘型中子源，可從根本上避免傳統(tǒng)化學(xué)源、裝卸源、運(yùn)輸、卡源等對(duì)人和環(huán)境的危害，并且降低了環(huán)保成本。
[0007]本實(shí)用新型充分利用一支可實(shí)時(shí)監(jiān)控、控制的氘氘反應(yīng)加速器中子源，一對(duì)中子探測(cè)器，包括一個(gè)長(zhǎng)源距氦3探測(cè)器和一個(gè)短源距氦3探測(cè)器，以及屏蔽體，配合前放、高壓、處理等電路，通過(guò)一對(duì)探測(cè)器計(jì)數(shù)的比值，經(jīng)過(guò)環(huán)境校正，得到地層的孔隙度。
【附圖說(shuō)明】
[0008]為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型的原理，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。在附圖中:
[0009]圖1示出根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的電纜測(cè)井用氘氘可控源補(bǔ)償中子測(cè)井儀器的功能框圖。
[0010]圖2示出根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的電纜測(cè)井用氘氘可控源補(bǔ)償中子測(cè)井原理框圖。
[0011]圖3示出根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的電纜測(cè)井用氘氘可控源補(bǔ)償中子測(cè)井儀器的剖面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]以下闡述的實(shí)施例表示使得本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)本實(shí)用新型的必要信息。在根據(jù)附圖閱讀說(shuō)明書(shū)之后，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解本實(shí)用新型的原理，并將意識(shí)到這些原理的應(yīng)用并不特定于此處所述。應(yīng)該理解，這些原理和應(yīng)用落入本公開(kāi)和所附權(quán)利要求書(shū)的范圍內(nèi)。
[0013]本實(shí)用新型采用氘氘中子發(fā)生器來(lái)取代目前的Am-Be或Pu-Be同位素中子源。氘氘中子發(fā)生器可相當(dāng)于一個(gè)小型加速器，當(dāng)其處于工作狀態(tài)時(shí)即可產(chǎn)生2.5MeV的快中子，在測(cè)井結(jié)束后不供電時(shí)則不會(huì)有放射性射線(xiàn)產(chǎn)生，從根本上克服了化學(xué)源的各種缺點(diǎn)。此夕卜，本實(shí)用新型能夠基于中子源的反饋來(lái)調(diào)節(jié)中子源的參數(shù)以便更好地實(shí)現(xiàn)測(cè)井目的。
[0014]現(xiàn)結(jié)合附圖來(lái)對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述。
[0015]參照附圖1，圖1示出根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的電纜測(cè)井用氘氘可控源補(bǔ)償中子測(cè)井儀器10的功能框圖。該氘氘可控源補(bǔ)償中子測(cè)井儀器10包括氘氘2.5MeV中子源12、針對(duì)氘氘2.5MeV中子源的中子探測(cè)器14和信號(hào)處理器18。所述氘氘2.5MeV中子源12例如可以是氘氘反應(yīng)加速器中子源，并且例如以脈沖方式向地層發(fā)射快中子。所述中子探測(cè)器14探測(cè)經(jīng)地層減速后散射回井眼的熱中子信號(hào)，以便例如對(duì)熱中子數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)。所述信號(hào)處理器18對(duì)所探測(cè)到的信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理以發(fā)送到地面計(jì)算機(jī)進(jìn)行進(jìn)一步處理，并且基于來(lái)自氘氘2.5MeV中子源的實(shí)時(shí)反饋而實(shí)時(shí)發(fā)送控制命令至氘氘2.5MeV中子源以調(diào)節(jié)氘氘2.5MeV中子源的參數(shù)，其中該信號(hào)處理器18例如可以通過(guò)處理器、微處理器、可編程邏輯器件等實(shí)現(xiàn)。
[0016]優(yōu)選地，所述氘氘可控源補(bǔ)償中子測(cè)井儀器10還包括前置放大器16，用于放大由中子探測(cè)器14所探測(cè)的熱中子信號(hào)并且將經(jīng)放大的信號(hào)發(fā)送到信號(hào)處理器18。所述前置放大器16例如可以包括電荷靈敏和微分放大電路、比較甄別電路、脈沖整形電路等(未示出)。
[0017]優(yōu)選地，所述中子探測(cè)器14包括離所述氘氘2.5MeV中子源距離較遠(yuǎn)的長(zhǎng)源距氦3中子探測(cè)器和離所述氘氘2.5MeV中子源距離較近的短源距氦3中子探測(cè)器(未示出)，所述長(zhǎng)源距氦3中子探測(cè)器和短源距氦3中子探測(cè)器有助于測(cè)量熱中子計(jì)數(shù)率的比值以反映地層中的含氫指數(shù)，經(jīng)過(guò)環(huán)境校正，得到地層的孔隙度，其中所述長(zhǎng)源距氦3中子探測(cè)器和所述短源距氦3中子探測(cè)器的源距及響應(yīng)關(guān)系針對(duì)氘氘2.5MeV中子源的中子能量和角分布而設(shè)置以達(dá)到最佳的地層孔隙度分辨率，并且所述長(zhǎng)源距氦3中子探測(cè)器和所述短源距氦3中子探測(cè)器的氣壓和大小針對(duì)氘氘2.5MeV中子源的中子能量被設(shè)置以達(dá)到最佳的探測(cè)效率。相應(yīng)地，前置放大器16包括分別用于長(zhǎng)源距氦3中子探測(cè)器和短源距氦3中子探測(cè)器的第一路前置放大電路和第二路前置放大電路(未示出)，并且每一路前置放大電路都包括各自的電荷靈敏和微分放大電路、比較甄別電路、脈沖整形電路等。
[0018]優(yōu)選地，在所述氘氘可控源補(bǔ)償中子測(cè)井儀器10中，在所述氘氘2.5MeV中子源距離與短源距氦3中子探測(cè)器之間以及在所述長(zhǎng)源距氦3中子探測(cè)器和短源距氦3中子探測(cè)器之間都放置屏蔽體用于中子屏蔽，以減少所述長(zhǎng)源距氦3中子探測(cè)器和短源距氦3中子探測(cè)器受到儀器內(nèi)部中子的影響，從而更好地反映地層孔隙性質(zhì)。
[0019]優(yōu)選地，氘氘2.5MeV中子源的電壓、粒子源束流、占空比中的至少一個(gè)能夠被反饋并調(diào)節(jié)。
[0020]參考圖2，圖2示出根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的電纜測(cè)井用氘氘可控源補(bǔ)償中子測(cè)井儀器200的原理框圖。在圖2中，201為針對(duì)氘氘2.5MeV中子源的短源距氦3中子探測(cè)器，202為針對(duì)氘氘2.5MeV中子源的長(zhǎng)源距氦