元素俘獲能譜測(cè)井主講人：王洪學(xué)1.儀器結(jié)構(gòu)與測(cè)量原理測(cè)量?jī)x器：元素俘獲譜測(cè)井儀(ECS)。儀器由AmBe中子源、BGO晶體探測(cè)器、光電倍增管、高壓放大電子線路構(gòu)成。在裸眼井、套管井中測(cè)量都可測(cè)量。測(cè)量條件：采用單譜計(jì),組合性強(qiáng)、測(cè)速高,可在淡水泥漿、飽和鹽水泥漿或油基泥漿、氯化鉀泥漿、含氣泥漿等條件下使用,不受井眼條件的影響,即使在井眼條件差、高溫

的情況下也能取得較好的ECS測(cè)井資料。

測(cè)井原理：在測(cè)井過(guò)程中,通過(guò)AmBe中子源向地層發(fā)射4MeV的快中子誘發(fā)地層發(fā)生非彈性散射反應(yīng),同時(shí)釋放出伽馬射線,經(jīng)過(guò)多次散射中子減速形成熱中子,熱中子被俘獲產(chǎn)生元素的特征俘獲伽馬射線,元素通過(guò)釋放伽馬射線回到初始狀態(tài),用BGO晶體探測(cè)器探測(cè)并記錄這些非彈性散射伽馬能譜和俘獲伽馬能譜。非彈性伽馬譜,經(jīng)過(guò)解譜處理可以得到C、O、Si、Ca等元素的含量;而對(duì)其中主要的俘獲伽馬譜經(jīng)過(guò)解譜處理可以得到Si、Ca、S、Fe、Ti和Gd等元素含量,應(yīng)用特定的氧化物閉合模型技術(shù),從而可以得到地層中礦物的百分含量。對(duì)于未測(cè)量的Al、Mg、Na等元素,通過(guò)閉合標(biāo)準(zhǔn)化將它們和測(cè)量到的元素聯(lián)系起來(lái),進(jìn)而由各種元素的豐度或濃度得到粘土礦物、石英、長(zhǎng)石、云母以及菱鐵礦、黃鐵礦的含量。測(cè)井原理：2.數(shù)據(jù)處理氧化物閉合模型和礦物含量確定氧化物閉合模型，是Schlumberger公司應(yīng)用的一種計(jì)算元素百分含量的方法?；緝?nèi)容是組成礦物的氧化物、碳酸鹽含量百分?jǐn)?shù)之和為1。核心是用獨(dú)立的方式對(duì)通過(guò)熱中子俘獲反應(yīng)測(cè)得的每種元素放出的特征伽馬射線相對(duì)產(chǎn)額重新歸一化,從而求得每種元素的百分含量。其關(guān)鍵在于僅研究在巖石骨架中存在而在流體中不存在的那些元素。3.ECS測(cè)井的應(yīng)用

地層元素重量百分比

Si,Ca,Fe,S,Ti,Gd,Al?K?,Na?

確定巖性

確定巖性剖面

TAS硅堿分類

計(jì)算巖石骨架參數(shù)曲線

骨架密度和骨架中子曲線

3.2確定地層巖性圖2所示為山西延*井的ECS測(cè)井成果圖，該圖所指示的地層砂巖、泥巖、灰?guī)r、煤巖。

1）砂巖：硅含量高、鐵含量低、鋁含量低；

2）泥巖：硅含量低、鐵含量高、鋁含量高；

3）灰?guī)r：硅含量低、鋁含量低、鈣含量高；4）煤層：硅含量低、鐵含量低、鋁含量低。TASTAS硅堿分類TAS分類法基于化學(xué)成分的分類方法，基本的分類方法基于酸堿度根據(jù)SiO2的含量分為超基性、基性、中性、酸性；根據(jù)Na2O+K2O的含量進(jìn)行堿性系列劃分，元素含量來(lái)自ECS元素俘獲測(cè)井TASTAS硅堿分類按巖石常量元素化學(xué)成分分類：首先，參考IUGS的TAS分類方案，針對(duì)遼河盆地火山巖巖性分布的特點(diǎn)，根據(jù)SiO2含量的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)，將火山巖劃分為基性巖類（SiO2：45-52%）、中性巖類（SiO2：52-63%）兩種類型；然后，在一級(jí)分類原則基礎(chǔ)上，分別冠以玄武質(zhì)、粗面質(zhì)等（圖2.5）。

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)巖性識(shí)別

TAS巖性分類是基于酸堿度分類，僅能劃分火山熔巖，不能區(qū)分火山碎屑巖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分類是結(jié)合巖石化學(xué)成分、巖石結(jié)構(gòu)進(jìn)行分類，可以區(qū)分火山熔巖和火山碎屑巖。BP網(wǎng)絡(luò)和SOM網(wǎng)絡(luò)ECS骨架參數(shù)計(jì)算基于ECS的可變骨架研究6元素模型：Si,Fe,Ti,K,Ca,Na測(cè)量巖樣元素含量測(cè)量巖樣骨架密度建立地層骨架密度與元素含量關(guān)系ECS測(cè)井評(píng)價(jià)基質(zhì)孔隙度的方法ＥＣＳ測(cè)井資料計(jì)算地層骨架密度

密度或者中子測(cè)井資料提供地層

體積模型計(jì)算地層孔隙度DMRP孔隙度計(jì)算和孔隙度計(jì)算和DSI流體分析中，所采用的流體分析中，所采用的密度骨架也是來(lái)自ECS計(jì)算骨架的方法。ECS骨架參數(shù)計(jì)算

密度孔隙度DPOR

DPOR＝(RHGE－

RHOB)/(RHGE-1)

中子孔隙度NPOR

NPOR＝APLC-ENGE