补偿密度测井仪器刻度原理及应用.doc

补偿密度测井仪器刻度原理及应用密度测井的主要用途是判断岩性和求孔隙度，在石油测井领 域具存非常秉要的意义本文介绍了补偿密度测井仪器的工作原理， 详细阐述了密度测井仪器刻度的原理及刻度方法，分析了刻度时常见 问题并提出了解决方案匕的信息，关键词地层密度；补偿密度测井；探测器；刻度；解决方法 TE133A1674-6708 (2011)43-0199-02Compensated Density Logging Tool Calibration Principle andApplicationLI Jianfei， HAO Guiqing1. China Oilfield Services LimitedWell Tech, Beijing 101149Abstract The main purpose of density logging is seeking to determine lithology and porosity in the oil exploration andareas, this paper introduces the principle of compensateddensity logging instrument, elaborated on the calibrationprinciples and calibration methods of density logginginstrument， analysis of the common problems and proposedsolutions in actual calibration process.KeywordsCompensated density; compensated density logging ;detector; calibration; solutions0引言地层密度对于地层评价是一个非常有用和具有特征的参数，密度 测井在石油勘探中具有非常重要的意义，是必不可少的一种测井方 法。

密度测井的主要用途是判断岩性和求孔隙度，和其他测井资料结 合起来，对地层的含油情况做出正确的评价，它还应用于地层压力预 测和地震地层学的研究方面了解其技术原理、掌握刻度方法，对仪 器的正确使用是非常秉要的1补偿密度测井仪的工作原理补偿密度测井仪的基本结构都是巾推靠器、探头、电路组成仪 器的放射源和探测器装在探头上，在测井时，在推靠器的作用下，探 头紧靠井壁，放射源向地层发射伽马射线，密度测井仪选用的是 Csl37源，它发射的伽马射线能量为0.662MeV，这些射线和地层物 质发生康普顿散射，被散射的伽马射线被探测器记录记录值经过适当的标定，根据探测器的读数就可以确定地层的密度值为了补偿泥饼对读数的影响，探头中设置了长、短探测器，为了避免泥浆对读数的影响，探头部分巾推靠器推向井壁在短源距的探 测器上贴有镉片，用于过滤低能伽马射线，使肋线的直线性更好探 头内的屏蔽体是为Y避免接收来的来自源的直接伽马射线和来自背面 泥浆柱散射的伽马射线2补偿密度测井仪刻度的原理在密度测井仪中，对于选定的Csl37放射源，光子和地层的相互 作用中康普顿占绝对优势，当源强和源距选定后，地层的密度越大， 探测器接收的伽马射线越少，计数率就越小。

地层的密度越小，探测 器接收的伽马射线越多，计数率就越大在实际测井中，由于井壁不规则和推靠等因素，仪器测得的密度 值(称为视密度)Pa，不仅与地层密度Pb有关，而且还与泥饼的厚 度和密度及平均原子序数有关，所以为了消除泥饼的影响，使用双源 距补偿的办法来求得地层密度使用双源距补偿的办法，可以由长、 短源距的计数率直接给出地层的密度值，而不用考虑泥饼的影响根据康普顿效应原理，可以得出双源距密度测井的补偿方程：P = {(T-lnL) +[ (T-lnL) -tg a (T-lnS) ]tg 3 / (tg a + tg 3)}/RL (1)在式(1)中RL为长源距；L, S分别为长短源距计数值；a，0 分别为脊角和肋角儿种补偿密度仪器的工作原理基本相同，下面就 以2218密度仪刻度为例来说明其刻度过程3补偿密度测井仪的刻度方法及常见问题 3. 1补偿密度测井仪的刻度方法几种补偿密度仪器的工作原理基本相同，下面就以2218密度仪刻 度为例来说明其刻度方法刻度第一步：用镁块刻度令P = P 1，A P =0其中P 1=P mg=2. 2 由补偿方程(1)可得 pl= (T-lnLl)，(T-lnLl) -tga (T-lnSl) =0。

刻度第二步：用铝块刻度令P = P 2，A P =0其中P 2= P al=2. 8 巾补偿方程(1)可得P2= (T-lnL2) (2)(T-lnL2) -tga (T-lnS2) =0 (3)上述两点刻度后，就可在脊肋图中确定脊线和脊角刻度第三步：用反镁块刻度令P = P3，Ap =0.2其中P3二P反mg=2.48由补偿方程(1)可得P 3={ (T~ln3) +[ (T-lnL3) -tg a (T-lnS3) ] tg 3 / (tga + tg0)}/RL (4)由上式(2)、(3)、(4)可得：tga=ln (L2/L1) /In (S2/S1) (5)RL=ln (L1/L2) / ( P 1- P 2) (6)巾第三步得出的(5)式和(7)式，可确定肋线、肋角，如下图 1所示：令AL=lnLl-lnL2，则有eAL=Ll/L2，L1/L2即为刻度中长短源距镁铝计数之比值若在某种情况下，刻度出仪器的长源距正常 而短源距镁铝比值偏小，则对应于脊线II的情况，这时计数SI, S2分别变为SP，S2由图中可以看出In SI -In S2 =ln (SP / S2) 对其它密度仪器，其工作原理基本相同，刻度时比如2227 和2228等都是四点刻度，但其刻度原理都基本类似。

3.2补偿密度测井仪刻度时的常见问题及解决方法在维修保养密度仪器时，长短源距信号必须调节到符合要求可 是由于示波器，探针或经验等问题造成了密度信号的偏差从而导致在 刻度密度仪器时，刻度值超出允许范围理解了上述刻度原理，我们就可以很快发现原因并找到对策假 如某支仪器刻度时如上所述，长源距正常，短源距比值偏低短源距 比值偏低说明In (S1/S2)偏低，脊角增大，贝US1，S2计数都偏低 发生这种情况有下面几种原因：一是探测电路门槛过高；二是探测器 性能降低；三是高压偏低要解决上述问题就只需从上述三个方面入 手，检查哪一项不符合要求，或调低门槛值或更换探测器或使高压正 常，从而解决问题如果在实验室内检查上述三项都正常，可仪器短 源距比值仍然偏低，那就会判断出短源距的探测器的位置不准确，要 熏新调节，因为tga=RL/RS，若RS偏小，就会使ci变大，造成上述 结果同理，长源距比值超范围，解决思路与上述基本相同4结论深刻理解了密度仪器的刻度原理，我们就能对密度仪器刻度中出 现的问题比如刻度偏大或偏小等做到心中有数，对于发生问题的原因 才能够迅速做出判断，对症下药，对相关的电路参数进行调节，从而 快速解决问题，大大提高了工作效率。

参考文献[1] 胡澍.地球物理测井仪器[M].北京：石油工业出版社，1990.[2] 张利光.补偿密度测井仪的刻度及适用条件[J].核电子学与探 测技术，2003(5).[3] BAKER ATLAS. Documentation of Montrose Training CentreofBAKER ATLAS. 1992.注：“本文中所涉及到的图表、公式、注解等请以PDF格式阅读”。