文档介绍：地球物理测井
主讲人:刘军锋
长江大学
地球物理与石油资源学院
第12章中子测井
中子与地层的相互作用
连续中子源的中子测井
脉冲中子源的中子测井
需要掌握的内容:
1、岩石的减速特性和俘获特性
2、中子测井曲线的应用
第12章中子测井© 2014 Yangtze University Production Logging Lab.
第12章中子测井
中子测井(Neutron Logging):利用中子射线
与地层的相互作用为基础的测井方法。
中子:原子核中不带电的中性微小粒子,与质子以很
强的核力结合在一起。
①快中子 En>
②中能中子 En=(~) MeV
③慢中子 En=(0~) MeV
~10eV
即热中子与吸收物质处于平衡状
态,同时热中子速度慢,很容易与吸收物质发生反应,被物
质吸收(俘获),并放射出伽马射线(中子伽马射线)。
第12章中子测井© 2014 Yangtze University Production Logging Lab.
第12章中子测井
Sidewall Neutron Log
超热中子测井井壁中子测井SNP
连续中子源热中子测井 L
(同位素中子源) pensated Neutron Log
中子测井 NG Neutron Gamma Log
中子寿命测井NLL
脉冲中子源 Neutron Lifetime Log
(加速器中子源) C/O能谱测井
中子测井过程:利用人工中子源向地层发射快中子,
与地层物质的原子核发生各种作用,地层介质对中
子有减速特性和俘获特性,通过探测超热中子、热
中子或次生伽马射线的强度,来研究孔隙度、岩性
以及孔隙流体性质等。
第12章中子测井© 2014 Yangtze University Production Logging Lab.
连续中子源(核衰变产生轰
击离子,然后轰击其它元素中子伽马测井
产生中子)人不可控制常用镅-铍源
脉冲中子源(用氘轰击氚产中子寿命测井
生中子)人可控制
中子发生器
热中子探测器:含硼盖革计数管
闪烁计数器(晶体含硼、锂)
超热中子探测器:利用含氢介质减速,再用镉过滤器
去掉热中子。
第12章中子测井© 2014 Yangtze University Production Logging Lab.
中子源快中子地层介质超热中子、热中子
第12章中子测井© 2014 Yangtze University Production Logging Lab.
中子与地层的相互作用
一、中子与地层的作用
(1)快中子非弹性散射阶段
n’能量降低
碰撞
基态原
快n
子核
激发态原子核
(获得内能)
放出伽马射线(次生
伽马射线)
第12章中子测井© 2014 Yangtze University Production Logging Lab.
中子与地层的相互作用
一、中子与地层的作用
(2)快中子弹性散射阶段(非弹性散射结束后)
n’能量降低
快 n 基态原子核
基态原子核
该过程的能量是守恒的(获得动能)
2
每次弹性碰撞的平均能量损失:E=2AER/(1+A)
A(被碰原子核的质量数)越小--- E大, A越大--- E小,
元素周期表中,H的A最小,物质含H多,弹性散射时间短,减速
能力强。
第12章中子测井© 2014 Yangtze University Production Logging Lab.
中子与地层的相互作用
一、中子与地层的作用
(3)热中子扩散阶段(热中子从产生到被俘获的阶段)
快中子经多次弹性碰撞后减速,,弹
性散射阶段结束。。
扩散时原子核热n消失激发态原子核
热n
俘获(获得内能)
回至
放出伽马射线
(次生伽马射线)
第12章中子测井© 2014 Yangtze University Production Logging Lab.
一、中子与地层的作用
中子测井需向地层发射快中子,通过中子与地层介质
发生多种核反应来探测地层的减速特性和俘获特性。
如:镅-铍中子源 241 237
95 Am 98N p
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