中子会和地层中的元素原子核发生弹性散射、非弹性散射、活化和俘获作用，其分布和减速能力取决于H 含量(油气水)，同时其放出的非弹伽马射线和俘获伽马射线又与岩性矿物和流体元素有 关，可进行孔隙度、含油饱和度、元素含量和地层密度等确定。

       脉冲中子测井技术是由中子发生器和多个伽马或中子探测器组成探测系统，过套管或油管采集伽马或热中子信息，可以获得元素计数比值、不同探测器计数比值及地层中子截面，通过建立油气饱和度与评价参数之间的对应关系，可以实现开发井过套管剩余油气饱和度评价。

       技术特点及技术指标：

       1、在硬件设计方面，团队设计的四探测器脉冲中子饱和度测量系统，由四个不同源距的伽马探测器组成，能够对不同源距条件下的伽马场进行探测；依赖于独特的双谱时序，该四探测器脉冲中子测量系统能够同时输出伽马能谱与寿命时间谱信息，相比于国外仪器，该测量系统能够同时输出双谱结果，测量时间提高1 倍，测量精度为3.5s.u，远大于国外仪器的5s.u。

        2、在数据处理方面，团队开展了奇异值分解、时频分析非弹谱获取等数据处理方法，有效提升低孔隙地层仪器测量信号的提取精度与灵敏度，提升了仪器的测量探测下限。相较于国外15%的定量评价孔隙下限，团队提出的数据预处理方法可在10%孔隙条件下进行定量评价。

        3、在软件开发方面，团队依托已有数据处理方法，在各测井解释平台下形成了脉冲中子能谱数据处理与解释模块，能够实现脉冲中子饱和度测井仪测量数据的解编、预处理及饱和度解释成果输出等功能。

        4、在测井解释方面，团队建立了混合岩性地层条件下的含油气饱和度解释模型，能够实现复杂岩性条件下的地层剩余油饱和度解释；针对复杂管柱组合地层，团队依托蒙特卡罗数值模拟方法，形成了基于数据库的地层剩余油饱和度解释方法。此外，依托四探测脉冲中子测量系统，还能够实现地层孔隙度、中子伽马密度及地层元素产额等信息的提取与解释，相比于国外仪器拓宽了应用范围。

  

       应用领域：

       该多功能脉冲中子剩余油动态监测技术，主要面向石油开发过程中，套管井剩余油饱和度动态监测、水窜层位寻找、地层含气监测等方面。在不同地质条件方面，目前该技术已在胜利油田孤东稠油地层、长庆油田致密储层地层、渤海湾海上油气井、山西致密气井及渤海湾埕北油田复杂岩性地层等条件下进行了解释评价应用。在不同工程条件方面，该技术在井眼环空持气条件、多层管柱条件、不同井眼尺寸条件、套后完整性条件及地层特殊注入液条件下进行了数据校正及地层评价应用。

       目前课题组在该技术方面已从仪器硬件设计、测量信息处理及评价软件编写进行了全流程的处理，且在国内部分油田已经成功实现商业化应用。地层剩余油评价贯穿整个油气井开发始终，是制定开采计划、剩余处理评价的关键参数，在各个油气井开发过程中不可或缺，具有极大的应用前景。

       投入需求：

       目前团队已完成四探测器脉冲中子测量仪器设计，需要对实际仪器的研制进行资金投入，主要包括购买探测器及中子发生器，仪器结构外壳制作及采集传输模块的设计等方面。此外， 还需要提 供可供仪器进行刻度实验的刻度井群，以及可用于井下实验的实验井群。

       专利授权及申请情况：

        1、国家发明专利：脉冲中子双谱饱和度测井方法（公开）

        2、国家发明专利：脉冲中子双谱-示踪剩余油饱和度测井方法（公开）

        3、国家发明专利：一种用于致密气藏评价的脉冲中子测井方法及设备（公开）

        4、国家发明专利：基于可控中子源的随钻多参数测井方法（公开）

        5、国家发明专利：基于可控中子源的双LaBr3 探测器元素能谱测井仪及测井方法（公开）

        6、国家发明专利：RPM-C/O 测井消除环空内流体影响的方法（公开）

        7、国家发明专利：一种用于确定剩余油饱和度的碳氧比值计算方法（公开）

        8、国家发明专利：一种利用元素伽马能谱测井识别气层的方法（公开）

        9、软件著作：脉冲中子双谱饱和度测井资料处理软件（公开）

       成果受资助及获奖情况：

        1、国家自然科学基金面上项目，40774058，脉冲中子双谱饱和度测井方法基础研究，2008.01 至2010.12；

        2、国家自然科学基金面上项目，41374125，页岩油气储层矿物和有机碳及含气量中子测井方法研究，2014.01 至2017.12；

        3、国家自然科学基金面上项目，41974127，致密气层快中子散射双粒子探测方法研究，2021.01 至2023.12；

        4、国家科技部863，多功能脉冲中子能谱测井关键技术研究，2007.01 至2011.12；

        5、山东省自然基金面上项目，Y2007E02，脉冲中子-中子-伽马饱和度测井方法基础研究，2007.01 至2010.12；

        6、山东省科学技术进步奖，三等奖，脉冲中子双谱剩余油动态监测技术及工业化应用，2012；

        7、中石化科技进步奖，二等奖，多功能脉冲中子能谱测井技术与应用，2012；

        8、中国石油和化学工业联合会科技进步奖，二等奖，多功能可控中子源测井新方法及关键技术，2018；

        9、山东高等学校优秀科研成果奖，一等奖，脉冲中子双谱饱和度测井技术及应用，2011；

       10、山东省教育厅优秀科研成果奖，一等奖，储层剩余油饱和度动态监测技术开发及应用，2011；

       技术成熟程度：  þ已在产业中应用

       拟合作方式： ☑合作开发