蒙特卡罗在C/O测井研究中的应用

论文摘要

目前，国内外许多陆上油田已进入了开采的中后期，能够进行实时动态监测油田的剩余油饱和度，提高油田采收率已成为一项重要课题。碳氧比能谱测井能够透过金属套管井探测地层剩余油饱和度，提供了丰富的地层信息，为油田开发提供依据。本文主要利用蒙特卡罗方法研究测井环境中，测井仪中的用于中子屏蔽的材料选择和源探距、屏蔽厚度等仪器结构对中子屏蔽效果的影响；以及仪器结构、井内流体、井眼半径等对伽玛谱、碳氧比和钙硅比的影响。对于中子屏蔽，主要通过模拟研究了钨、铜、镉、银、含硼聚乙烯（含10％B4C的聚乙烯）、铝六种单一屏蔽层材料的屏蔽性能，在此基础上设计了多种屏蔽方案，比较各种屏蔽设计方案的屏蔽效果。其中混合材料的屏蔽效果比单一材料和多层组合屏蔽的屏蔽效果好。单一的六种屏蔽材料中钨的屏蔽效果最好，但对1keV到1MeV能量范围内的中子屏蔽能力最强的是含硼聚乙烯。混合材料采用的是铜和钨分别与含硼聚乙烯均匀混合而成的材料，钨与含硼聚乙烯的混合材料对中子的屏蔽效果略好于铜的混合材料，从经济实用角度来说用铜替代钨的混合材料更好些。通过模拟分析在不同源距、井内流体、井眼半径、测井仪偏离井壁的距离、套管厚度、泥饼厚度对测井碳氧比和钙硅比的影响。综合考虑各种影响因素，近探测器的源距在20cm到25cm之间受到井内流体，套管厚度、以及地层孔隙度的影响比较小，远探测器的源距在40cm到55cm之间比较合理。分析了套管的最佳厚度为0.78cm，在采用测井仪偏离井壁的距离。采用碳与氧的非弹性散射伽玛峰值的比值能分辨低孔隙度的地层流体。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 引言
• 1.1 研究的背景和意义
• 1.2 国内外的研究现状
• 1.2.1 碳氧比测井研究现状
• 1.2.2 蒙特卡罗方法研究现状
• 1.3 研究的内容
• 第2章 测井的基础知识
• 2.1 中子与物质的相互作用
• 2.1.1 中子与物质的相互作用
• 2.1.2 中子在物质中的减弱规律
• 2.2 测井中的伽玛射线
• 第3章 蒙特卡罗方法简介
• 3.1 蒙特卡罗方法发展
• 3.2 常用的几种蒙特卡罗软件
• 3.3 MCNP 程序简介
• 第4章 物理模型建立
• 4.1 基本模型
• 4.2 实验的内容
• 第5章 模拟实验结果及分析
• 5.1 屏蔽效果分析
• 5.1.1 屏蔽材料的影响
• 5.1.2 组合屏蔽层的效果
• 5.1.3 混合屏蔽材料
• 5.1.4 地层岩性对中子屏蔽的影响
• 5.1.5 屏蔽层厚度对中子屏蔽的影响
• 5.1.6 套管厚度对中子屏蔽的影响
• 5.2 伽玛射线探测效率的影响
• 5.2.1 不同源距的径向分辨率
• 5.2.2 碳氧比、钙硅比与源距的关系
• 5.2.3 井内流体和井径对碳氧比、钙硅比的影响
• 5.2.4 测井仪偏离井壁对测量的影响
• 5.2.5 泥饼厚度对测井的改变
• 5.2.6 套管对测量的影响
• 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读学位期间取得学术成果