脉冲中子-中子(pnn)原理概述

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1、PNN 简述简述 PNN（Pulse Neutron Neutron）测井仪是奥地利 Hotwell 公司研制开发的一种 用于油田生产开发的饱和度测井仪器。目前该仪器已经在欧洲、南、北美洲、中 东、北非和亚洲 18 个国家广泛应用，取得了较好的使用效果。 技术背景：技术背景： 油田的油井投入生产以后，产量会随着地层饱和度的变化而发生变化，油、 气的产量会减小，含水会大量上升。及时对井内地层的含油饱和度进行监测，通 过测井分析来找到下一步的生产措施，就变的非常重要。 油井生产之前都会下套管进行固井。因为套管的物理特性，很多裸眼井中的 测井方法受到了限制，不能用于套管井的地层评价。目前套管井中使用

2、最多的饱 和度测井方法都是基于中子寿命测井原理的，如目前油田内常见的碳氧比测井、 中子寿命测井、硼中子测井、PND 测井等等。PNN 测井同样源于这个基理。 PNN 技术优势：技术优势： 与目前国内使用的其他饱和度测井方式比较，PNN测井的一个最大不同是： 不同于其他方法中通过地层对中子的俘获放射出的伽马射线伽马射线进行记录分析来进 行饱和度的解析。 PNN是通过对地层中还没有被地层俘获的热中子热中子来进行记录和 分析，从而得到饱和度的解析。探测热中子法，没有了探测伽马方法存在的本底 值影响，同时在低矿化度与低孔隙度地层保持了相对较高的记数率，削减了统计 起伏的影响。同时，PNN还有一套独特的

3、数据处理方法，能够最大程度的去除井 眼影响，保证了Sigma（地层俘获截面）曲线的准确性，精度可以达到0.1 俘获 截面单位。 这种方式使得 PNN 在低孔隙度、低矿化度地层（目前大多数油田生产的难 点）相对其他测井方式具有更高的分辨率。同时，PNN 还具有施工简单，不需 要特殊的作业准备，可以过油管测量、仪器不需刻度，操作维修简单、记录原始 数据、最大程度去除井眼影响等等多方面的优势。 与其他测井方式的比较：与其他测井方式的比较： 目前在国内市场，套管井饱和度测井项目使用较多的是中子寿命仪器，C/O 碳氧比测井仪，硼中子测井，PND-S 等等。 上述这些饱和度测井方法（ 中子寿命仪器，C/O

4、碳氧比测井仪，硼中子测 井，PND-S）都属于探测伽马类的仪器，而PNN则是唯一探测热中子的仪器。 传统的中子寿命仪器受地层水矿化度影响很大，要求地层水矿化度在 100000ppm 以上。 对于目前大多数油田因为注水开采导致的地层水矿化度普遍较 低的实际情况，该仪器在使用上受到了很大的限制。 C/O 碳氧比测井仪也是一种使用时间较长的饱和度测井仪。 它虽然受矿化度 影响小，但是存在记数率低、统计误差大、测速慢，探测深度较浅，受井眼影响 严重（测前必须洗井） 、仪器外径大、不能过油管测量，而且只适用于中高孔隙 度（孔隙度大于 20%才能做定量分析）地层等诸多缺点。 1PND-S 是近年来一种新的

5、饱和度测井仪器。该仪器对于中高矿化度，中高 孔隙度的地层使用效果较好，但是对于低孔隙度、低矿化度的地层，解释符合率 较低。 PND-S 有两种工作方式：俘获截面方式和 CATO 方式（类似于 C/O 测井） 。 俘获截面方式适用于中高矿化度地层(要求地层水矿化度在 25Kppm 以上） 。 目前 很多老油田进入开发后期，地层水矿化度因为注水的影响，已经非常低，基本在 20Kppm 以下，大港、大庆等油田地层水矿化度已经到了 6000ppm 以下。对于这 样的地层，PND-S 的俘获截面方式已经不能适用了。 对于低矿化度地层，PND-S 采用 CATO（所有阳离子记数率与氧的记数率比 值，类似于

6、 C/O 测井）方式。这种工作方式虽然不受地层水矿化度影响，但是 没有根本改变 C/O 方法的缺点，例如要求地层孔隙度大于 20%，受井眼影响严 重等。 综上所述，PND-S 是两种测井方式的组合，在一定程度上提高了仪器的适 用性，但是没有彻底改变上述两种测量方式的根本问题。 硼中子测井也是目前在油田中使用较为普遍的一种方法。 该方法是通过向地 层里注硼来提高地层的俘获能力的方法来进行中子寿命测井。但是工艺较复杂， 要求压井、洗井、注硼、闷井。此外，硼中子寿命测井侧重于在工艺上将油水层 的曲线特征分开。在层间矛盾不突出的射孔层应用效果较好，注硼前后两次硼曲 线的离差的幅度与射孔层可动水的含水饱

7、和度呈正比。 但对于存在层间矛盾突出 的射孔层是该测试技术符合率不高的主要原因。此外，不能对非射孔层位进行评 价也是该仪器的一个很大缺陷。 PNN与之相比，不光是在低孔隙度、低矿化度的地层依然能够很好的发挥作 用， 还具有施工简单， 不需要特殊的作业准备， 可以过油管测量、 仪器不需刻度， 操作维修简单、去除井眼影响、记录原始数据便于重复计算以提高精确度等多方 面的优势。 PNN 国内使用情况：国内使用情况： PNN 仪器自 2003 年进入中国，在大港油田成功测量 4 口井。在此实验结果 基础上，于 2003 年底与大港测试公司签署了设备购买合同，并与 2004 年 7 月完 成了设备的验收

8、工作。 PNN 先后在胜利、大港、大庆、长庆、辽河等油田进行过 PNN 实验或技术 服务，都取得了令人满意的结果。在我们的技术光盘手册上，您可以看到相关的 的实验结果和甲方评测报告。 现在，PNN 正在胜利油田和辽河油田做技术服务工作。在胜利油田区域的 服务中，目前共完成 PNN 测井 15 口。据不完全统计，根据 PNN 建议上措施的 井有 2 口。这两口井产量明显提高，测量结果得到甲方的肯定。 2005 年 3 月，辽河石油管理局组织各个采油厂相关领导和专家参加了 PNN 技术介绍会。会后 PNN 首先在沈阳采油厂进行 3 口井的测井，随后根据 PNN 的 测井结果采取相应措施，取得了很好

9、的结果。目前 PNN 正在辽河油田继续服务， 截止 2006 年底已完成 100 余口的 PNN 测井工作。 2PNN 国际使用情况：国际使用情况： #1 美国墨西哥湾地区美国墨西哥湾地区 - Superior Energy Group 公司使用 PNN 为下列公司提供服务: o Apache Corporation o BP America Production Company o El Paso Production Company o ESN PNN 施工的井在不同的油田有不同的地层特征和井况: o 平均地层孔隙度为 15 -25% o 地层水矿化度为 10000 - 80000 ppm

10、 o 较为复杂的完井情况 o 大直径的套管 (9-5/8”) o 测量井段内经常遇到多层管柱 o 井深 10000 到 24000 ft o 井温 150F 到 300F (最高 150) PNN 测井应用目的: o 时间推移监测 o 剩余油监测 o 确定气/油/水界面 在最近的 1 年半时间里完成了 85 口井的服务。目前已经从与 Hotwell 公司的合作服务方式改为购买 7 套 PNN 设备自行为油公司服务。 #2 委内瑞拉委内瑞拉 马拉开波湖地区马拉开波湖地区 Prologs公司应用PNN为 PDVSA (委内瑞拉国家石油 公司)提供服务。 o 2 年内完成了 60 口井的 PNN 测

11、井服务 施工井条件: o 孔隙度为 10 to 25% o 地层水矿化度 1500 to 5000ppm (平均 4000ppm) o 井与井的完井情况非常不同 o 井深 5000 to 20000 ft (平均 10000 ft) o 井温 150 to 200F ( 平均井温低于 100) PNN 测井应用目的: o 确定气/油/水界面 o 剩余油监测 客户方 (PDVSA) 对 PNN 测井解释结果非常满意。 在与同类型仪器 PND-S (Computalog) 的竞争中取得成功。 3在委内瑞拉东部油田( 高井温、且有H2S问题 )业务量增长迅速。 #3 哥伦比亚哥伦比亚 多家独立的测井

12、公司务: (HS, PTS, Colregistros,) (其中一口井 Schlumberger 由于地质原因，拒绝进行 RST 施工后，应用 PNN 取得满意测量结果)为下列公司提供服务： o ECOPETROL (哥伦比亚国家石油公司) o HOCOL o BP o Petrobras PNN 施工的井在不同的油田有不同的地层特征和井况： o 孔隙度为 6 to 20% ，岩性差异很大（包括复杂岩性序列） o 地层水矿化度 2000 to 30000ppm o 最大井温为 150 (平均低于 100) PNN 测井应用目的: o 确定气/油/水界面 o 剩余油监测 o 套管后串槽 #4

13、埃及埃及&叙利亚叙利亚SAPESCO 公司应用 PNN 为下列公司提供服务: o Al Furat (壳牌叙利亚公司) o SUCO (苏伊士石油公司 埃及) o Khalda Petroleum Co. (Apache 埃及公司) 在不同井况、不同岩性的条件下，完成了 20 口井的测井施工。 #5 波兰波兰 Geofizika Krakow 公司应用 PNN 技术 三年前在一个老油田为一口准备关井的气井进行了第一口 PNN 测井。 PNN 解释发现了新的储层（剩余层），进行生产后使该油田得到了每口井每天 80000 立方米的产气量，且生产至今。目前，已经完成了 60 口井的 PNN 测井。

14、#6 阿曼阿曼 Falcon 测井公司应用 PNN 在当地进行服务 o 已经完成了 12 口井的测量 o PNN 结果与 RST 进行了比较 o 70 口井的合同正在服务中 #7 克罗地亚克罗地亚 Crosco 公司应用 PNN 为 INA (克罗地亚国家石油公司)提供服务 o 已经完成了 100 多口井的测量 o 不同的井况及地质条件 o 孔隙度为 5 to 15% o 地层水矿化度为 3000 to 15000ppm o 经过试油结果验证，油井的解释符合率为 87% 4o 经过试油结果验证，气井的解释符合率为 85% #8 罗马尼亚罗马尼亚ATLAS (罗马尼亚测井公司) 公司应用 PNN

15、 为 Petrom (罗马尼亚国家石油天然 气公司)公司和 AMROCO (美国-罗马尼亚石油公司)提供服务。 o 3 年内共完成 60 口井的测量 o 不同的井况及地质条件 o 通过与 PDK-100 (Western Atlas)的对比，PNN 效果得到确认 #9 阿塞拜疆阿塞拜疆CWS（里海测井公司）应用 PNN 在当地为 KARASU Operating Company 提 供 PNN 服务。 o 2 个内月完成 30 口井的测量 o 根据PNN解释采取措施后，平均产量增长达到了以前的10 倍。 o CWS 正在洽谈在阿塞拜家拥有 PNN 仪器的使用权。 #10 加拿大加拿大“Hotw

16、ell Canada” 是 Hotwell 公司与加拿大 CanTai Tools Ltd. 于 2004 年成立 的合资公司。目前主要在 Alberta 和 Saskatcaevan 地区提供 PNN 服务。 o 浅层气探测与开发。 o 从 2005 年开始至今，已完成118口井的施工。平均每天 2 口井。 o 计划 2006 年完成 300 口浅层气开发测井。 #11 美国（蒙大拿）美国（蒙大拿）Prairie Investors. Competition Wireline Service 公司正在提供 PNN 服务。 o 浅层气探测与开发 o 从 2005 年开始至今，已完成115口井的施工。平均每天 2 口井。 #12 阿联酋阿联酋Hotwell 公司与 Marjan Oilfield Service Co., UAE 公司正在阿联酋开展 PNN 服 务。 #13 奥地利奥地利-Hotwell 公司为奥地利奥地利 OMV 公司提供 P