张浩宇吴文圣熊世涛

1（中国石油大学（北京）油气资源与探测国家重点实验室 北京 102249）

2（中国石油集团测井有限公司 西安 710077）

造岩元素测井过程中，当仪器内的中子源向地层发射快中子时，地层中的元素原子核会先后与之发生非弹性散射及辐射俘获核反应，两个过程中产生的两种类型的次生γ射线的γ能谱被晶体探测器记录，后续经过数据处理可以获得地层中单个元素的含量，进一步可得到地层矿物类型和含量［1-3］。造岩元素测井总体来说是用单一元素的俘获γ能谱和混合地层的俘获γ能谱求解各元素含量的过程，包括Al、Ba、C、Ca、Cl、Cu、Fe、H、K、Mg、Mn、Na、Ni、S、Si、Ti等16种地层元素，是一种简约的地层元素测井方法。造岩元素中子γ测井仪器主要由氘氚中子源、屏蔽体、溴化镧闪烁体探测器组成。其中仪器的外壳材料、硼套结构长度、屏蔽体结构及溴化镧晶体探测器到中子源的距离（源距）都是影响γ探测器计数和能谱的因素，对地层孔隙度和岩性的识别测定有着至关重要的影响［4-7］。所以，为了获得较好的计数和能谱，本文需要对该仪器的参数（外壳材料、硼套结构长度、屏蔽体及源距）进行优化研究。

1 仪器及蒙特卡罗模型建立

本文所使用的造岩元素中子γ测井仪器如图1所示，中子源采用的是14 MeV的氘氚脉冲中子源，保证快中子和地层产生非弹及俘获反应［8-10］。探测器为直径2.54 cm、长3.8 cm的圆柱形溴化镧晶体，可以探测并记录非弹性散射γ射线和俘获γ射线，同时0~10 MeV能量强度的γ射线也可由数据采集电路记录下来［11］。……