一、技術簡述：

TNIS (Thermal Neutron Imaging System) 簡稱熱中子成像測井系統，是由加拿大(dà) GPN 公司研發。儀器向地層發射 14.1MeV 的快(kuài)中子，經過一系列的非彈性碰撞(10-8-10-7s)和(hé)彈性碰撞(10-6-10-3s)，當中子的能(néng)量與組成地層的原子處于熱平衡狀态時(shí)，中子不再減速，稱爲熱中子。此時(shí)它的能(néng)量約爲 0.025eV，與地層原子核發生的反應主要是俘獲反應。該儀器利用(yòng)兩個高(gāo)精度 3He 探測器，探測沒有被地層俘獲的熱中子，記錄從(cóng)快(kuài)中子束發射 15μ s 後的2700μ s 時(shí)間内的熱中子計(jì)數率衰竭狀況，以每 15μ s 作(zuò)爲一個時(shí)間道(dào)，每個探測器均将其時(shí)譜記錄分成 180 個時(shí)間道(dào)，根據各道(dào)記錄的熱中子計(jì)數生成熱中子衰減譜和(hé)地層熱中子俘獲譜，直觀分辨近井地帶的油氣水(shuǐ)分布。

TNIS 儀器不同窗口的特殊設計(jì)結合現(xiàn)場數據采集軟件将兩個探測器上(shàng)的原始數據以數據庫矩陣的方式記錄，每個探測器上(shàng)都開(kāi)有不同時(shí)間長度的時(shí)間窗口，以确定各種地層流體在熱中子成像的形态，以此和(hé)熱中子解釋圖版校對(duì)，來(lái)判斷地層流體的性質。

TNIS 的獨特設計(jì)使得它具有很(hěn)多優點，能(néng)夠在不同的地層水(shuǐ)礦化度以及較低(dī)的地層孔隙度環境下(xià)得到(dào)精确的地層飽和(hé)度參數，成像的同層和(hé)鄰層差異化可以非常直觀的劃分油水(shuǐ)界面， 這(zhè)也(yě)是判斷低(dī)礦和(hé)低(dī)孔地層流體性質最有效的方法。

二、技術指标：

1、儀器規格

外(wài)徑：43mm；

長度：4.4m；

重量：25kg；

耐溫：175℃；

耐壓：103.4MPa；

晶體探頭：2 個氦 3 探頭（He3）；

探頭源距：1075px、1837.5px；

中子管産額：1.5×108n/s；

中子管壽命：200 小(xiǎo)時(shí)；

垂直分辨率：0.4m

探測半徑：529-605mm

适用(yòng)井型；裸眼井、套管井、小(xiǎo)井眼、側鑽井、水(shuǐ)平井、生産井、帶壓作(zuò)業井等。

三、技術優勢：

（1） TNIS 探測沒有被地層俘獲的熱中子，消除了(le)傳統中子壽命測量儀器探測伽馬方法存在的本底值影響，同時(shí)在低(dī)礦化度與低(dī)孔隙度地層保持了(le)相對(duì)較高(gāo)的記數率。因此，TNIS 比傳統中子壽命飽和(hé)度測井油氣水(shuǐ)分辨能(néng)力強；

（2） 獨特的數據處理(lǐ)方法，能(néng)夠最大(dà)程度去除井眼、侵入帶影響，保證了(le) Sigma 曲線的準确性，進而真實評價儲層的含烴飽和(hé)度；

（3） 優秀的成像處理(lǐ)軟件，TNIS 數據分析解釋系統利用(yòng)矩陣解析方法，将數據整合成熱中子俘獲成像和(hé)熱中子衰減成像兩種模式，使得 TNIS 的解釋結果更加直觀；

（4） 簡易的便攜式地面系統，使得 TNIS 可以在任何一種測量設備上(shàng)完成；

（5） 雙探測器對(duì)井眼條件要求不高(gāo)，不用(yòng)洗井，不必停産作(zuò)業起出油管

四、地質應用(yòng)：

熱中子成像測井（TNIS）應用(yòng)于新、老(lǎo)井在“套後”進行飽和(hé)度監測，可以過油套管來(lái)評價儲層的物性、岩性和(hé)含油性。是生産測井中核譜成像的開(kāi)端。該技術以探測發射到(dào)地層中的快(kuài)中子熱化爲熱中子而未被地層俘獲的熱中子計(jì)數率，以此可以分析地層中不同岩性、流體對(duì)于熱中子的俘獲能(néng)力，即可評價出地層岩性、辨析流體性質、評價儲層含水(shuǐ)飽和(hé)度等地質特征。

1. 氣井應用(yòng)：常規天然氣和(hé)非常規氣層的識别與評價

2. 流體界面評價：對(duì)儲層油/氣/水(shuǐ)界面的識别與動态監測

3. 水(shuǐ)平井應用(yòng)：對(duì)水(shuǐ)平段油氣水(shuǐ)流體性質識别與評價

4. 新井應用(yòng)：彌補裸眼井/完井的地質參數

5. 老(lǎo)井應用(yòng)：識别剩餘油/氣、尋找出水(shuǐ)點、評價水(shuǐ)淹級别。

6. 特殊岩性應用(yòng)：評價裂縫特征、識别流體性質

五、實例成果：

TNIS 測井曲線内容：

• 磁定位-CCL

• 連續井溫-TEMP

• 俘獲截面-SIGMA

• 含氫指數-RATIO

• 長計(jì)數率-LSN

• 短計(jì)數率-SSN

• 熱中子衰減譜-SsnM

• 熱中子俘獲譜-SigmaM

• 熱中子衰減成像-SsnM

• 熱中子俘獲成像-SigmaM

• 井周成像-SigmaMX