本仪器全套由国外进口。

PNN 的应用主要分为定性解释和定量解释两个方面。

定性解释内容：定性的划分油、气、水的界面

定量解释内容：定量计算饱和度、孔隙度、泥质含量

总 述

•  采用独特的工作原理，使 PNN 测井即使在低孔隙度、低矿化度的情况下仍然能得到理想的测试效果。

•  独特的测量方法克服了标准中子寿命测量仪器中存在的，在低矿化度情况下，不能有效区分油水层位的问题。

•  高精度的 60 道原始时谱数据记录，使得对测量结果可以进行重新处理。

•  优秀的解释处理软件，充分结合了裸眼井的测井成果或其它有用的地质、工程数据，使得 PNN 的解释结果更加完美。

•  简易的便携式地面系统，使得 PNN 可以在任何一种测井设备上完成。

•  独特的高温设计，使得 PNN 可以在 150℃ 的温度环境下正常工作。

长寿命的中子管设计，使得中子管的使用寿命高达 100-200 工作小时。

PNN 问答

1、  PNN 与其他传统的中子寿命测井方法的主要区别是什么？

回答：正如其名称的解释 PNN---Pulsed Neutron Neutron, PNN 仪器向地层中发射高能快中子（ 14.1Mev ），并探测这些快中子经过地层减速以后变成的还没有被地层俘获的热中子。而传统的中子寿命仪器是探测放射出来的中子被地层俘获以后放射出来的伽马。这是 PNN 与其他传统的中子寿命仪器的主要区别。

之所以为什么选择记录中子而不是伽马，是因为记录中子的这种方式相对伽马记录方法有很多的优越性，它可以在低矿化度、低孔隙度的地层情况下提供更为精确的测量结果。

2、  为什么说 PNN 在低矿化度、低孔隙度的情况下，相对传统的中子寿命仪器更有优势？

回答：首先谈一下传统的记录伽马的中子寿命测井方式在低矿化度低孔隙度地层不适用的原因。放射性仪器要保证测量精度必须保证得到足够高的记数，要保证足够高的伽马记数，必须有足够多的中子被地层俘获。这就取决于地层的俘获能力，而地层的俘获能力的体现就是地层水的矿化度，矿化度高地层俘获能力就强，矿化度低俘获能力就弱。还有一点就是地层的孔隙度，孔隙度低，里面的流体少，地层的俘获能力也低。所以在低矿化度或者低孔隙度的情况下，地层的俘获能力就差，俘获的中子少，放出来的伽马也就少，造成了较大的记数率的统计起伏。同时因为自然界中存在天然的放射性伽马射线，所以存在记数率本底，当伽马记数率较低时，就无法和本底伽马区分开来，以至于利用传统的伽马探测方式的中子寿命仪器无法适用于低矿化度、低孔隙度的地层。

那么再来看看 PNN 。它记录的是还没有被地层俘获的热中子，在低矿化度、低孔隙度的地层，俘获的中子少，反而剩下的没有被俘获的中子多了，这时候中子的记数率就高，统计起伏就低，提高了测量精度。

需要提到的是，传统的中子寿命仪器和 PNN 都是利用测量中子的衰减进而计算地层的俘获截面（ sigma ）来区分油、气、水并做饱和度的定量计算的。恰恰低矿化度的水和油的 sigma 值的差异很小，所以较高的统计起伏误差就使得分辨油水变的很困难。而 PNN 得到的统计起伏小，从而能够把这些小的差异仍然可以分辨出来。而且，因为自然界中几乎不存在中子，所以 PNN 不存在本底影响，所以整个记录的中子衰减谱都可以被使用。

此外，在油水差异很难区分的情况下， PNN 还可以进行停机测量。这样进行点测，就可以把统计误差几乎完全消除掉。而测量伽马方式的测井仪器因为存在中子活化地层的原因，是无法进行点测的。

3 ．高矿化度的地层，伽马记数高了，中子少了，统计起伏大了， PNN 是不是就不适用了？

回答： PNN 仍然是适用的。在高矿化度地层水情况下，中子的记数率相对偏低，统计起伏偏大，但是此时高矿化度地层水的 sigma 值与油的 sigma 值差异很大，所以 PNN 仍然可以把油、水区分开来。

我们来看下面一个 PNN 和传统中子寿命仪器的一个比较图（见下图）。在中等 sigma 数值
的地层， PNN 得到的记数和伽马仪器得到的记数是大致相当的，两种方法都能很好的区分油、水。在低 sigma 数值的地层， PNN 得到的记数远远高于伽马的记数，而且还没有本底影响，所以区分油、水的能力明显强于伽马方式的仪器。在 sigma 的地层，伽马仪器得到的记数高于 PNN 得到的中子记数，统计起伏小。但是鉴于此时，油、水的 sigma 差异很大，很好区分，所以 PNN 同样适用。

目前，多数油田进入后期开发，地层水矿化度因为注水的原因下降的非常大，地层水矿化度普遍较低。因此， PNN 更适用于这种油田的实际状况。

4、  矿化度、孔隙度分别低于多少数值， PNN 就不能分辨油、水了？

回答：对于矿化度而言，我们在世界各地的 PNN 服务中有很多低矿化度的例子，特别是委内瑞拉的马拉开波湖地区，我们有很多矿化度低于 5000PPM 的实例， 3000PPM, 甚至 2000PPM 我们都有这样的效果很好的实例。

对于孔隙度，我们有在孔隙度低于 10% ， 8% 甚至 6% 这样效果很好的实例。

需要提到的是，低矿化度和低孔隙度都是解决剩余油分布的难点。有的地层是矿化度很低，但是孔隙度相对不算低。还有一种情况正好相反，矿化度不算很低，但是孔隙度非常低。对于上述两种情况， PNN 都有很好的结果。但是如果地层矿化度非常低，孔隙度也非常低的情况，那么 PNN 的解释结果的准确性就会降低，区分油水就会有较大的困难。目前我们有在矿化度为 4000-6000ppm ，孔隙度为 10% 左右条件下非常成功的例子。

5、  PNN 是否适用与裂缝性地层？

回答：目前，在 PNN 做过服务的世界各地的油田中，主要是对砂泥岩地层进行评价，裂缝性地层的例子不是很多，大概在 10 口井左右，其主要在哥伦比亚地区。但是 PNN 在该地区的效果还是很好，我们可以提供裂缝性地层的 PNN 测井实例以供参考。

6、  PNN 对于地层含气的反映是否明显？

回答： PNN 具有跟其他的中子仪器一样的特性，就是很好的地层含气的指示。 PNN 仪器设计了两个不同源距的中子探测器。当地层含气时，长短源距两个探测器上的记数率曲线就会有较大的差异，这主要是地层含气致使中子衰减的时间长造成的。所以 PNN 对于地层含气有很好的指示。

需要提到的是，致密层也会使长短源距探测器的记数率曲线产生差异。这时候就需要参照该井裸眼井的数据进行综合分析，区分含气地层和致密层。依照我们以往的经验，在得到裸眼井资料的情况下，几乎可以 100% 的将含气地层与致密层分开。

7、  PNN 的主要应用目的？

回答： PNN 的主要应用主要分为定性解释和定量解释两个方面。

定性解释内容：定性的划分油、气、水的界面

定量解释内容：定量计算饱和度、孔隙度、泥质含量

PNN 可以应用长短源距探头上得到的记数率的比值 Ratio 曲线来计算孔隙度，但是 Ratio 孔隙度是没有经过刻度的孔隙度，最好将其与裸眼井的孔隙度建立一种刻度关系。这样就可以为该地区没有裸眼井资料的老井提供可靠的孔隙度数据。

泥质含量的计算可以通过 PNN 仪器串中的自然伽马短节测量得到的自然伽马计算得到。但是 PNN 仪器串中的自然伽马的主要目的是进行校深，如果有裸眼井的数据，则利用裸眼井的相关数据进行泥质含量的计算。

对于定量解释，应用丰富的裸眼井的数据会使得 PNN 的解释结果更加准确，对于那些年代久远缺乏裸眼井资料的老井，单独利用 PNN 测量的数据也可以进行饱和度的定量解释。

此外，对于 PNN 还可以用来解决一些生产中遇到的问题，例如套管后的串槽等等。

8、  PNN 现场施工是否需要特殊的作业，可否过油管测量？

回答： PNN 现场无需任何特殊的作业，仪器外径为 43mm ，可以过油管测量，也可以在油井生产、关井情况下进行测量。现场施工前，只要确保仪器能够下放到目的层段即可。

过油管测量以及在油井生产的情况下测量，都会受到井眼不同程度的影响。多层管柱以及管柱间流体的不同都会形成程度不同的井眼影响。如果不能排除掉这些井眼状况对测量结果造成的影响，那么就无法在这些条件下取得准确的解释结果，也就无法在这些条件下进行施工。

PNN 通过其独有的数据处理软件包中的 sigma 成像功能，成功的识别出不同的井眼影响，并避开这些井眼影响的数据，选择真正来自地层信息的数据进行地层 sigma 的计算，从而最大程度的去除掉井眼影响，实现了过油管以及在生产的状况下进行测量。所以不管井筒中有水，有气、还是有油， PNN 都可以进行测量，并取得准确的解释结果。

上图是 sigma 成像图，在图上我们可以看见测量井段的上部受井眼影响较大（深色区域）（上部是在油管内测量的，下部在套管中测量）。如果我们选择了包含井眼影响的数据进行计算就会得到错误的结果（头两个计算的 sigma 都是不对的），当避开井眼影响的数据，选择来自地层信息的数据进行 sigma 计算时，得到的结果就是正确的（最后一个 sigma 计算）。

9、  PNN 是否需要进行刻度，且如何进行刻度？

回答： PNN 不同于其他的饱和度测井仪器，无需进行刻度。 PNN 是记录 60 个时间通道内热中子的记数，形成中子衰减谱，来计算地层的 sigma 。每个时间道是 30 μ s, 共 1800 μ s 。仪器主要记录的是热中子随时间的衰减，从而来计算地层的 sigma ，所以仪器无需任何刻度。

此外， PNN 现场采集的数据是没有经过任何处理的原始数据，有了这些原始数据就可以进行任意多次的解释。

这样省却了复杂的施工前的准备，也避免了因为刻度存在问题引起的解释错误，还为今后多次解释提供了可能性。

10、  PNN 的纵向、横向分辨率是多少？

回答： PNN 的短源距为 42cm ，长源距为 72cm 。对于纵向分辨率， 0.5m 的层都可以分辨出来，进行评价。探测深度视情况而定，如果地层俘获能力很强，那么探测深度就浅；地层俘获能力弱，探测深度就深。根据经验，探测深度一般在 20cm 到 30cm 左右。

11、  PNN 所使用的中子管的产额以及发射频率？

回答： PNN 使用的中子管为低频中子管，产额较高，为 2 × 10 8 个 / 秒。经过多次实验，我们最终选择其工作方式如下：每次发射时间为 1~3 μ s ，然后间隔 30 μ s ，再记录 1800 μ s 。每个发射采集周期为 75ms ，这样每秒发射 13~14 次。正因为较高的中子产额保证了在这种发射频率下仍然能够得到较高的记数率，也减短了中子管的使用时间，增加了其使用寿命。

中子管的使用寿命约为 100-200 小时。寿命的长短取决于施工井井温的高低，高井温会减短中子管的使用寿命，较低的井温能够得到较长的使用寿命。目前仪器的耐温为 150 ℃ ， 175 ℃ 的仪器正在实验阶段。

12、  PNN 能否在现场给出分析结果？

回答： PNN 现场测量得到的 sigma 曲线只是用来给现场工程师提供仪器工作状态的信息，并不能代表真实的地层 sigma 。我们前面讲到，必须将现场采集得到的原始数据经过多种方式的处理，去除掉井眼的影响，才能得到真实反映地层信息的 sigma 。所以现场测量得到的 sigma 不能被用来作为分析判断的依据。但是如果需要，解释工程师可以在测完井以后在现场马上进行 sigma 的处理，可以尽快的提供最终的 sigma 曲线。如果事先将该井的裸眼井数据提供给解释工程师，那么将会使解释工作的速度大大提高。

13、  PNN 是通过 sigma 来区分油、水的。那么淡水的 sigma 值为 22 ，油的 sigma 最高值也为 22 ，这种情况 PNN 是如何区分的？

回答：水的 sigma 值为 22-138 ，油的 sigma 值为 16-22 。需要解释的是，您谈到的淡水是理论上的纯水（ 0ppm ），理论上的纯水的 sigma 为 22 。饱和盐水的 sigma 为 138 。水的 sigma 值随矿化度的不同而变化。油的 sigma 是根据油的比重来的，轻质油的 sigma 低，重油的 sigma 高，极重的油（沥青）的 sigma 是 22 。如果遇到 0 矿化度的水，又遇到这种非常重的油，那么二者的 sigma 都是 22 ，这是谁也没有办法从 sigma 上能够区分出来的。

但是自然界中，特别是在油田，即便地层水矿化度非常低，甚至几百个 ppm 的状况，但依然不是纯水，所以它的 sigma 不会为 22 。根据经验，我们测量得到的水的 sigma 最低为 24-25 。而测量得到的重油的 sigma 为 18-20 。所以在非常低的矿化度与非常重的油的情况下，油水的 sigma 差异仍然有 4 个 sigma 单位的差异，根据我们的经验，在孔隙度为 15-20% 的条件下， PNN 仍然可以很好的区分出油、水。

14、  PNN 采集系统是独立于其他生产测井系统还是可以兼容其他测井系统？

回答： PNN 系统包含地面和井下两个部分。地面系统可以使用 Hotwell 公司为 PNN 特制的便携式地面采集统，也可以使用美国科学数据公司生产的 Warrior 生产测井地面采集系统。除了这两种地面系统， PNN 不支持其他的地面系统。

PNN 下井仪器由 4 个短节组成：通讯 CCL 短节、自然伽马短节、中子探测器短节、中子发生器短节。下井仪器不能与其他生产测井仪器组合使用。

15、  PNN 与目前使用的几种中子寿命仪器的比较？

回答：目前在国内市场，使用较多的是 C/O 仪器，硼中子测井， PND-S 等等。

C/O 仪器与 PND-S 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，并不适用，原因我们已在前面的回答中解释过了，在此不再重复了。

硼中子测井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。

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、记录原始数据、去除井眼影响等等多方面的优势。