补偿中子仪器长短源距计数率比值的相关性分析

田文新，毋学平，郑 波，陈 梅，王凤军

(中国石油测井有限公司华北事业部 河北 廊坊 065007)

0 引 言

补偿中子仪器二级刻度是在标准的二级刻度筒中进行的，在刻度点上采集长短源距的计数率计算比值，然后与刻度点的标准比值进行比较[1，2]。在补偿中子仪器进行二级刻度过程中，经常出现长短源距计数率比值超差的问题，也就是仪器刻度的实际比值超出标准比值的误差范围。其结果造成刻度返工，重复装源。即加大了装源人员放射性照射剂量，又增加了刻度成本。为了进一步减少刻度返工的次数，提高补偿中子仪器二级刻度一次成功率，我们开展补偿中子仪器长短源距计数率比值的相关性分析。也就是找出补偿中子仪器使用校验源的长短源距计数率的响应数据，与二级刻度长短源距计数率的响应数据进行比较，分析校验源得到的长短源距计数率比值与二级刻度得到的长短源距计数率的比值的相关性。通过调整校验源的长短源距计数率满足补偿中子仪器二级刻度比值在误差范围之内。

1 补偿中子二级刻度的原理

补偿中子二级刻度使用标准的刻度装置，该装置的刻度点孔隙度已知，长短源距计数率的比值已知。例如，某测井基地Eilog-05补偿中子刻度装置标准比值为6.149。仪器在刻度点响应的比值与标准比值进行比较，在误差范围内，刻度合格；超出误差范围，刻度结果就不符合要求，需要对补偿中子仪器进行调校，重新刻度。仪器的二级刻度过程如下：将仪器插入刻度筒内，将源仓露出刻度筒的端面，安装中子源。20Ci的Am-Be中子源安装好以后，将仪器推入刻度筒内，仪器供电预热30 min后，地面系统开始采样。读取长短源距180 s的平均计数率，计算出长短源距计数率的比值R。仪器进行校正，与刻度装置的标准比值进行比较[3，4]。该刻度装置补偿中子仪器长短源距计数率比值R的范围要求在5.867～6.459之间。比值R的计算公式：

式中，Nl为刻度点长源距计数率；Ns为刻度点短源距计数率。

2 校验源检查仪器的操作方法

2.1 校验源在补偿中子仪器上放置的位置

对于CNLT5420补偿中子仪器：短源距探测器位置是中间铜环靠上130 mm，长源距探测器位置是中间铜环靠上420 mm，如图1所示。在仪器的外壳上做好标记。校验源放置在长短源距探测器的中心位置，得到的长短源距计数率才具有一致性和可比性。

图1 校验源放置位置图

2.2 校验源检查仪器操作方法

仪器供电预热30 min，满足探测器、电子线路器件、高压供电的工作稳定性的要求。使用刻度程序采集长短源距计数率。采样时间180 s，记录3组采集的长短源距计数率，求取平均值。计算校验源长短源距计数率的比值R1，做好记录[5]。

2.3 建立校验源数据与二级刻度数据列表

二级刻度之前用校验源对仪器进行检查，记录长短源距计数率，计算比值R1。二级刻度过程中记录仪器得出的长短源距计数率，计算比值R2。查找规律，从而找出每支仪器校验源对于长短源距探测器计数率响应数据和二级刻度长、短源距探测器计数率响应数据。建立仪器校验源检查数据和二级刻度数据列表。表1为某支补偿中子仪器用校验源检查的数据，校验源检查完成以后，立即对仪器进行二级刻度，表2是该仪器对应的二级刻度数据。

表1 校验源的检查数据

表2 对应的二级刻度数据

3 分析长、短源距计数率比值相关性

分析表1和表2的数据可以看出，校验源得出的长短源距计数率比值越大，相应的二级刻度比值越大。根据这一规律，可以得出结论，校验源得出的长短源距计数率比值与二级刻度比值有一定的对应关系。利用这种对应关系，用校验源检查仪器得出的长短源距计数率比值来推算二级刻度的比值。

从表1和表2中可以看出，校验源检查的比值为0.228 2和0.225 8时，二级刻度时的比值分别为5.731 1和5.807 9，超过了二级刻度标准比值的误差范围。校验源检查的比值为0.233 7和0.242 6时，二级刻度时的比值分别为5.982 5和6.039 2，在误差范围内。

根据表1和表2可以建立校验源长短源距计数率比值与二级刻度长短源距计数率比值数据对应关系图，如图2所示。

图2 校验源比值与二级刻度比值对应关系图

该图以二级刻度长短源距计数率比值为X轴，以校验源长短源距计数率的比值为Y轴。两者的关系近似于直线，二级刻度比值增大时，校验源比值增大。从图中可以看出：该仪器校验源比值在0.232～0.248之间时，二级刻度的K值在5.912 5～6.405 2范围内，满足刻度要求。对补偿中子仪器检查时，校验源计数率的比值要在0.232～0.248之间，这样二级刻度比值就不会超差。按照这一规律用校验源检查其它补偿中子仪器，分别建立校验源检查的长短源距计数率比值数据，保证二级刻度比值满足误差要求。

4 结束语

通过开展用校验源检查的长短源距计数率比值与二级刻度长短源距计数率比值相关性分析，找到了一种控制补偿中子仪器刻度超差的方法，可以较好地指导补偿中子仪器二级刻度，有效地解决补偿中子仪器刻度返工的问题，提高了补偿中子二级刻度的成功率。

[1] 黄隆基．核测井原理[M]．北京：石油大学出版社，2000:78-91.

[2] 洪有密．测井原理与综合解释[M]．东营：石油大学出版社，1993: 121-126.

[3] 中国石油测井有限公司. Eilog放射性测井仪器刻度手册[Z]. 2007:7-8.

[4] 骆庆锋，叶 凡，解 琪,等．影响CNLT5420补偿中子测井仪比值的因素分析[J]．石油仪器，2008，22(2):45-46.

[5] 刘效武，吴少威，史国发，等．CNLT5420补偿中子测井仪刻度及测井解释影响因素校正[J]．石油仪器，2012，26(1): 78-79.