1 第一节历史回顾用中子活化井眼周围原子核并测量衰变伽马射线的测井思想最早在1939年提出 ,60-70年代，研究中子活化测井的目的是测量地层中氧、硅、铝等元素的相对含量，想解决岩性、泥质含量和含水饱和度等问题。这期间许多作者提出了各种地层元素的活化测井方法，也开发出了使用脉冲中子源进行连续定量测量的仪器，但是由于各种原因，没有获得广泛认同。1979年，在 SPE期刊 JPT上发表了一篇文章，详细叙述了中子氧活化测量水流方法的理论推导过程和实验样机试验结果[4]。这项研究成果得出了两个重要结论，即水流与测量仪器的相对速度可以通过不同源距探测器计数率的比值来确定；水流与测量仪器的距离可以通过能谱中不同能窗计数率比值确定。这就为中子氧活化水流测井奠定了基础，目前Atlas 使用的两种水流测井方案[5] 和Halliburton 使用的一种水流测井方案就源自这项研究结果，Schlumberger公司也曾使用过这种测量方案。我公司引进俄罗斯布谷利马的仪器也使用该方案。1991年，Schlumberger公司的研究人员发明了另一种测量方案—脉冲测量方案WFL 。脉冲活化是一种新型氧活化技术，是示踪技术和中子活化技术的结合。脉冲中子氧活化不是测量多个探测器计数率的比值，而是通过测量时间谱，计算被活化的水流从中子源流到探测器的时间。后来，为了在多相流中应用这项技术，该公司的研究人员又开发了FVL ，分别用可被活化的水溶和油溶标记物来测量水流和油流速度。第二节物理基础一、中子的一般概念中子是组成原子核的基本粒子之一。它的静止质量是1.00866 原子质量单位 ( 一个原子质量单位等于 C12原子质量的1/12 ，即等于 1.66053 ×10-27 千克 ) 。中子所带的电荷量小于电子电荷的10-18 。因此，可以说，中子是不带电的中性粒子。因为中子不带电，所以当它射入物质时，它和原子核外的电子几乎不发生作用，故中子不需要克服库仑力的障碍，能量很低的中子也能很容易地进入原子核内部，引起各种核反应。能量较高的中子穿透能力更强，它们常常可以穿透套管和水泥环的阻挡而进入几十厘米深的地层中，与地层内各种元素的原子核发生核反应。中子的这种宝贵特性，常常为人们所利用，氧活化测井和油田所有其它中子测井方法都是利用中子的这一特性。中子的核物理实验表明，中子的能量不同，与地层中各种元素的原子核发生反应的主要类型也不同。所以，在讨论中子与地层中各种元素的原子核发生反应之前，有必要知道中子的分类及能量。按其...
