提升石油測井精度的利器——高溫溴化鑭閃爍探測器
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引 言:油氣勘探的“透視眼”
在石油與天然氣勘探開發過程中,測井技術是獲取地層信息的關鍵手段。隨著油氣勘探向深部、復雜地層(如頁巖氣、致密油)延伸,對探測器的耐溫性、分辨率和穩定性提出新的挑戰。高溫溴化鑭(LaBr?(Ce))閃爍探測器憑借其突出的性能,正逐步成為精細石油測井的重要部件,為油氣行業提供更精準的“地下透視”能力。

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1. 優異的耐高溫與環境適應性
高溫溴化鑭閃爍探測器隨著溫度升高,輸出信號幅值變化更小,175℃相對于常溫的變化約為40%,而高溫碘化鈉閃爍探測器同條件下的變化將近60%(見下圖)。

不同探測器輸出的溫度特性曲線
2. 卓越的能量分辨率
高溫溴化鑭閃爍探測器的能量分辨率可達6.0%(25℃,662keV),能更清晰區分地層自然伽馬能譜中的鈾(U)、釷(Th)、鉀(K)等放射性元素,尤其在地層元素測井中,對中子與地層元素發生非彈性散射和熱中子俘獲反應產生的次生伽馬射線的準確測量,可顯著提升對H、Cl、Si、Ca、Fe、S、Ti、Cr及K等元素識別精度。下圖為高溫溴化鑭閃爍探測器的實測能譜圖,其中常溫25℃和高溫175℃的能量分辨率分別為5.2%和7.2%;相同條件下,BGO和NaI(Tl)閃爍探測器的常溫能量分辨率分別約為15.2%和10.8%。

CH410-03型高溫溴化鑭閃爍探測器能譜曲線圖
3. 高的伽馬射線探測效率
LaBr?(Ce)閃爍體的密度(5.08 g/cm3)和原子序數較高,對伽馬射線的吸收能力更強,與同體積的NaI(Tl)相比,探測效率可提升30%以上,尤其適合探測地層中的中高能伽馬射線。
4. 高的光產額
LaBr?(Ce)閃爍體的光產額是63,000 ph / MeV,約是NaI(Tl)(38,000 ph / MeV )的165%。即LaBr?(Ce)閃爍體受單位能量激發產生的光子數更多,可有效提升探測能力,適用于低孔隙度地層等更精細的測量。
5. 快衰減時間與高計數率能力
LaBr?(Ce)閃爍體的衰減時間僅16 ns,比NaI(Tl)(230 ns)快一個數量級,這一特性使其能夠在高計數率時(如脈沖中子源測井),避免信號堆積導致的測量誤差。尤其在能譜測井中,高溫溴化鑭閃爍探測器配合高輸出脈沖中子發生器,可在高測速時仍保持數據可靠性。
集成北京濱松光子技術股份有限公司(以下簡稱北京濱松)高溫溴化鑭閃爍探測器的地層元素測井儀,測井曲線圖(見下圖)可以精準的展示Si、Ca、Fe、AI、S、K、Ga等主要元素的測井曲線,結合其他的參數可以更有效的解釋地層的礦物信息。

地層元素測井儀曲線圖
北京濱松可以提供高溫溴化鑭閃爍探測器從部件到一體化模塊產品的解決方案。
1. 溴化鑭閃爍體封裝技術突破;
溴化鑭裸晶極易潮解、抗振性差,對封裝技術要求非常高,北京濱松已經自主研發掌握了井下工程化應用的高溫溴化鑭閃爍體的耐高溫、抗振等關鍵技術;
2. 擁有核心的光電器件;
3. 自主設計的高速前放電路可以滿足耐高溫、耐振動、高計數率的技術要求;
4. 穩定的可靠性產品交付。
適用于電纜測井、隨鉆測井等應用場合,北京濱松可以提供系列的高溫溴化鑭閃爍探測器產品,同時還可以提供定制化服務。

部分高溫溴化鑭閃爍探測器
結語:助力開啟精準勘探新時代 北京濱松潛心高溫閃爍探測器的技術鉆研與產品開發十數年,目前已掌握了高溫溴化鑭閃爍探測器研制設計的核心技術,可以與客戶一起分析儀器應用中對于探測器的指標要求,根據實際應用需求,針對性的設計探測器的各部件,如閃爍體、光電器件、匹配的電路、減振設計和輔助材料等,并進行持續的論證和改進提升。 獨特的產品設計、標準的工藝規程、規范的制造工藝以及嚴格的出廠檢驗,層層把關只為打造性能優異的可靠產品。北京濱松始終在努力,為了中國測井儀器的自主生產,為了石油勘測技術的突破,我們還可以做的更多。 END

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