張浩宇吳文圣熊世濤

1（中國(guó)石油大學(xué)（北京）油氣資源與探測(cè)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 北京 102249）

2（中國(guó)石油集團(tuán)測(cè)井有限公司 西安 710077）

造巖元素測(cè)井過(guò)程中，當(dāng)儀器內(nèi)的中子源向地層發(fā)射快中子時(shí)，地層中的元素原子核會(huì)先后與之發(fā)生非彈性散射及輻射俘獲核反應(yīng)，兩個(gè)過(guò)程中產(chǎn)生的兩種類型的次生γ射線的γ能譜被晶體探測(cè)器記錄，后續(xù)經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理可以獲得地層中單個(gè)元素的含量，進(jìn)一步可得到地層礦物類型和含量［1-3］。造巖元素測(cè)井總體來(lái)說(shuō)是用單一元素的俘獲γ能譜和混合地層的俘獲γ能譜求解各元素含量的過(guò)程，包括Al、Ba、C、Ca、Cl、Cu、Fe、H、K、Mg、Mn、Na、Ni、S、Si、Ti等16種地層元素，是一種簡(jiǎn)約的地層元素測(cè)井方法。造巖元素中子γ測(cè)井儀器主要由氘氚中子源、屏蔽體、溴化鑭閃爍體探測(cè)器組成。其中儀器的外殼材料、硼套結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度、屏蔽體結(jié)構(gòu)及溴化鑭晶體探測(cè)器到中子源的距離（源距）都是影響γ探測(cè)器計(jì)數(shù)和能譜的因素，對(duì)地層孔隙度和巖性的識(shí)別測(cè)定有著至關(guān)重要的影響［4-7］。所以，為了獲得較好的計(jì)數(shù)和能譜，本文需要對(duì)該儀器的參數(shù)（外殼材料、硼套結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度、屏蔽體及源距）進(jìn)行優(yōu)化研究。

1 儀器及蒙特卡羅模型建立

本文所使用的造巖元素中子γ測(cè)井儀器如圖1所示，中子源采用的是14 MeV的氘氚脈沖中子源，保證快中子和地層產(chǎn)生非彈及俘獲反應(yīng)［8-10］。探測(cè)器為直徑2.54 cm、長(zhǎng)3.8 cm的圓柱形溴化鑭晶體，可以探測(cè)并記錄非彈性散射γ射線和俘獲γ射線，同時(shí)0~10 MeV能量強(qiáng)度的γ射線也可由數(shù)據(jù)采集電路記錄下來(lái)［11］。在探測(cè)器與中子靶之間還有一個(gè)直徑7 cm、厚10.62 cm的屏蔽體，屏蔽體材料為鉛，主要用以屏蔽儀器內(nèi)部的γ射線，并且探測(cè)器外部包裹厚度為0.3 cm、長(zhǎng)為15 cm的硼套，用以屏蔽熱中子。

圖1 測(cè)井儀器結(jié)構(gòu)示意圖Fig.1 Structure diagram of logging instrument

通過(guò)以上述測(cè)井儀器結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，建立造巖元素中子γ測(cè)井蒙特卡羅數(shù)值模擬模型［12-16］。探測(cè)器、屏蔽體、中子靶、硼套的材料、外徑、長(zhǎng)度參數(shù)與實(shí)際儀器參數(shù)一致。井眼直徑取15 cm，井眼內(nèi)視情況充淡水或真空，井眼外地層部分半徑為80 cm，根據(jù)情況可填充所需物質(zhì)。為了使測(cè)量精度更高，將地層劃分為一個(gè)一個(gè)的小柵元。儀器貼井壁測(cè)量，整個(gè)模型高150 cm，模型如圖2所示。

圖2 儀器井眼地層的MCNP模型Fig.2 MCNP model for instrument borehole formation

2 儀器結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)

2.1 外殼材料的優(yōu)化

為保證造巖元素中子γ測(cè)井儀器耐高溫、高壓的特性，儀器外殼一般所使用的材料是0Cr17Ni4Cu4Nb不銹鋼。高強(qiáng)度、高硬度和抗腐蝕是0Cr17Ni4Cu4Nb不銹鋼材料的優(yōu)良特性，但是大量的Fe元素卻存在于0Cr17Ni4Cu4Nb不銹鋼外殼材料上，造成的結(jié)果為Fe元素在與快中子的相互作用下發(fā)生非彈性散射生成0.8 MeV的γ射線，以及與熱中子反應(yīng)生成7.64 MeV的俘獲γ射線，對(duì)測(cè)量地層中的Fe元素產(chǎn)生很大的干擾，所以應(yīng)該設(shè)法改進(jìn)。

為了減少儀器外殼部分干擾的γ射線，在了解了多種材料的元素質(zhì)量比進(jìn)行對(duì)比后，候選材料決定選為Fe含量較少的TC11鈦鋼。蒙特卡羅模型中，設(shè)置除外殼材料外其他儀器參數(shù)不變，地層填充等體積的灰?guī)r與石英，地層孔隙度為20%，孔隙中飽和含水。圖3展示了在不同外殼材料下探測(cè)器記錄的地層非彈性散射γ能譜及地層俘獲γ能譜。分析圖3可以判斷出，通過(guò)探測(cè)器記錄下的地層非彈性散射γ能譜及俘獲能譜在儀器為0Cr17Ni4Cu4Nb不銹鋼材料外殼時(shí)都有Fe的貢獻(xiàn)，且能譜中Fe峰較為明顯。而對(duì)TC11鈦鋼材料而言，其消除Fe峰影響的能力較強(qiáng)，當(dāng)用TC11鈦鋼材料作為造巖元素中子γ測(cè)井儀的外殼材料時(shí)，探測(cè)器記錄的非彈性散射γ能譜和俘獲能譜Fe的貢獻(xiàn)較小，在能譜中Fe峰不明顯，所以用TC11鈦鋼材料作為外殼材料能起到良好的抗干擾效果。

圖3 TC11鈦鋼和0Cr17Ni4Cu4Nb不銹鋼非彈性散射能譜(a)、俘獲能譜(b)對(duì)比Fig.3 Comparison of inelastic energy spectrum(a)and capture energy spectrum(b)of TC11 and 0Cr17Ni4Cu4Nb

2.2 硼套結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度優(yōu)化

硼套的長(zhǎng)度優(yōu)化為不斷增加硼套的長(zhǎng)度，硼套厚0.3 cm，初始長(zhǎng)度為15 cm，按硼套中心點(diǎn)保持于探測(cè)晶體中心點(diǎn)不變，每隔5 cm增加硼套長(zhǎng)度。蒙特卡羅模型中，設(shè)置儀器其他參數(shù)保持不變，地層填充等體積的灰?guī)r與石英，地層孔隙度為20%，孔隙中飽和含水。探測(cè)器記錄地層非彈性散射γ能譜及地層俘獲γ能譜，繪制出圖4。

圖4 不同硼套長(zhǎng)度的地層非彈性散射能譜(a)、俘獲譜(b)Fig.4 Formation inelastic spectrum(a)and capture spectrum(b)of different boron sleeve lengths

通過(guò)對(duì)圖4的觀察，發(fā)現(xiàn)硼套長(zhǎng)度的增加對(duì)低能段（0~6 MeV）的能譜影響幾乎可以忽略不計(jì)，高能段（6~10 MeV）非彈性散射γ能譜及俘獲譜的譜形在硼套長(zhǎng)度增大到接近25 cm后基本不再改變。同時(shí)看出，隨著硼套長(zhǎng)度的增加，非彈性散射γ能譜、俘獲能譜中雜峰的數(shù)量明顯減少。進(jìn)一步來(lái)看，雜峰主要來(lái)源于儀器所含元素的非彈γ射線和內(nèi)部熱中子在外殼元素上的俘獲γ射線，所以雜峰數(shù)量的減少也代表著儀器外殼部分干擾的γ射線減少，使元素測(cè)量結(jié)果更準(zhǔn)確。

硼套的結(jié)構(gòu)優(yōu)化為在考慮儀器外殼材料的情況下，分析不同硼套長(zhǎng)度及硼套嵌入（即硼套嵌于儀器外殼上）、非嵌入（即硼套位于儀器內(nèi)壁）對(duì)地層俘獲能譜譜形的影響。蒙特卡羅模型設(shè)置同上，儀器外殼材料分別選用0Cr17Ni4Cu4Nb不銹鋼和TC11鈦鋼，硼套長(zhǎng)度經(jīng)過(guò)上述研究定為15 cm、29 cm進(jìn)行對(duì)比研究。通過(guò)探測(cè)器記錄下地層俘獲γ能譜，不同儀器外殼材料的地層俘獲γ能譜對(duì)比如圖5所示。通過(guò)圖5可以看出，硼套長(zhǎng)度為15 cm時(shí)，TC11鈦鋼外殼材料的地層俘獲譜在8.02 MeV處出現(xiàn)雜峰，而當(dāng)硼套長(zhǎng)度設(shè)置為29 cm時(shí)，雜峰數(shù)則有所減少。在考慮0Cr17Ni4Cu4Nb中Fe元素的存在會(huì)影響俘獲譜7.72 MeV的Al峰計(jì)數(shù)率，以及將硼套置于小直徑整體鈦鋼管工藝的復(fù)雜性，本次測(cè)井儀器硼套長(zhǎng)度結(jié)構(gòu)優(yōu)化選用長(zhǎng)29 cm的硼套嵌于TC11鈦鋼材料儀器外殼上最為合適。

圖5 0Cr17Ni4Cu4Nb不銹鋼(a)、TC11鈦鋼外殼(b)材料地層俘獲能譜Fig.5 Formation capture energy spectrum of 0Cr17Ni4Cu4Nb shell(a)and TC11 shell(b)

2.3 屏蔽體結(jié)構(gòu)

2.3.1 屏蔽體材料

屏蔽體是為防止中子源產(chǎn)生的中子直接進(jìn)入儀器探測(cè)器影響探測(cè)結(jié)果而設(shè)置的。2012年，西安交通大學(xué)嚴(yán)慧娟等［17］通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到了鎢鎳鐵、鐵、鉛、銅、石墨、硼砂和聚乙烯7種屏蔽材料的屏蔽率變化結(jié)果，得出鎢鎳鐵是所選幾種材料中屏蔽效果最好的。

圖6是當(dāng)儀器中分別放置這7種屏蔽材料，其他設(shè)置參數(shù)均為儀器原始參數(shù)，地層填充等體積的灰?guī)r與石英，地層孔隙度為20%，孔隙中飽和含水時(shí)得到的非彈譜和俘獲譜曲線?？梢钥闯?，當(dāng)屏蔽材料為聚乙烯和石墨時(shí)，非彈譜與俘獲譜整體計(jì)數(shù)率最大且彼此接近，明顯高于其他屏蔽材料的計(jì)數(shù)，屏蔽效果差。鉛和鎢鎳鐵對(duì)非彈譜的作用非常接近，整體計(jì)數(shù)率均較低，且在俘獲譜中鎢鎳鐵形成的計(jì)數(shù)率最低，可以得出鎢鎳鐵屏蔽效果最好。

圖6 屏蔽材料對(duì)非彈譜和俘獲譜的影響(a)非彈譜，(b)俘獲譜，(c)歸一化非彈譜，(d)歸一化俘獲譜Fig.6 Influence of shielding materials on inelastic and capture spectrums(a)Inelastic spectrum,(b)Capture spectrum,(c)Normalized inelastic spectrum,(d)Normalized capture spectrum

2.3.2 屏蔽體厚度

假設(shè)地層填充等體積的灰?guī)r與石英，地層孔隙度為20%，孔隙中飽和含水時(shí)，在保持儀器其他原始參數(shù)不變的情況下，屏蔽體的厚度分別按2 cm、4 cm、6 cm、8 cm和10 cm變化，繪制出非彈譜和俘獲譜隨屏蔽體厚度變化情況，如圖7所示?？梢钥闯觯帘误w厚度的改變基本上不改變非彈譜和俘獲譜的譜形。雖然整體上計(jì)數(shù)率隨屏蔽體厚度的增加而減小，但當(dāng)屏蔽體厚度大于4 cm后，屏蔽體厚度的改變?cè)诜菑椬V和俘獲譜計(jì)數(shù)率上產(chǎn)生的數(shù)量級(jí)差很小，如圖8所示。因此，屏蔽體厚度對(duì)非彈譜及俘獲譜的影響可忽略不計(jì)，厚度可維持初始厚度10.62 cm，這樣更貼合儀器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的需求。

圖7 屏蔽體厚度對(duì)非彈譜和俘獲譜的影響(a)非彈譜，(b)俘獲譜，(c)歸一化非彈譜，(d)歸一化俘獲譜Fig.7 Influence of shield thickness on inelastic spectrum and capture spectrum(a)Inelastic spectrum,(b)Capture spectrum,(c)Normalized inelastic spectrum,(d)Normalized capture spectrum

圖8 屏蔽體厚度對(duì)非彈譜和俘獲譜計(jì)數(shù)率影響對(duì)比Fig.8 Comparison of shield thickness on inelastic spectrum and capture spectrum count rates

2.3.3 屏蔽體直徑

假設(shè)地層填充等體積的灰?guī)r與石英，地層孔隙度為20%，孔隙中飽和含水時(shí)，在保持儀器其他原始參數(shù)不變的情況下，根據(jù)儀器結(jié)構(gòu)設(shè)屏蔽體的直徑分別為7 cm、8.2 cm、9.4 cm、10.6 cm和11.8 cm時(shí)，非彈譜和俘獲譜曲線隨屏蔽體直徑變化情況如圖9所示?？梢?，隨著屏蔽體直徑的增大，非彈譜和俘獲譜的計(jì)數(shù)率下降，亦即屏蔽體的屏蔽效果越好。屏蔽體直徑的改變對(duì)計(jì)數(shù)率的影響如圖10所示，隨著屏蔽體直徑增大，在半對(duì)數(shù)坐標(biāo)上計(jì)數(shù)率呈線性遞減?？紤]到儀器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，屏蔽體直徑取為11.8 cm最優(yōu)。

圖9 屏蔽體直徑對(duì)非彈譜和俘獲譜的影響(a)非彈譜，(b)俘獲譜，(c)歸一化非彈譜，(d)歸一化俘獲譜Fig.9 Influence of shield diameter on inelastic spectrum and capture spectrums(a)Inelastic spectrum,(b)Capture spectrum,(c)Normalized inelastic spectrum,(d)Normalized capture spectrum

圖10 屏蔽體直徑對(duì)非彈性散射能譜和俘獲譜計(jì)數(shù)率影響對(duì)比Fig.10 Comparison of shield diameter on inelastic spectrum and capture spectrum count rates

2.4 源距優(yōu)化

源距優(yōu)化為不斷改變中子源到探測(cè)晶體的距離，模擬時(shí)設(shè)源距分別為23 cm、28 cm、33 cm、38 cm、43 cm、48 cm、53 cm和58 cm。儀器其他參數(shù)設(shè)置均為原始參數(shù)，地層填充等體積的灰?guī)r與石英，地層孔隙度為20%，孔隙中飽和含水。計(jì)算得到的非彈γ、俘獲γ及總γ計(jì)數(shù)率隨不同源距的變化曲線如圖11所示。由圖11可知，在半對(duì)數(shù)坐標(biāo)上探測(cè)器的非彈性γ計(jì)數(shù)率隨源距增加而線性減小，俘獲γ計(jì)數(shù)率以及非彈γ與俘獲γ的總計(jì)數(shù)率均隨源距先增大而后呈線性減小，且非彈γ隨源距的衰減速度稍快于俘獲γ。

圖11 探測(cè)器γ計(jì)數(shù)率隨源距的變化Fig.11 Variation of detector gamma count rate with source distance

由探測(cè)器得到的非彈γ能譜和俘獲γ能譜曲線如圖12所示?？梢?，非彈能譜曲線也隨源距增加而降低，當(dāng)源距不超過(guò)38 cm，各主要特征峰幾乎同幅度降低。當(dāng)源距大于38 cm以后，能譜曲線變形，各特征峰變化的趨勢(shì)不一致。能譜曲線變形雖由蒙特卡羅模擬統(tǒng)計(jì)誤差及源距共同引起，但在本次實(shí)驗(yàn)中統(tǒng)計(jì)誤差都控制在可接受范圍內(nèi)，僅需考慮源距因素即可。故從俘獲譜曲線看，當(dāng)源距大于38 cm后，曲線在高能部分的變化趨勢(shì)開始不一致；源距為23 cm其整體計(jì)數(shù)率較低。因此，源距不宜過(guò)大（大于38 cm），也不應(yīng)太小（小于23 cm）。結(jié)合儀器的其他機(jī)械結(jié)構(gòu)，源距取為37.6 cm。

圖12 源距對(duì)非彈譜和俘獲譜的影響(a)非彈譜，(b)俘獲譜，(c)歸一化非彈譜，(d)歸一化俘獲譜Fig.12 Influence of source distance on inelastic and capture spectrums(a)Inelastic spectrum,(b)Capture spectrum,(c)Normalized inelastic spectrum,(d)Normalized capture spectrum

3 優(yōu)化后儀器性能模擬測(cè)試

當(dāng)經(jīng)過(guò)上述模擬確定了造巖元素中子γ測(cè)井儀的最佳優(yōu)化參數(shù)后，儀器探測(cè)深度、縱向分辨率、適用井眼范圍也會(huì)發(fā)生改變，因此需利用圖2所示MCNP模型進(jìn)行儀器測(cè)試，而且針對(duì)不同的性能測(cè)試需要改變對(duì)應(yīng)的井眼地層環(huán)境。

3.1 探測(cè)深度

以石灰石（CaCO3）設(shè)計(jì)地層，由于γ射線的穿透能力受地層密度的影響較大，通過(guò)改變地層孔隙度來(lái)改變對(duì)應(yīng)地層的密度值，孔隙度分別為5%、30%?？紫吨酗柡秃?，根據(jù)灰?guī)r骨架密度可得到對(duì)應(yīng)密度分別為2.62 g?cm-3、2.19 g?cm-3。分別在兩種密度情況下對(duì)探測(cè)深度進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試條件為不斷地改變地層的徑向深度，深度變化為5 cm、10 cm、15 cm、20 cm、25 cm、30 cm、35 cm、40 cm、45 cm、50 cm、55 cm、60 cm、65 cm。測(cè)試過(guò)程中記錄不同孔隙度地層不同徑向深度下非彈、俘獲譜的總計(jì)數(shù)率，結(jié)果處理時(shí)將地層徑向深度的增加不會(huì)帶來(lái)非彈、俘獲譜總計(jì)數(shù)率變化的飽和段定為給探測(cè)器提供100%地層信息的徑向深度，即此時(shí)徑向積分幾何因子達(dá)到1。最后繪制出了徑向積分幾何因子G隨地層徑向深度R變化的曲線，非彈和俘獲信息的徑向積分幾何因子分別如圖13所示，取G=0.9時(shí)對(duì)應(yīng)的R值為儀器的探測(cè)深度［18-19］。由圖13分析可知，隨著地層孔隙度的減小，儀器對(duì)地層非彈信息的探測(cè)深度變化為18~22.85 cm，俘獲信息的探測(cè)深度變化為30.02~38.94 cm。根據(jù)探測(cè)深度定義取最大探測(cè)深度，即造巖元素中子γ測(cè)井儀器的探測(cè)深度為38.9 cm。

圖13 非彈性散射信息(a)、俘獲信息(b)的徑向積分幾何因子Fig.13 Radial integral geometric factors of inelastic information(a)and captured information(b)

3.2 縱向分辨率

以石英（SiO2）設(shè)計(jì)薄層、石灰石（CaCO3）設(shè)計(jì)圍巖層，薄層及圍巖孔隙度均為10%，孔隙中飽和含水，薄層和圍巖的地層密度由骨架密度確定，分別為2.49 g?cm-3、2.54 g?cm-3。測(cè)試條件為不斷改變薄層的縱向厚度，厚度變化為35 cm、40 cm、45 cm、50 cm，并且從模型底部開始逐漸上移進(jìn)行測(cè)量。取地層底部縱坐標(biāo)為-50 cm，此時(shí)儀器中子源與探測(cè)器的中心點(diǎn)縱坐標(biāo)取為38.9 cm，薄層中心點(diǎn)縱坐標(biāo)位置變化為-21.0 cm、-11.0 cm、-1.10 cm、8.90 cm、19.90 cm、28.90 cm、38.90 cm、48.90 cm、58.90 cm、68.90 cm、78.90 cm。測(cè)試過(guò)程中記錄對(duì)應(yīng)厚度下薄層不同縱向位置測(cè)量得到的俘獲譜的Si峰相對(duì)計(jì)數(shù)率。然后繪制出在不同薄層厚度的條件下Si峰相對(duì)計(jì)數(shù)率隨薄層縱向位置的變化曲線，如圖14所示。由圖14分析可知，當(dāng)薄層在地層縱向上移動(dòng)時(shí)，Si峰相對(duì)計(jì)數(shù)率逐漸上升，到達(dá)極大值后開始逐漸下降，響應(yīng)曲線兩邊對(duì)稱；當(dāng)薄層厚度逐漸增加，Si峰相對(duì)計(jì)數(shù)率的極大值逐漸增大，當(dāng)薄層厚度增加到一定程度后，該極大值處于穩(wěn)定，幾乎不再隨薄層厚度而變化。具有Si峰極大值的最小薄層厚度為40 cm，即造巖元素中子γ測(cè)井儀器的縱向分辨率為40 cm。

圖14 Si峰相對(duì)計(jì)數(shù)率變化曲線Fig.14 Change curve of relative counting rate of Si peak

3.3 井眼范圍

以石英（SiO2）和石灰石（CaCO3）設(shè)計(jì)地層，其中石英及石灰石在地層骨架體積中占比一致，均為50%。地層孔隙度設(shè)置為10%，在孔隙中為飽和含水狀態(tài)。地層密度由骨架密度確定，為2.54 g?cm-3。井內(nèi)充滿淡水泥漿，測(cè)試過(guò)程中按7 cm、18 cm、29 cm、40 cm改變井眼的直徑，記錄不同井眼直徑下的地層俘獲譜。通過(guò)利用Si、Ca、H元素的標(biāo)準(zhǔn)譜對(duì)其進(jìn)行能譜解譜處理，最終得到Si、Ca元素的干重值［20-21］。分析Si、Ca元素干重計(jì)算結(jié)果隨井眼尺寸的變化情況，并與理論值進(jìn)行對(duì)比，測(cè)試儀器在對(duì)應(yīng)井眼尺寸下的適用情況。

繪制在不同井眼尺寸的條件下Si、Ca元素計(jì)算值與理論值對(duì)比結(jié)果圖，如圖15所示。結(jié)果顯示：在改變井眼尺寸的條件下，Si、Ca元素干重反演結(jié)果的絕對(duì)誤差均基本處于穩(wěn)定不變的，分別約為0.01、0.02，且都在被允許的誤差范圍內(nèi)。因此，造巖元素中子γ測(cè)井儀可在7~40 cm的井眼尺寸下獲得較為準(zhǔn)確的元素干重值。

圖15 Si、Ca元素干重計(jì)算結(jié)果Fig.15 Calculation results of dry weight of Si and Ca elements

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)造巖元素中子γ測(cè)井儀器外殼材料、硼套結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度、屏蔽體結(jié)構(gòu)及源距變化的蒙特卡羅模擬結(jié)果分析及儀器優(yōu)化后的性能模擬測(cè)試，我們得出以下結(jié)論：

1）儀器外殼由于與熱中子反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生少量的干擾信號(hào)，建議選擇TC11鈦鋼做儀器外殼。

2）硼套主要是屏蔽熱中子不使其進(jìn)入儀器內(nèi)反應(yīng)產(chǎn)生干擾信號(hào)，本次測(cè)井儀器硼套長(zhǎng)度結(jié)構(gòu)優(yōu)化選用長(zhǎng)29 cm的硼套嵌于TC11鈦鋼材料儀器外殼上最為合適。

3）儀器內(nèi)部屏蔽體主要是屏蔽中子源所產(chǎn)生的中子，不讓其進(jìn)入探測(cè)器區(qū)域，若中子進(jìn)入到探測(cè)器所處區(qū)域會(huì)和周圍的各種部件材料中的原子核發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生很強(qiáng)的干擾信號(hào)，我們得出鎢鎳鐵做屏蔽體效果最好，直徑取為11.8 cm最優(yōu)，厚度對(duì)鎢鎳鐵屏蔽效果影響不大。

4）源距對(duì)譜的影響體現(xiàn)在計(jì)數(shù)率上，源距的選擇決定了譜的穩(wěn)定性，通過(guò)儀器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)確定源距為37.6 cm最優(yōu)。

5）通過(guò)儀器性能模擬測(cè)試確定出優(yōu)化后的造巖元素中子γ測(cè)井儀器的探測(cè)深度為38.9 cm，縱向分辨率為40 cm，且可在7~40 cm的井眼尺寸下獲得較為準(zhǔn)確的元素干重值。

作者貢獻(xiàn)聲明張浩宇：負(fù)責(zé)論文的編寫及修改工作；吳文圣：負(fù)責(zé)文章思路的提出及文章內(nèi)容的最終敲定；熊世濤：負(fù)責(zé)資料的搜集及整理。