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申请/专利权人：河南省科学院同位素研究所有限责任公司;河南省同新科技有限责任公司;河南省科学院

摘要：本发明公开了一种具有稳定信噪比的非放射性示踪陶粒的制备系统，包括：示踪陶粒素坯制备装置、检测单元、控制系统、数据库和调整优化模块；建立了以ζo值为基础的实时在线调控示踪陶粒所含示踪元素含量的方法，消除了示踪陶粒生产过程中因混料不均匀或其它因素所导致的示踪元素含量偏低偏高现象，精准控制示踪元素含量在设定阈值内。根据井下实测数据ζ测反馈，实时调整示踪陶粒的设定阈值ζ阈，井上井下联动，可实现复杂压裂环境下在用示踪陶粒中子活化瞬发伽马射线法监测压裂裂缝信息时具有稳定的信噪比，可避免不同的测井仪参数、井眼环境和油气储层等压裂裂缝测井时俘获伽马信号的忽高忽低，从而提升测井成功率。

主权项：1.一种具有稳定信噪比的非放射性示踪陶粒的制备系统，其特征在于，包括：示踪陶粒素坯制备装置、检测单元9、控制系统12、数据库和调整优化模块；所述检测单元9位于屏蔽箱25内，所述的检测单元9，包括慢化体厚度测定装置、示踪陶粒素坯中子活化有效半径R测定装置和单位体积俘获伽马值获取装置，该三个装置均有测井仪，分别定义为第一测井仪、第二测井仪、第三测井仪；慢化体厚度测定装置包括第一测井仪和慢化体；第一测井仪的中子源19发出的快中子经慢化体转化为热中子或超热中子；第一测井仪的热中子探测器用来监控热中子计数率的变化，并可据此来确定慢化体厚度的最优化值；中子活化有效半径R测定装置和单位体积俘获伽马值获取装置中的慢化体均采用此厚度值；示踪陶粒素坯中子活化有效半径R测定装置包括第二测井仪、滑轨26、第二传送皮带27、第四卸料阀28、振动装置29、第三传送皮带31、料位计32、慢化体；示踪陶粒素坯30经第三传送皮带31被加入至示踪陶粒素坯中子活化有效半径R测定方法装置的料仓内，该料仓的顶部设置料位计32，慢化体位于该料仓的底部、第二测井仪的上部，底部的第四卸料阀28卸料至第二传送皮带27上时，上覆示踪陶粒素坯的厚度会逐渐变薄；第二测井仪的中子源发出的快中子慢化形成热中子或超热中子，被示踪陶粒所含高中俘获截面元素俘获，产生瞬发伽马射线；第二测井仪的近井伽马探测器20和第二测井仪的远井伽马探测器21用于探测该信号值的大小，其大小变化可用于中子活化有效半径R的计算；单位体积俘获伽马值获取装置包括：第三测井仪、慢化体、旋转装置33、第五卸料阀34、第四传送皮带35、第五传送皮带36、线缆37、升降装置3；示踪陶粒素坯30经第五传送皮带36进入单位体积俘获伽马值获取方法装置的模拟井筒内；第三测井仪位于该模拟井筒的中部、并固定安装在旋转装置33和升降装置38上，旋转装置33控制第三测井仪旋转，第三测井仪的中子源19水平发射中子对模拟井筒内示踪陶粒素坯进行中子水平照射，其有效作用半径为R；升降装置38控制第三测井仪升降，可获取中子活化反应高度h，进而计算出有效中子活化体积V，得到单位体积俘获伽马值ζo；如果单位体积俘获伽马值ζo超出了设定阈值ζ阈，则认为示踪陶粒产品所含示踪元素含量不达标，控制系统12会自动计算出混合均化器14内示踪溶液浓度的偏差值，并发出指令，通过控制示踪陶粒素坯制备装置来实时调控示踪溶液浓度，从而实现示踪陶粒素坯内示踪元素含量的实时在线精准控制；如果单位体积俘获伽马值ζo落在设定阈值ζ阈内，则认为示踪陶粒产品所含示踪元素含量达标，此时示踪陶粒毛坯被传送进隧道窑进行高温煅烧，最终制备出用于压裂裂缝监测的的示踪陶粒，该单位体积俘获伽马值为ζ陶；ζ陶值用于指导井下压裂方案的设计与施工，具有ζ陶值的示踪陶粒被用于压裂裂缝实际测井；测井仪借助伽马探测器获取井下中子活化瞬发伽马射线值，得到井下实测值ζ测，其值随不同的测井仪参数、井眼环境和油气储层等不同而变化；不同井况下ζ测存储于数据库中，调整优化模块根据数据库中的不同井况下ζ测值实时调整优化示踪陶粒制备时的设定阈值ζ阈，如此不断迭代优化，最终实现示踪陶粒所含高中子俘获截面示踪元素含量的精准控制，并实现井下复杂压裂环境下伽马探测器能够一直获取到稳定的信噪比，从而达到水力压裂开采时井下压裂裂缝精细刻画的目的。

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