中子寿命测井用脉冲中子源向地层发射高能中子，高能中子进入地层后，与岩石中的原子核发生多次碰撞后减速为热中子，然后全部吸收，研究地层中热中子寿命的方法，称为中子寿命测井，用这种测井方法可划分油、气、水层

。

一、中子寿命测井的基本原理

由井下仪器的脉冲中子源在井内向地层发射14MeV的快中子，经过地层原子核的散射减速为热中子，直至被俘获，产生俘获r射线。从变为热中子的瞬时起到热中子大部分(约为63.7%)被岩石原子核俘获为止，热中子所经过的这段平均时间称为热中子寿命，用t表示。t的长短与岩石的宏观俘获截面H密切相关，显然俘获截面H越大，热中子寿命t就越短，它们之间有倒数关系，在无线均匀地层中：

     t =  1 /VH = 4.55 / H

V：热中子速度，是个常数(2.2x10⁵cm/s)；H：岩石的宏观俘获截面(cm^-1)。

    H是岩石中各个元素的微观俘获截面J的总和。在沉积岩中，除硼以外，以氯的J为最大，所以岩石的J主要取决于氯的含量，所以记录热中子寿命t或岩石的H均能反映地层中含氯量的多少。盐水层比油层的含氯量大。因此盐水层有比油层H大得多和热中子寿命t小得多的特点，所以中子寿命测井可以用来划分盐水层和油层。

    热中子在地层内的扩散中，地层中某点的热中子密度按下式规律衰减：

N = N0 * e** -T/t

式中，N₀、N分别为开始衰减时和经过时间T后的热中子密度；t为岩石的热中子寿命。

    进行中子寿命测井时，在发出脉冲中子之后的间歇时间内，选取两个适当的延迟时间T1和T2，分别测量热中子被原子核俘获后放出的俘获r射线，进而求出热中子寿命。

               N1  = N0 * e** -T1/t

              N2 = N0 * e** -T2/t

 两式相除可得：

t =    (T1 – T2)/ ln(N1/N2)  = 0.4343( T1 – T2 )/ (lg N1 – lg N2 )

    根据上式，通过计算，就可得出岩石中子寿命曲线t或根据t和岩石的H的关系得出岩石宏观俘获截面曲线H。

二、中子寿命测井的由于应用

１、划分油水层

    含氯量较高的水层，对热中子的俘获截面大，所以曲线幅度小，并且随着延迟时间增大而衰减得快。油层则由于热中子的俘获截面小而曲线幅度较大，且随时间延迟增大衰减得慢，所以配合自然伽马测井曲线GR，可用来划分油水层。

２、另外，还可用来判断气层，定量求含油饱和度。