绿色勘探是遵循生态原理和生态经济规律，将绿色发展和环保理念融入到勘探工作的全过程，借助绿色勘探技术不仅可以避免、消除或减轻对生态环境的污染和破坏，还可使生态负效应最小化。在石油天然气等能源勘探领域，“无源化”中子测井已成为绿色勘探的重要举措。

一、什么是“无源化”中子测井？

中子测井根据中子源类型的不同可以分为，放射性同位素源中子测井和可控源中子测井。放射性同位素源中子测井仪器使用天然的同位素作为中子源，利用中子源产生的射线与地层物质相互作用，进行测井。而“无源化”中子测井是利用可控中子发生器作为中子源，替代传统放射性同位素源进行测井。这两种中子测井仪器除了性能差异外最大区别在于放射性是不是可控。

20世纪中期，放射性同位素源首次被用于地层测井中测量地层孔隙度，开启了中子技术在油气勘探领域的应用之路。随后，中子源在剩余油饱和度测井、氧活化测井、岩性密度测井和元素测井等领域的不断应用，使得中子测井在油气勘探领域的地位变得愈发重要。然而，放射性同位素源具有很强的放射性，使得当时的中子测井仪器在存储、运输、操作过程中存在很严重的安全隐患。    

近年来，我国频繁发生的放射性同位素源“卡源”事故就是例证，为放射性同位素源的使用频频敲响警钟。2006年，某测井队在陕西富县执行测井任务，操作人员在拆卸放射性同位素源时，不慎将中子放射源落入1200米井中。进行了8次打捞，放射性同位素源仍无法取出，最终将该油井用水泥封闭，周围地区纳入辐射监视区域，经济损失达上千万元；2012年，某煤田地质局勘探队在甘肃省平凉市灵台县进行测井作业，因钻孔内发生坍塌，导致一枚Cs-137放射源卡在井下1340m处。事故发生后，打捞一个月均失败，最终进行封井处理。放射性同位素源的强放射性和长半衰期，也使得放射性同位素源对环境存在很大的潜在危害，这些放射性同位素源“卡源”事故，不仅造成千万级以上的直接经济损失，也对周围环境造成了极大污染。随着HSE（健康、安全、环保）理念在国内的广泛传播，人们的环保意识不断增强，也促使相关部门对放射源测井仪器的使用也变得越发严格。目前国内海上油田已经不允许使用放射性同位素源进行测井，一些地方政府如陕西省油田也不允许外地测井队携带放射性同位素源仪器进入当地的油田中。

如何在测井作业中安全有效地利用好核技术，已成为全世界核测井领域的重要课题。为了解决这一问题，20世纪90年代，美国斯伦贝谢开展了可替代放射性同位素源的中子测井技术研究，并成功研发出了第一款可控源中子测井仪器，国际测井领域开启了绿色“无源化”新篇章。

可控中子源是利用氘氚聚变反应产生中子的原理，加速氘氚离子去轰击靶材，从而引起核反应发射中子，具有强度高、小型便携、可即时关断、安全可控、操作简便等优势。与放射性同位素源不可控的连续发射中子不同，可控源可以控制中子的发射，只有在通电使用时才发射中子，不通电不发射中子，这也使得可控源测井仪器在不通电的状态下没有辐射危害。也正因如此，可控源中子测井仪的安全性也大大提高，是一种绿色核测井仪器，并且从根本上杜绝了“卡源”带来的巨大环境危害和经济损失。

         二、国外中子测井仪器的“无源化”之路

为了更能顺应市场的发展，2003年全球最大的中子测井生产商斯伦贝谢公司在全球范围内进行了客户意见调查。多年来，国际岩石物理学家与测井分析师学会（SPWLA）也一直在推动替换放射性同位素源的技术开发。2008年，美国国会年报中，建议全体服务公司使用可控中子发生器来替换中子孔隙度测井仪中Am-Be源，以避免与消除测井仪器的放射性危害。

历经几十年的发展，目前国外可控源测井仪已发展较为完善，以斯伦贝谢为首的三大油服巨头，均已形成了各自成熟的商业化产品，比如斯伦贝谢的随钻测井仪器Neo Scope和元素测井仪器Litho Scanner，已经完全实现了放射性同位素源的替代，并占据全球测井市场主要份额。

              三、总结与展望

从上世纪90年代起，我国从国外引进了多款可控源中子测井仪器进行油田服务，例如PND-S测井仪，RPM测井仪和RMT测井仪等。同时，国内测井行业也开展了很多研发工作。近年来，随着习总书记“两山理论”和国家“双碳”目标的提出，国内越来越多的有实力的单位和资本投入到可控源中子测井技术的研发中来，并且在可控源（中子管）和可控源中子测井理论方面取得了一定的进展。然而，我国的可控源中子测井技术仍处在发展的初期，与国外的先进技术仍有较大差距。唯有进一步的资金、政策支持，才能让绿色“无源化”中子测井技术照亮绿色勘探之路，促进油气勘探开采的绿色发展，助力国家的双碳目标。