同位素测井和氧活化测井对比分析
同位素释放器与氧活化仪器组合测井的应用
氧 活 化 仪 器组 合 的 方 式 ，使 一 次 下 井 可 以 同 时 完 成 同 位 素 、 氧 活 化 两 种 工 艺 方 法 ，为提 高 吸 水 剖 面 测 井 质 量 提 供 了新 的 手
关 键 词 ：测 井 ；吸 水剖 面 ；同位 素 ；氧活 化 ；释放 器 中图法分类 号 ：Ｐ ３ ． １ ６ １８ １ 文献标识码 ：Ｂ 文章编 号：１ ０ —１４２ １）２０ ５ —２ ０ ４９ ３ （０ ２０ —０ ２０
・５ ３。
（ ）自然伽 马基 线在 目的层段 异常 高值 ，导致 同 ４
位 素 曲线 解释 误差 大 。
料显 示 该井 层位 上 吸水差 异很 大 ， 同位素 测井 资料 达 到 厚层 吸水 细分 的 目的 。
２３ 氧 活化 测 井优点 － 测 井时 没有 放射 性 沾污 、沉淀 ，基本 不 受水 质 的 影 响 ，能够 客观 地反 映管 内外 流体 的流 速 ， 于 判断 对 封 隔 器失 效 ，判断 单层 突进 、注 水漏 失 、井下 大孔 道
１４ 氧活化 测 井下井 仪器 ．
１ 同位素与氧活化测井方法介绍
１１ 同位 素测 井原 理＿ ． １ 在注 水井 正常注 水 的情况 下 ， 将放 射性 同位 素示 踪 剂 注入 到井 内 ，随着注 入水 的流入 ，在注 水层形 成 示踪 剂滤 积 ，用 自然伽 马测 井仪测 取 同位素 曲线 ，曲 线上 显示 出在注 水层 滤积 的 同位 素放 射性 强度 ， 通过 对 比注入 同位 素前后 测得 的 自然伽 马曲线 差异 ， 结 再
轰 击注入 水 中的氧 原子 ，就会 发生 下列核 反应 ：
第一作者简介：高志海 ，男，１７ ９４年生，工程师，１９ 年毕业于华北石油学校地球物理 测井专业，现于河南油田测井公司从事生产测井工作。 ９２
脉冲中子氧活化测井技术在海拉尔油田的应用
低注入量、低孔隙度、低 渗透率油田的注入剖面测
试, 现有的放射性同位素测井方法受到一定的限制,
由于同位素示踪法和流量法资料质量差及无法取得
资料等原因, 不能满足笼统正注井、笼统上返井和配
注井的注水剖面测试要求。
脉冲中子氧活化测 井技术恰恰解决了上述难
题, 同时脉冲中子氧活化技术在测井过程中不使用
任何放射性示踪剂, 克服了示踪剂的沾污、堆积和地
X 收稿日期: 2012- 02- 15
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内蒙古石油化工 2012 年第 8 期
2. 2 在分层配注井中的应用
配注井在油管和套管之间安装了封隔器和配产
2012 年第 8 期 李多多 脉冲中子氧活化测井技术在海拉尔油田的应用
109
器, 通过测量水嘴上、下点的流量即可知道水嘴的吸 入量, 进而了解该层段的吸入状况。贝 60- 56 井为 取自海拉尔油田一口典型的分层配注井, 表 2 列出 氧活化测井结果与同位素测井结果对比情况。
关键词: 脉冲中子氧活化; 笼统注入井; 分层配注井; 测井解释; 海拉尔油田 中图分类号: P 631. 8+ 1 文献标识码: A 文章编号: 1006—7981( 2012) 08—0107—03
随着油田开发时间的不断增加, 油田储层非均
质性越来越复杂, 对于高渗层、大孔道、裂缝井或是
表 2 贝 60- 56 井脉冲中子氧活化 测井结果和 同位素吸水剖面测井结果对比 表
层位名称
脉冲中子氧活化测井 结果( 相对吸入量)
同位素吸水剖面测井 结果( 相对吸入量)
NII6 NII3 NII7 NⅡ12 NII13 NII15 NII16
0 12. 7% 16. 1% 55. 5%
放射性同位素测井的应用2
放射性同位素测井的应用(2) 放射性同位素测井的应用(2)载体用量与衰变期、放射性强度的关系我们知道，由于每口井的油层厚度和吸水能力不同，使用放射性同位素的强度和用量也不尽相同。
一般的放射性强度由式(1)确定： (1)其中：I-----某井使用的放射性强度，Bq;K----吸水厚度为1m时，所用的放射性强度，Bq/m，由统计分析确定K值选用1.5×105Bq/m;H----油层射开厚度，m(当H<30m时，用射开厚度代替吸水厚度;当h>30m 时，用射开厚度的70%代替吸水厚度);A----各种沾污耗掉的放射性强度，目前选用30×105Bq(大庆地区经验值)。
同时，载体用量按式(2)可确定：(2)其中：I-----某井使用的放射性强度，Bq;I总----使用当天源罐内同位素的强度，Bq;V----载体用量，ml。
假如，一罐1000ml的同位素微球，比重1.03～1.06g/㎝3，半衰期11.7天，刚出厂的强度是100mCi。
若出厂当天使用强度为0.1mCi，即3.7MBq[2]，则按照式(2)可求出所需体积为1ml;若出厂后5天使用，则由同位素衰变公式知罐内放射性强度衰减为74.38mCi，同样要求使用强度为0.1mCi时，所需体积为1.34ml。
依此类推，可得出表1。
可以看出，所需同位素强度相同，随着衰变期增长，载体用量呈指数增长[3](3)现场应用效果分析升58-38井，注入压力11MPa，日注水30m3/d 。
2011年，八大队先后分别采用300～600μm与100～300μm粒径的同位素载体对升58-38井进行注入剖面测井实验，解释成果对比图如下。
由图1看出，大粒径(300～600μm)同位素载体测井的解释成果图中，伽玛曲线干扰较大，毛刺较多，分层吸水情况不理想，并且沾污在一级配水器处不是很明显，随着深度的增加，沾污现象也愈加明显，在最后一级配水器处达到最大。
氧活化测井在油田开发中的应用探析
氧活化测井在油田开发中的应用探析随着目前科学技术的不断发展，油田在生产开采过程中应用传统的放射性同位素示踪、流量等技术进行地层水流测试已经不能满足实际要求。
而脉冲氧活化测井技术是一种新型的井下流体检测技术，该技术在实际应用过程中不会对地层造成污染，而且在整个测试过程中外界因素对其影响非常小，因此在油田井下流体进行测试的过程中得到了非常广泛的应用。
1 脉冲氧活化测井目前，在油田的勘探开发过程中脉冲氧活化测井技术得到了非常广泛的应用。
利用脉冲氧活化测井技术不仅能够有效监测油层中流水的实际分离状态，而且还能针对不同油井之间、油层之间实际的注水情况以及压力值等进行有效检测，通过脉冲氧活化测井技术的应用最大程度降低了油田井下作业事故发生的几率，也使得油田的生产开采效率得到了有效提升，促进了油田生产作业的安全进行。
1.1 测定原理在核裂变反应过程中会产生大量的快中子，快中子能够快速贯穿钢筋混凝土、液体以及石油管道等，而且快中子还能穿透到地下几十厘米深的位置，还能与地层中的物质发生核反应从而产生弹性散射、非弹性散射、低能中子俘获反应等。
而上述一系列的核反应是脉冲氧活化测井技术的关键所在，其主要是通过在氧原子衰变过程中由高能快中子激活辐射出来的射线来针对流程中的流体进行检测。
在脉冲氧活化测定基础实际的应用过程中会利用到高能伽马射线探测仪、中子发射器等一系列测井设备。
在实际测井过程中，首先利用高能中子发射器发射出高能中子，然后利用这些高能中子将油层流体中的氧原子进行激活；然后再利用伽马射线探测器来检测处于激活状态的氧原子，这样就能精确的测定流体的流动速度[1]。
1.2 技术特点目前，在我国多数大型油田中脉冲氧活化测井技术已经实现了普及应用。
通过对脉冲氧活化测井技术实际应用统计发现，与其他的测井技术相比较，脉冲氧活化测井技术测量精度更高，而且在测量过程中很少受到外界因素影响，整个测量过程消耗的时间比较短。
脉冲氧活化测井技术在实际应用过程中的优势主要体现在以下几个方面：① 与同位素测定技术相比较，脉冲氧活化测井技术能够精确的测量出油层漏洞流量以及漏洞的具体位置，并且能够有效克服测井过程中注水井污染的影响；② 与涡轮流量测井技术相比较，脉冲氧活化测井技术能够适应各种地质构造，而且在实际测井过程中不会受到地层结构的影响；③ 与电磁和超声流量测井技术相比较，脉冲氧活化测井技术在实际应用过程中不仅操作非常简单，而且实际使用成本也比较低，在实际进行测量的过程中不需要将设备和仪器放入到油管内侧。
氧活化水流测井技术资料
油管内上水流流量测量
Y堵1925.82m 滑套2122.48m
124.82m3/d
121.42m3/d 123.08m3/d 120.45m3/d 121.53m3/d 123.48m3/d 121.99m1231/d.99m3/d 123.28m1233/d.28m3/d
封隔器2146.12m
滑套2162.20m 封隔器2174.57m
2、注聚剖面： 对于注水剖面测井常规的测井方法有：井温法、
流量法。
常规的测井方法的不足： 井温法：不能定量解释； 流量法：由于聚合物粘度较大，涡轮流量测井误差较大；
电磁流量不受粘度的影响，可较为准确的测量。 上述两种方法不能适用于油管过层的注聚井。
3、窜槽检测： 对于窜槽检测常规的测井方法有：井温法、同位素示踪
封隔器：1393.5m—1395.8m
3、注聚合物井氧活化水流测井
目录
埕XXXX-XX井 氧活化 水流测 井成果 图。
埕XXX-X-XX井氧活化水流测井解释成果表
目录
通过解 释成果 可以看 出氧活 化水流 测井不 受流体 粘度的 影响
4、验证封隔器井氧活化水流测井 BZ26-2-A4井产出剖面测井解释成果图
4、氧活化水流测井不受井内管柱及工具的影响，可以检测管 外窜槽。
注入剖面测井方法的优化 同同位位素素载载体体法法
水井类型
测井系列
井温法 同位素载体法 组合测井法 电磁流量法 超声流量
★ ★★
氧活化测井法 ★ ★ ★
★ ★ ★★ ★★ ★★
★★★
注水井
★
★
★
★
★
★★★
★★★
★ ★ ★★ ★★ ★★
注聚井
生产测井方法介绍
中国石化江汉石油管理局测录井工程公司
生产测井方法介绍
饶海涛 2010.08
前言
随着油田开发的不断深入和面临问题的日益复杂，生产测 井技术将发挥越来越重要的作用。当前，江汉加强了注采剖 面监测、剩余油饱和度及分布监测、动态地层参数的了解、 井眼技术状况的检查等，在此，我们交流一下生产测井技术 的相关情况。
井
（5）井场环境能够满足车辆摆放及施工要求，道路能够满足车辆进
出需要。
（6）日注水量需要达到20m3/d以上。
（7）有专业人员配合，开关井口测试阀门。
中国石化江汉石油管理局测录井工程公司
注入（吸水）剖面测井
施工应具备的条件和要求
地
地质方案应提供准确齐全的井下技术、措施数据、注水数据、
质
射孔井段、邻近水层、井下工具及深度、可能存在的套管变形
目录
注入（吸水）剖面测井 剩余油监测 RIB八扇区水泥胶结测井 其它
中国石化江汉石油管理局测录井工程公司
注入（吸水）剖面测井
对于注水开发的油田，特别是开发非均质多油层的油田，渗透率 在纵向上的分布是不均匀的，这就造成注水井的注水剖面和生产井 的产液剖面的前缘是不均匀的。随着开发的进行，层间矛盾越来越 突出，势必造成单层突进，综合含水上升，产油量下降。要保持油 田的高产和稳产，控制综合含水的上升，其主要手段是在非均质的 条件下，对高含水层进行调剖堵水，对低含水层进行压裂、酸化或 射孔等。这就需要我们要了解油层的动用情况以及油水分布状况， 弄清高含水层和低产液层及未动用层所在的确切部位，使各种作业 做到有的放矢，为此，进行注水剖面和产液剖面的测定很有必要。 但是，由于对油层的强注强采，长期受注入水的“冲刷”和“淘 洗”，油层物性发生了较大变化，油气水的分布更加复杂，仅靠开 发初期的地质等静态资料的分析是无法判断开发后期油田的注水剖 面和产液剖面形态的，必须进行生产动态测井。这里对注水剖面测 井方法进行简单介绍。
连续氧活化技术测井技术
有效渗 透率 (μ m2)
测点深 度(m)
520 1144 1152 1170 1179
脉冲中子 相关法测 氧活化 试 注入量 注入量 （m 3 /d） （m 3 /d）
74 0 34 0 40 87.7 0 30.7 0 57
葡Ⅰ1① 葡Ⅰ2 葡Ⅰ15 葡Ⅰ6-7
1.2 4.8 5.8
0.06 0.07 0.09
连续氧活化测井技术
同位素示踪法存在沾污、大孔道等缺点。而氧活化测注入剖 面技术应用也存在三个主要问题，一是仪器成本高寿命短，一 个国产中子发生器价格 20-30万元，寿命均 20-30口井。也就是 一口井测井成本单中子发生器就增加一万元。二是活化氧的放 射性半衰期为 6.73 秒。中子发射后经 3-4 个半衰期约 20-28 秒后 就测不到了。所以新仪器的测量下限流量最低10m3/d。旧仪器
根据分层注水油管结构在被测井段水嘴上方一定距离（大小视流量而定） 用井下仪器释放一个放射性活化物质脉冲（1-5秒）。然后测量仪器反复跟 随这个脉冲，直到它进入油管外各地层为止。测量的曲线数据如图所示 ：
从图中可见，放射性脉冲在不同曲线上所处的深度位置和
时间是不同的，这正反映了井下水的流动状态。 用相邻两条测量曲线的数据做互相关运算可得到两个脉冲
2、－－相关流量测井
随着油田深入开发，因受各种条件影响，造成同位素
吸水剖面测井解释精度下降，降低了对注入剖面评价的准
确程度。 1、地层大孔道造成同位素进层。 2、各种类型沾污的存在是解释中的一大难题，尤其当 沾污正对射孔层时的消除或校正。
鉴于上述原因，我公司在今年研发了相关流量测井方法，
通过对比发现，该方法有效地解决了同位素进层和粘污的 问题，取得了良好的测井效果。
同位素测井工艺的改进
同位素测井工艺的改进发布时间：2022-08-10T09:01:07.534Z 来源：《科学与技术》2022年第30卷3月6期作者：雷小荣杨安平马平[导读] 常规同位素微球测井方法和中子氧活化井下流量测井，是国内常用的注入剖面测井技术。
雷小荣杨安平马平华北油田公司二连分公司内蒙古锡林浩特 026017摘要：常规同位素微球测井方法和中子氧活化井下流量测井，是国内常用的注入剖面测井技术。
同位素微球注入剖面测井方法，受大孔道、深穿透射孔、沾污、同位素比重以及注聚合物井流体粘度的影响；中子氧活化测井的精度相对较高，但是其流量下限较高，设备的投入、维护保养和测试成本很高，使其应用规模受限。
我们通过对原测井仪器、操作软件和工艺技术进行改进后，现场投用效果显著。
在油田开发生产中，利用该测井工艺，不但能准确地判断管外窜槽和注水漏失情况，还能准确地测出注水井各小层流量情况，其具有测井时间短，曲线直观简洁，可靠性强的应用特点。
关键词：同位素测井改进 1、测量原理在注水井内下入同位素伽马示踪仪到预定深度，将具有一定放射性的活化液从喷射筒内释放，活化液与注入水混合后通过喇叭口或水嘴流向油管和套管环形空间内；活化液被释放后，将同位素伽马示踪仪迅速下放到需要测量活化液流速的深度位置等待测井；当携带有活化液的注入水，通过油管和套管环形空间向吸水层注入时，同位素示踪仪的两个伽马射线探测器即可探测出活化液的流动速度，探测器输出的计数率产生相应的变化量值，假设活化液在水中不扩散，探测器的计数率则在活化液经过探测器时出现峰值，可记录到两个探测器计数率峰值之间的时间差，由于探测器之间的距离为已知量，故活化液的运移速度就可以计算出来，活化液的运移速度能代表水流速度，结合油管和套管环形空间的横截面积，可以计算出此处油套空间的水流量，从而测得各吸水层之间的流量，再采用递减法就能得知各注水层的绝对吸入量。
2、测井仪器及相关软件的研制 2.1 示踪喷射仪的研制我们对原已经报废的一支产出剖面示踪喷射仪进行了解剖，对各个零配件进行重新设计和改进，研制出Ф38mm示踪喷射仪，并经过多次的现场试验，对活塞密封系统和活塞推杆进行了多次改造，满足了注水井高压状态下的密封与喷射推力的需要。
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同位素测井和氧活化测井对比分析
作者：徐文君
来源：《城市建设理论研究》2013年第25期
摘要：在解释同位素测井曲线吸水状况时存在沾污的问题，不能全面了解吸水剖面的情况，通过了解同位素测井和氧活化测井的原理，分析它们各自的优势与不足，在解释时综合两种测井方法，能够有效的校正同位素测井解释中所出现的一些误差，反映地层的吸水能力。
关键词：沾污；同位素测井；氧活化测井；吸水能力
中图分类号：P631.8+17文献标识码：A 文章编号：
综合氧活化测井的优势，能够有效反映地层的吸水能力，减小解释吸水剖面时所出现的干扰，弥补同位素曲线解释吸水层的不足[1，2]。
氧活化测井不受沾污、水质影响、能客观反映管内外流体的流速，但大厚层吸水状况不能细分；同位素测井分层性好，但影响因素多。
所以把同位素测井和氧活化测井结合起来，这样能兼顾两种方法的优点，正确反映地层的吸水能力。
一、同位素测井原理
同位素测井是在注水井正常注水情况下将放射性同位素载体注入井内。
随着注入水的流入，同位素载体滤积在注水层的岩石表面上，然后用自然伽马测井仪测取同位素曲线，曲线上显示出的放射性同位素载体强度的差异显示了注入量的大小，通过对比前后测得的自然伽马曲线，即可得出各注水层的注水量。
注水时通常采用分层配注，就是把特征相近的油层合为一个注水层段，用封隔器把所需分开的层段隔开。
在同一层段，各层注水量不同而需要控制时，在各层装上水嘴，用不同直径的水嘴来控制各层的注入量。
同位素载体均匀滤积在射孔井段的地层表面上，单位面积上附着放射性同位素与地层厚度及吸水量成正比。
将校正后的自然伽马基线和同位素曲线作叠合处理，则对应射孔层所形成的面积反映了地层的吸水能力。
但是在生产过程中，由于注入水质差，套管内壁粗糙等的影响，不可避免的会造成同位素在工具位置有沾污影响，甚至在沾污与吸水层位重合时，干扰吸水面积的计算。
沾污分为吸附沾污和沉淀沾污。
在油套管接箍、配水器、套管内壁、油管内外壁等处的沾污属吸附沾污，封隔器及井底沾污主要是同位素载体沉降造成的。
为了得到有效的各层吸水量，必须从所测的同位素曲线异常幅度中减去这些沾污导致的影响。
图1是A同位素测井。
图1 A同位素测井成果图图2 B井同位素测井成果图
在970米深度处有同位素曲线有异常，但正对水嘴工具，并且井温曲线没有异常显示，所以此位置应该判定为不吸水，为工具沾污。
在C层同位素曲线有异常，并且射孔层位对着水嘴工具有工具沾污影响。
但是，在此处井温曲线有异常显示，因此判断此层吸水。
通过C层有效
厚度、有效渗透率等参数适当扣除一些吸水面积。
在999米深度处同位素曲线有异常，且正对水嘴工具，同时井温虽有异常但以走地温梯度，因此判断为不吸水。
沾污干扰吸水面积的计算，不能全面的了解各层的吸水状况。
然而，相对于氧活化，并不受到放射性沾污、水质等因素的影响。
二、氧活化测井原理
脉冲中子氧活化是一种通过放射性示踪求取水流速度的测井方法。
用高能脉冲中子激活氧原子并引发一系列原子核反应，处于激发态的氧原子释放出高能伽马射线，通过解析时间谱可以计算出水流速度，进而计算水流量。
在测量时，当水经过中子发生器周围时，被快中子活化，被活化的水在流动过程中发生β-衰变放射出6.13MeV的伽马射线，分布于不同源距的3个探测器可以观察到该伽马射线的增加，通过测量活化水到达探测器所经历的时间，结合源距便可计算出水流速度。
氧活化测井不使用放射性示踪剂，不受注入流体粘度的影响，不受岩性和孔渗参数以及射孔孔道大小的影响，方便了各种情况下的管内、环空及套管内水流量测量。
三、同位素测井与氧活化测井的分析
B是笼统上返井。
在2008年10月进行了同位素测井，2013年3月又进行了氧活化测井。
见图2。
测试表明，P132-33A相对注入量64.04%，P133B2相对注入量29.73%，P133b3-
P133b4相对注入量6.23%。
图3 B井氧活化测井成果图及有关测试数据
从B同位素及氧活化的成果图主吸水层均为P132-33a，通过氧活化的测量更准确确定
P133b4层以下，同位素幅度异常是井壁沾污造成的。
四、同位素测井与氧活化测井的优缺点
（1）同位素测井的优点。
定量确定注水井的吸水情况；揭示层间、层内矛盾，为调整注水剖面提供依据
（2）同位素测井的缺点。
管壁沾污、工具和井底沉淀影响测井解释；大孔道地层存在时，往往同位素被冲到地层深处，同位素资料不能真实反映该层的吸水状况。
（3）氧活化测井优点。
不受沾污、水质影响、能客观反映管内外流体的流速；对判断封隔器密封、井下大孔道等复杂井况测井效果好
（4）氧活化测井缺点。
不能在射孔层上进行点测，大厚层吸水状况不能细分。
五、结束语
同位素测井资料反映了射孔层位上的吸水情况，对于非均质大厚层，同位素曲线能够细分厚层；氧活化测井资料的解释反映了注入流体的去向和分布。
同位素测井和氧活化测井相结合解释，发挥各自优势，这样对于掌握注水动态，为注水调剖提供了更全面的信息。
参考文献：
[1]吴锡令.生产测井原理[M].北京：石油工业出版社，1997.
[2]陈科贵，湛海云.油气田生产测井[M].北京：石油工业出版社，2000.。