石油工程测井放射性
石油行业测井技术的应用现状及发展趋势
石油行业测井技术的应用现状及发展趋势石油测井技术如今有了广泛的应用，主要包含电法、声波、放射性、成像等技术，在不断发展的今天，测井的采集过程集成化，能够更加高效的工作;测井的资料收集过程越来越动态化，以实现实时数据的检测，同时从二维向三维发展;在技术和装备上也大幅度的提升，使得设备更加先进安全，技术更加的科技化，相信未来测井技术的发展能够更加的完善，去向更广阔的天空。
标签：石油行业;测井技术;应用现状;发展趋势1石油行业测井技术与现状1.1电法测井技术这种技术是在井下的测井仪向地层发射一定频率的电流，用这种方式对地层的电位进行测量，最后得到地层电阻率的一种测井技术，如三侧向测井、八侧向测井、双侧向测井、双感应等测井方法。
1.2放射性石油测井技术这种技术是对地层岩石间的孔隙流体中的核物质的性質进行研究与分析，最后从中发现油气的一种技术。
从使用的放射源或者是测量的放射性物质以及研究的岩石的性质，可以将放射性石油测井技术细分为伽马测井技术和中子测井技术，前者指的是用伽马射线作为基础的相关技术，后者是中子与岩石孔隙中的流体相互发生核物理反应从而发现油气的一种技术。
在放射性石油测井技术中，最常使用的还是自然伽马或密度测井技术以及中子孔隙度的测井技术。
1.3随钻测井技术随钻测井技术在地质导向过程中有着至关重要的作用和价值，能够有效促进定向钻井技术的发展，随钻测井技术的应用可以使得工作人员利用井下仪器设备多方面地详细查询工程的数据信息，并利用前导模拟软件有效分析和处理相关的数据，从而为现场石油开采以及勘测工作提供有效的数据支持，帮助工作人员合理安排钻井施工步骤，保证石油开采效率和石油开采的安全性。
前导模拟技术地面系统关键组成部分包括区块油藏、测井解释、模型构造以及定向钻井等多种方法，所获得的数据信息相对精确。
1.4声波测井技术此技术是应用了钻孔的特点，然后进行声波发射，这是钻孔测井中的常用方法，依据这种方法对环井眼地层的声学性质做出判断，从而分析地层的特性和井眼工程的状况，它能够揭示多种储层和井筒特性，还能推导孔隙压力、渗透率、各向异性、岩石的特性等，常用的测井方法是补偿声波测井技术、声速测井技术以及声幅测井技术。
测井放射性源防护及工程注意事项
2019 年第 9 期
西部探矿工程
103
测井放射性源防护及工程注意事项
张 超*
（中国石油集团测井有限公司大庆分公司测井仪器维修中心，黑龙江 大庆 163000）
摘 要：测井采集工作是油田生产的重要一环，可提供油水层分布和区域产能以及钻井工程质量等 诸多成果，其中放射性测井是三大测井方法之一，其对测井解释的重要性不言而喻，但是在采集过程 中，工人不可避免地接触放射源，所以放射源的防护极其重要，同时在放射性测井中经常出现各种工 程事故，一旦发生在放射性串上，处理起来十分艰难，所以在分析放射源的性质基础上，提出防护措 施，并对放射性测井工程事故，提出应对方法，可以在油田开发过程中起到技术支撑作用。 关键词：测井采集；放射性测井；放射源；工程事故；应对方法 中图分类号：TE2 文献标识码：B 文章编号：1004-5716(2019)09-0103-02
防止仪器落井，在平时要加强一线生产培训，准确掌握 规范操作流程，加强监督管理工作，可以达到安全生产 的目的。
正常还要重新装卸放射源。受现场的环境不同，不同 熟练程度的工人装卸放射源时,也有不同的辐射剂量， 如果生产任务繁重，每队装源人较少，就会导致装源人 体内短时间接受大剂量的放射性照射，所以防护措施 显得极为重要。 2.1 防护原则
放射性防护中应遵循的三项基本原则是: （1）安全性原则:在任何放射性应用实践中,必须保 证对人群和环境的安全性,否则放射性实践是不应该 实施的。 （2）最简化原则:避免一切不必要的辐射照射,任何 包含电离辐射照射的应用实践,应保持在可以合理达 到的最低辐射照射水平。 （3）限值化原则:在符合上述原则后,必须保证个人 所受到的照射剂量小于国家相应限值。根据防护原 则，对现场测井的施工提出几种应对方法。 2.2 防护方法 对于从事放射性测井的工作人员,是无法避免上井 的实际情况，所以只能考虑外照射的放射性防护,通过 各种防护，控制放射性摄入的剂量,使其保持在人体能 接受的安全水平,且不超过国家放射性防护标准[7- 。 8] 放射性防护的三要素是时间防护、距离防护和屏蔽防 护： （1）时间防护:缩短照射时间是最有效的防护措施， 可有效减少所照射的剂量,因此,应避免一切不必要的
10 放射性同位素测井
Jν 1 Jν 2
实例1 右图中的A、B两地层
窜通，为堵窜将B层射开注入
活化水泥，而后测得放射性 同位素测井曲线Jν 2和参考曲
线Jν1比较看出，AB段曲线明
显升高，证明水泥已挤入该 窜槽井段。
3、放射性同位素测井检查封堵效果
实例2 A、B、C、D四个地层同时射开
后，油水同出，将煤油和水泥混合配成
放射性同位素测井 Radioactive isotope log
放射性同位素测井
1、方法原理
放射性同位素测井是利用放射性同位素做为示踪剂，向井内注入
被放射性同位素活化的溶液或固体悬浮物质的溶液，并将其压入管外
通道、或进入地层或滤积在射孔孔道附近的地层表面上，通过测量注 入示踪剂前后同一井段的伽马射线强度来研究和观察油井技术状况和 采油注水动态的测井方法，从而解决与示踪过程有关的各种问题。 所以这种测井方法又被称为放射性示踪测井，其测量系统与自然
资料解释
放射性同位素测井
2、放射性同位素测井找窜槽位置
左图是上述井段放射性同位 素测井和参考曲线图。比较这两
条曲线可见，注入了活化液的B层，曲线异常幅度明显增大，被封 隔器封隔的A层处，虽未注人活化
液却也有明显增大的曲线异常，
说明B层和A层之间的井段有窜槽 ；C层处，两条曲线基本重合，放
射性强度没有变化，说明B、C层
The end
伽马测井相同。放射性同位素测井的效果，在很大程度上决定于放射
性示踪剂选择得是否合适。选用哪种同位素，要根据施工目的而定。
放射性同位素测井
2、放射性同位素测井找窜槽位置
油井投入生产后，由于固井质量差或固井 后由于射孔及其它工程施工，使水泥环破裂， 造成层间串通，即形成窜槽，这对采油和注水
石油测井的概念分类及应用目的
一.石油测井的概念地球物理测井是应用地球物理学的一个重要分支，即以物理学、数学、地质学为理论基础，爱用先进的电子、传感器、计算机和数据处理等技术，借助专门的探测仪器设备，沿钻井剖面观测岩层的物理性质，以了解井下地质情况的一门应用技术学科。
石油测井是指在油气田勘探、开发阶段、用专门的测井仪器测量钻井剖面的各种参数并对这些参数进行分析处理，用于地层特征、储层状况进行分析，确定油气层及井内工程各种参数的一门科学。
二.石油测井的分类石油测井的分类有多种，一般按照测量机理划分测井方法。
石油测井按测量机理分为电法测井、声波测井、放射性测井。
其他测井。
电法测井包括自然电位测井，普通电阻率测井、侧向测井、感应测井、微电阻率测井等。
声波测井包括声副测井（固井声测井、声波变密度测井、超声波电视测井等）、声速测井（补偿声速测井、高分辨率声速测井等）。
放射性测井包括伽马测井、中子测井、密度测井、放射性同位素测井、核磁共振测井等。
其他测井包括井径测井、电磁波测井、地层倾角测井、成像测井、温度测井、压力测井、流量测井、持水率测井等。
三.石油测井的目的、任务及应用石油测井是石油勘探、开发的“眼睛”。
在油气田勘探、开发的不同阶段，石油测井的目的和任务是不同的。
一般来说，裸眼井测井（下套管之前的井称裸眼井，因此下套管之前进行的测井称为裸眼井）的主要目的和任务是发现和评价油气层的储集性能及生产能力；而生产测井（油水井投入生产以后进行的测井称为生产测井）的主要目的是见识和分析油气层的开发动态及生产情况。
常规勘探测井方法一般有10-12条曲线（加上特殊的测井方法，可以达到20条曲线），可测量岩石的电性参数。
声学参数、电磁参数、地层产状参数、核磁共振特性等。
开发测井是指在油气田整个开发期间进行的所有测井项目。
开发测井的主要对象为裸眼完成的生产井和下套管的生产井，用于分析目前的生产动态及井内技术状况。
在勘探阶段，石油测井的主要应用有：（1）划分岩层，确定渗透率并进行地层对比。
油气田非密封型放射源测井卫生防护标准
油 (气)田非密封型放射源测井卫生防护标准前言本标准第4～7章为强制性的，其余为推荐性的。
根据《中华人民共和国职业病防治法》制定本标准。
原标准GB16358—1996与本标准不一致的，以本标准为准。
本标准附录A是资料性附录。
本标准由中华人民共和国卫生部提出并归口。
本标准起草单位:山东省医学科学院放射医学研究所、胜利油田卫生防疫站。
本标准主要起草人:宗西源、乔东亮、邓大平、杨迎晓、孙作忠、张华宗、胡士良。
本标准由中华人民共和国卫生部负责解释。
油 (气)田非密封型放射源测井卫生防护标准Radiological protection standards for unsealed radioactive sourceslogging in oil and gas-fieldGBZ118-20021 范围本标准规定了油(气)田非密封型放射源(以下简称非密封源)测井的放射卫生防护要求。
本标准适用于油(气)田使用非密封源进行放射性示踪测井的实践。
2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。
凡是注日期的引用文件，其随后的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。
凡不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。
GBZ128 职业性外照射个人监测规范GB8703 辐射防护规定GB9133 放射性废物分类标准GB11806 放射性物质安全运输规定GB11930 操作开放型放射性物质的辐射防护规定3 术语和定义下列术语和定义适用于本标准。
3.1 放射性示踪测井 radioactive tracer logging用注入油井的放射性示踪剂确定流体在井管内或地层孔隙间的运动状态及其分布规律和井身工程质量参数的方法。
3.2 井下释放器 in-well releaser盛装放射性示踪剂并且能送入井下使其定点或定时释放到井内的一种装置。
放射性测井辐射防护安全规程
石油放射性测井辐射防护安全规程标准号：SY5131-1998 替代标准号：SY5131-1987发布单位：国家石油和化学工业局起草单位：大港油田集团测井公司，技安环保部发布日期：实施日期：点击数：240 更新日期：2008年10月05日、范围本标准规定了石油放射性测井过程中的放射源的安全使用要求及辐射安全卫生防护要求。
本标准适用于油气田的放射性测井。
2、引用标准下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。
本标准出版时，所示版本均为有效。
所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。
GB 4075-1983 密封放射源分级GB 4076-1983 密封放射源一般规定GB 4792-1984 放射卫生防护基本标准GB 8703-1988 辐射防护规定GB 8922-1988 油（气）田测井用密封型放射源放射卫生防护标准GB 9133-1995 放射性废物的分类GB 11806-1989 放射性物质安全运输规定GB 16358-1996 油（气）田非密封型放射源测井放射卫生防护标准GB 6322-1997 油（气）田测井用密封型放射源库安全技术要求《放射性工作人员健康管理规定》中华人民共和国卫生部令第52号1997年9月1日实施3、定义本标准采用下列定义3.1 电离辐射ionizing radiation在辐射防护领域内，系指可以在生物物质中产生电离的辐射。
3.2 吸收剂量absorbed dose单位质量内吸收的能量。
其单位为戈[瑞]（Gy），1Gy=1J/kg3.3 当量剂量equivalent dose剂量当量HT·R 定义为：式中：DT·R ----R型辐射在器官或组织T内所产生的平均吸收剂量；W R ----[见附录A（提示的附录）] R型辐射的权重因子。
当辐射场是由含不同W-R 值的不同辐射类型组成时，当量剂量为：当量剂量的单位是希[沃特]（Sv），1Sv=1J/kg3.4 有效剂量effective dose有效剂量E，定义为乘以相应的组织权重因子的各组织当量剂量之和：式中：HT----组织T所受的当量剂量；WT----组织权重因子[见附录A（提示的附录）]。
SY放射性测井安全防护
放射性测井安全防护本标准规定了石油测井放射性工作人员的剂量限值，放射性物质污染表面的导出限值及放射性工作场所的划分，开放型放射性工作单位的分类及其工作场所的分级，开放型放射性工作单位的卫生防护要求。
适用于石油测井放射性作业及其放射性物质的贮运。
1．石油测井放射性工作人员的剂量限值石油测井放射性工作人员的剂量限值应符合GB 4792－84《放射卫生防护基本标准》第2章“放射工作人员的剂量限值”的规定。
在石油测井放射性作业中，特殊作业（如封装放射源及装放射源体等）受辐射剂量较大，属特殊照射。
从事这种特殊作业的石油测井放射性作业人员应符合GB 4792－84中2.7、2.8条的规定。
2．放射性物质污染表面的导出限值石油测井开放型放射性作业人员的体表、衣物及工作场所的设备、墙壁、地面等表面污染导出限值应符合GB 4792－84第6章“放射性物质污染表面的导出限值”的规定。
3．石油测井放射性工作场所的划分石油测井放射性工作场所的划分应符合GB 4792－84第9章“放射工作场所的划分“的规定。
4．石油测井开放型放射性工作单位的分类及其工作场所的分级石油测井开放型放射性工作单位的分类及其工作场所的分级应符合GB 4792－84第10章“开放型放射性工作单位的分级及其工作场所的分级“的规定。
5．石油测井开放型放射性工作单位的卫生防护要求石油测井开放型放射工作单位的卫生防护要求应符合GB 4792－84第11章“开放型放射工作单位的卫生防护要求“的规定。
5．1从事开放型放射性作业的单位，都必须根据本单位放射性核素的等效年用量及工作场所的最大等效日操作量，确定本单位的类别及工作场所的级别。
5．2石油测井开放型工作单位，应按GB 4792－84中11.2条的规定确立防护监测区，并定期监测。
5．3从事开放型放射性作业人员，作业时必须穿戴符合规定的个人防护衣具。
在甲、乙级开放型放射性工作场所出、入口处，应设置更衣室、沐浴室，并定期进行表面污染情况的监测。
放射性测井
2.岩石的电子密度
单位体积岩石中的电子数称为岩石的电子密度，用 ，单位是电子数/cm3。若岩石由一种原子组成，则： 表示
由上节知道： 所以康普顿吸收系数为： 度成正比。 对于由单一化合物组成的岩石： ，即 与电子密
其中： ——光子穿过1cm吸收物质时产生光电子的几率，也 就是线性光电吸收系数； ——用埃 （ ＝10-8cm）表示的光子的波长； ——指数常数，对不同的元素取不同的值，对C、O 来说取3.05，对Na到Fe的元素来说取2.85； ——物质的密度； Z ——物质的原子系数 A ——物质的质量数
光电效应和 射线的能量及吸收物质的原子序数有密切关 系，随原子序数增加而迅速增大，但随射线能量增大光电效应 迅速减小。低能伽马射线（ 大）对重原子的 值很大，利 用此效应可寻找重金属及富含重矿物的地层（岩性密度测井的 部分原理）。
（Ａ为氩元素）
设在t时刻某种放射性核素有N个原子核，在时间间隔内 有dN个发生了核衰变，则有：
式中 ：衰变常数，表征衰变速度的常数，即单位时间内 每个核发生衰变的几率， 越大衰变越快。 对上式积分，并令t=0时， ，则有：
此式称为核衰变定律。由上式可看出，随着 t↗，放射性 元素的原子数↘，当t → ，原子数量越接近于零。
3、电子对效应
当 射线的能量大于两个电子的静止质量能（ ＝ 1.022MeV）时，则它在通过原子核附近时，与核的库仑场相互 作用，伽马光子可以转化为一个正电子和一个负电子，而其本 身全部被吸收，这种效应称为电子对效应。
伽马射线通过单位厚度的吸收物质时，因形成电子对而导 致伽马射线强度的减弱，用吸收系数（或减弱系数） 表示 ，经验公式为： 式中：K——常数； ——伽马光子的能量，MeV。 由上式可以看出，当入射的伽马光子的能量 小于1.022 MeV时， 值为负，即不可能形成电子对；而当 >1.022 MeV时，减弱系数 随 的增大而直线上升。另外，吸收 介质的原子系数Z对 有明显影响，即在重核附近形成电子 对的几率比轻核大得多。 4、伽马射线的吸收 射线通过物质时，会发生以上三种作用，伽马光子被吸 收， 射线强度逐渐减弱，其程度随吸收物质的吸收系数增 大而加剧。实验证明 射线强度和穿过吸收物质的厚度有 如下关系：
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
t
M(t)M0(1e T2 )
式中M(t)t时刻磁化强度在XY平面的投影，T；M0—开始横向弛豫的初始磁 化强度，T；T2-横向弛豫时间，Ms。
2008-10-13 Directed by Liu Hongqi Copyright reserved.
2008-10-13 Directed by Liu Hongqi Copyright reserved.
9
3)在垂直Ｂ 方向上加交变磁场
0
资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
频率ω=ω0=γB0 ,发生核磁共振现象。M被扳倒。
2008-10-13 Directed by Liu Hongqi Copyright reserved.
7
资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
核磁共振现象
1)核有磁性，没有 外磁场作用，宏 观上没有磁性。
2008-10-13 Directed by Liu Hongqi Copyright reserved.
8
（一）核磁共振现象 资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
2)在外磁场Ｂ0作用下， 产生宏观磁化量M 0 。 进动频率ω0=γB0
0 B0
式中Y—氢核的旋磁比，rad／（s·T）；B0—外加磁场的磁感应 强度，T。
2008-10-13 Directed by Liu Hongqi Copyright reserved.
2
核 测 井 资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
一、核磁共振测井 （一）核磁共振现象
图3－22 静磁场中质子的旋转和进动
2008-10-13 Directed by Liu Hongqi Copyright reserved.
4
核 测 井 资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
（二）纵向弛豫及横向弛豫
在核磁共振信号的测量期间，质子磁矩收到Z轴 静磁场的作用，在进动过程中向Z轴方向恢复，这个 过程叫纵向弛豫。纵向弛豫过程的快慢，反映了岩 石的孔渗特性及流体特性。纵向弛豫的方程为：
12
2)自旋回波测量
资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
2008-10-13 Directed by Liu Hongqi Copyright reserved.
13
3) 井中测量
资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
2008-10-13 Directed by Liu Hongqi Copyright reserved.
t
M(t)M0(1e T1 )
式中M—质子初始的磁化强度，T；T1—质子的纵向弛豫时间，ms； M(t)—t时刻的磁化强度，T。
2008-10-13 Directed by Liu Hongqi Copyright reserved.
5
核 测 井 资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
（二）纵向弛豫及横向弛豫 在测量核磁共振信号期间质子磁化强度在XY平
14
核磁共振测井资料处理 资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
1) 核磁共振测井测的是氢核的共振信号大 小及其衰减速率 Φ∝Hv∝A
2008-10-13 Directed by Liu Hongqi Copyright reserved.
15
2)岩石弛豫机理
资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
10
4)弛豫（交变磁场作用完）,Ｔ Ｔ
１ & 资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
２
2008-10-13 Directed by Liu Hongqi Copyright reserved.
11
核磁共振测井 资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
1)极化Βιβλιοθήκη 2008-10-13 Directed by Liu Hongqi Copyright reserved.
6
核 测 井 资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
（二）纵向弛豫及横向弛豫
横向弛豫过程的快慢，反映了岩石的孔渗特性， 及流体特性。主要是由于测量效率的原因，目前下 井核磁共振测井和实验室核磁共振分析，都是测量 地层（岩石）的横向弛豫过程。
表3-4 不同流体的弛豫参数（据Coates）
2008-10-13 Directed by Liu Hongqi Copyright reserved.
2008-10-13 Directed by Liu Hongqi Copyright reserved.
2008-10-13 Directed by Liu Hongqi Copyright reserved.
1
核 测 井 资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
一、核磁共振测井 （一）核磁共振现象
氢核（质子）本身带电，质子具有自旋性，可 形成磁场，即质子具有一定的磁矩。在Z轴施加外加 磁场后（B0），氢核绕外磁场方向转动，这个转动 称为进动（图3－22），进动频率0为：
2008-10-13 Directed by Liu Hongqi Copyright reserved.
3
核 测 井 资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
一、核磁共振测井 （一）核磁共振现象
（Nuclear Magnetic Resonance-NMR）
在保持核子静磁场的条件下，对质子施加与静 磁场方向垂直的射频场。由于射频场的作用，质子 的磁矩将倒向XY平面。当外加射频场的频率等于质 子（氢核）的进动频率时，质子吸收外加射频磁场 的能量，跃迁到高能位，这就是核磁共振现象。
核 测 井 资料仅供参考,不当之处，请联系改正。
第三节 核磁共振测井
核磁共振测井(Nuclear Magnetic Resonance Logging)于20世纪 60年代提出，但直到20世纪80年代以后才逐渐发展起来，目前已投 入生产实践。它利用地层孔隙中富含氢原子的液体（油、水）中氢 核受激发后产生的核磁共振信号，通过测井解释获知储集层的孔隙 度、可动流体指数、渗透率和岩石孔径分布等油气资源评价所需要 的基本参数，进而计算出油层储量。核磁共振测井是迄今唯一能够 直接测量储集层自由流体孔隙度的测井方法，而且具有测量准确可 靠、可提供多种储集层参数等优点。它所带来的测井技术上的重大 突破将有效地解决传统测井方法由于不能圆满测取储集层特征参数 所导致的产层漏划问题，对石油增产具有重要作用。