氧活化测井技术共16页
中子氧活化测井资料在油田的应用
中子氧活化测井资料在油田的应用作者：陈刚来源：《中国新技术新产品》2008年第18期摘要：本文通过氧活化测井实例，阐述了脉冲中子测井方法，分析了测井资料在厚层细分、井下工具封隔器失效等疑难情况下注水井中的优势，以达到精确判断井下生产情况的目的。
关键词：氧活化；测量前言大庆油田已经进入高含水开发阶段，地下产层状况及注水结构更加复杂。
这就要求油田动态监测生产测井技术更加全面，用较先进的测井技术解决地下复杂的生产状况。
氧活化测井是脉冲中子测井的一种方法，主要测量注入剖面，能做到厚层细分，薄层分开，优于同位素测井，不受同位素颗粒及沾污等影响。
近年来应用效果较好，测井资料得到各油田专家的首肯。
氧活化测量原理中子氧活化水流测井的物理基础是脉冲中子与氧元素的相互作用。
氧的存在是根据检测氧原子的快中子活化后放射出的伽马射线来确定的。
能量超过10MeV的快中子被用来活化氧原子核以产生氧的放射性同位素，16N通过放射射线而衰变，其半衰期是7.13s。
16N ?茁-衰变过程中发射高能射线，最主要是能量为6.13MeV的射线，占16N衰变的69%。
由于16O(n,p)反应的临界中子能量是10.2MeV，所以井筒内中子发生器产生的中子能量14MeV非常适合于氧活化。
氧活化产生的16N衰变后放射的6.13MeV的伽马射线，氧核发生如下反应：放射出的伽马射线在井眼中能辐射20 30cm，可以穿透井眼流体、油管、套管及固井水泥。
由探测器测量伽马射线的能谱，活化伽马能谱可以反映出油管内、油套环形空间以及套管外含氧流体的流动状况。
当中子发生器发射一段时间中子后，仪器周围的氧被活化，含活化氧的水简称活化水。
在水流动方向上设置多个伽马射线探测器，当活化水流经某探测器时，该探测器伽马计数率增大，通过测量活化时间谱，能计算出水流从中子源流到探测器的时间t。
若以S表示源距，根据源距和活化水通过探测器的时间计算流动速度，水流相对于仪器的速度为。
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
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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%
脉冲中子氧活化测井技术的应用
脉冲中子氧活化测井技术的应用摘要：脉冲中子氧活化测井仪是一种测量水流速度的注入剖面测井技术，主要用于注水和聚合物的注入剖面测量，可测量笼统注水井、配注井、油套合注井的向上或向下水流的速度，在测量范围内能够准确测出注入量。
应用表明，测井过程中通过活化水中氧来直接测得油管和套管中水的流速，需要计算获得相应流量，可克服示踪剂沾污、沉淀、聚堆、地层漏失的影响。
关键词：脉冲中子活化测井应用一、仪器结构和技术指标（1）仪器结构。
包括磁性定位器，遥测电路，远中近探测器，中子发生器和高压驱动电路。
见图1。
磁性定位器：测量井内油管或套管节箍及井下工具深度；遥测电路：对地面仪通过电缆传送的控制命令进行解码，并实现对其他部分的控制；把磁定位数据、近中远探测器测得的伽马数据编码，通过电缆传送给地面仪。
远中近探测器：时时测量井内对应深度处的伽马数据。
中子发生器：发射中子，实现对氧的活化。
高压驱动：在控制命令控制下，向中子发生器提供高压脉冲。
（2）主要技术指标。
耐温：125℃；耐压：60MPa；仪器外经：43mm；仪器长度4.5m；近中远三个探测器的源距分别为0.45m、0.90m、1.80m。
图1 结构示意图二、测量原理氧活化反应使流动的水具备了短时间的能被伽马探测器探测到的放射性。
用能量大于10Mev的快中子轰击氧原子，就会发生活化反应。
氧核被激化后，产生氮的放射性同位素16N处于激发态，经β衰变后还原成氧，其半衰期为7.13s，同时释放出能量为 6.13Mev的特征伽玛射线。
反应表达式：16O+n=16N+P；16N=16O+γ。
其中时间应为水被活化到γ被探测到的时间差的平均值。
三、现场施工中应注意的问题（1）由于该仪器造价比较昂贵，而其中的中子发生器和探测器都有易碎部件，所以在使用过程中一定要做到轻拿轻放，在长途运输过程中一定要注意仪器的保护，尽量减少仪器的颠簸。
在测井过程中一定要严格按照规定测速启下仪器。
（2）地面仪中氧活化板卡对测量信号进行处理和解码，地面仪后面板接线方式与其他测井项目不同，在给仪器供电前要把由采集箱引出的信号线和连接到示波器的信号线分别接到氧活化板卡上，在测量其他项目时，必须还原接线方式，否则无法测得正确数据，而且有可能损坏氧活化板卡。
氧活化测井技术在南堡油田找水找窜的应用
氧活化测井技术在南堡油田找水找窜的应用李晶华1,李 丹1,刘艳军2,段 健1,谢 东1(1.中国石油冀东油田分公司南堡作业区,河北唐海 063200;2.中国石油渤海钻探工程有限公司第一固井公司,河北任丘 062550)) 摘 要:氧活化水流测井是一种测量井下水流速度的测井方法,可直观地测量水流方向、速度,并计算流量,是评价油水井窜漏的主要方法之一,南堡油田生产测井应用实例表明,该技术对油井找水找窜有良好适用性。
本文介绍了氧活化测井的测井原理以及在南堡油田的应用效果。
关键词:氧活化水流测井;找水找窜;南堡油田 中图分类号:P 631.8+1 文献标识码:A 文章编号:1006—7981(2012)15—0111—02 南堡油田是复杂断块油气藏,平面上非均质性较强,在高速采油的情况下,层间动用不均,日益突出的层间矛盾;加上老井射孔、酸化等频繁作业导致水泥环形成微环甚至破裂以及新井固井质量差而引发的层间窜槽情况,都容易导致油井高含水,因此,实施找堵水措施、控制无效水循环显得尤为重要。
近年来硼中子、氧活化、产出剖面等测井技术在南堡油田油井找水找窜方面应用较多,相比之下,氧活化测井较为简单、直观,应用效果较好。
1 氧活化水流测井技术[1～3]1.1 测井原理简介脉冲中子氧活化水流测井于1991年由美国斯伦贝谢公司提出,主要用于探测垂直水流和提供水流速度、流量的定量测量。
脉冲中子氧活化水流测井的基本原理是脉冲中子与氧元素相互作用,使活化后的氧原子放射出特征伽马射线,通过检测伽马射线来确定仪器周围含氧流体的流动情况。
由于氧活化测井不使用任何放射性示踪剂,不受沾污、沉降、污染以及大孔道、裂缝发育等因素的影响,所以在注水井吸水剖面测井中得以广泛的应用。
该方法所测量的伽马射线在井眼中能辐射20～30cm,可以穿透井眼流体、油管、套管及固井水泥,因此由探测器测量伽马射线的能谱、活化能谱可以反映油管内、油套环形空间以及套管外含氧流体的流动状况,氧活化测井应用较广泛,既可在套管内测注液剖面,又可测量油-套环空水流量,还可测量套管外水流量。
脉冲中子氧活化测井在油田的应用综述
摘要：脉冲中子氧活化测井不受井下工具沾污及大孔道影响，能更准确地判断封隔器密封情况、漏点、漏失量等问题，为油田开发研究提供有价值的动态监测资料，本文介绍了氧活化测井资料的实际应用。
关键字：氧活化测井；沾污；窜槽；漏失脉冲中子氧活化测井在油田的应用综述冯紫薇（中国石油大庆油田有限责任公司测试技术服务分公司）0前言随着油田开发的不断深入，为了达到稳油控水、挖掘区块潜能，控制单层突进，提高驱油效率的目的，对注入井进行化堵、分级注入等作业；注入聚合物、三元液等。
另外，在部分早期投注的注水井中，受长期注水冲刷，以及酸化、压裂等作业的影响，地层的原生孔隙及裂缝增大，形成大孔道地层，这些给注入剖面测井带来了困难。
而脉冲中子氧活化测井则不受注水井管柱沾污和大孔道地层的影响，可以测量油管内和油套空间中不同方向水流速度,受流体粘度影响小,成为注聚井和疑难注入井的主要测井手段,得到用户高度认可，认识发生转变，从之前测试推荐该项目到发现问题井用户主动出具设计解决。
1氧活化测井基本原理脉冲中子氧活化测井的物理基础是脉冲中子与氧元素的相互作用。
氧的存在是根据检测氧原子的快中子活化后放射出的伽马射线来确定的。
能量超过10MeV 的快中子被用来活化氧原子核以产生氧的放射性同位素，16N 通过放射β射线而衰变，其半衰期是7.13s。
16Nβ衰变过程中发射高能γ射线，最主要是能量为6.13MeV 的射线，占16N 衰变的69%。
由于16O （n,p ）反应的临界中子能量是10.2MeV，所以井筒内中子发生器产生的中子能量14MeV 非常适合于氧活化。
氧活化产生的16N 衰变后放射的6.13MeV 的伽马射线，氧核发生如下反应：当中子发生器发射一段时间中子后，仪器周围的氧被活化，放射出的伽马射线在井眼中能辐射20cm~30cm，可以穿透井眼流体、油管、套管及固井水泥。
含活化氧的水简称活化水。
在水流动方向上设置多个伽马射线探测器，由探测器测量伽马射线的能谱，活化伽马能谱可以反映出油管内、油套环形空间以及套管外含氧流体的流动状况。
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。
水平井生产测井工艺技术与应用
第二十五页，共44页。
5、 非自喷状况下的水平井产液剖面测井工艺技术及应用
◆ “双管柱”应用实例——氧活化找水测井
出 水 部 位
1 、 本 井 在 泵 抽 的 条 件 下 测 量 ， 测 量 时 地 面 流 量 为 110 m3/d，氧活化测井测得总量为120 m3/d。 2、测量出水结果： 1905.9-1910.1m：出水约45 m3/d，占总量的37.5%。 1963.3-1968.3m：出水约15 m3/d，占总量的12.5%； 1991.9-2111.6m：出水约60 m3/d，占总量的50%；
套管阀门 安全下接头
测井电缆
油管 安全上接头
扶正器 模拟柱塞泵
双向卡瓦封隔器
模拟抽油机坐封卡瓦
第二十七页，共44页。
爬行器
测井仪器
模拟抽油机工作原理
5、 非自喷状况下的水平井产液剖面测井工艺技术及应用
（3） “模拟抽油机” 应用实例——产液剖面测井
测井资料处 理成果图
作业机提液状态
曲9-平10井产液剖面测井实际应用
力
输
可进行电磁探伤套管质量检查测井。
送
法
测
可进行同位素示踪等注水剖面项目测井。
井
工
艺
测井前井下管柱一次设置完成，测井过程中不再动用管 具作业，测井与作业人员劳动强度大大降低。井口轻易实
现电缆密封，可带压进行作业。
第七页，共44页。
2、 “水力输送法”水平井测井工艺技术及应用
❖ 设计研制了水力输送工艺技术及专用工具；
坨x-平x井电磁探伤测井成果图
第十七页，共44页。
1607米 处测得一 处破损点
3、 “爬行器输送法”水平井测井工艺技术及应用
脉冲中子氧活化测井技术在注入剖面井中的应用探究
摘要：脉冲中子氧活化测井，是一项能对油、套管内外相应的水流速度和具体方向进行探测的技术。
该测井技术不受地层大孔道、井内流体粘度等因素影响，因此在注入剖面井中得到了广泛的应用。
本文浅析了脉冲中子氧活化测井技术的原理，探究了脉冲中子氧活化测井技术在注入剖面井中的应用，以期为相关研究提供借鉴。
关键词：脉冲中子氧活化；注入剖面；井内流体脉冲中子氧活化测井技术在注入剖面井中的应用探究邸春鹏（大庆油田测试技术服务分公司）作者简介：邸春鹏（1991-），男，2014年毕业于佳木斯大学电气工程及其自动化专业，学士，测井操作工程师。
0前言部分油田在开发过程中长期注水，地层结构遭到破坏，水驱油过程中油水界面不平衡移动，层间、层内和平面的矛盾复杂化，生产测井监测难以获取准确结果。
脉冲中子氧活化测井技术对注入剖面井具有较强的应用优势，能对油田实施良好的动态监测。
1脉冲中子氧活化测井原理若能量超过10Mev 的快中子对氧原子进行轰击，即会形成如下反应：N+16O→16N+P水中氧原子核能受到激化，形成放射性氮同位素16N。
16N→16O +r +6.13Mev16N 经β衰变后，完成对氧的还原，后者半衰期为7.13s，并将伽马射线放射出来，其能量为6.13Mev；此类能量较高的伽马射线，能在井眼中达到200mm 到300mm 的辐射，高能中子与伽马射线，能将井内存在的流体、水泥环、套管和油管穿透。
伽马探测器能有效探测伽马射线，并对其活化相应的时间谱线进行记录[1]。
探测器源距L 已知，可对水流速度V 进行计算，V=L/△t。
在已知流动截面时，可对各层相应的分层注入量进行准确计算。
2测试原理脉冲中子氧活化测井仪器主要由两部分组成，一是地面数控测井仪，二是井下仪（示意图如图1）。
前者主要对井下仪进行供电，对控制指令进行发送，并对测试数据进行采集处理；后者主要由遥传、上下中子发生器以及探测器组成[2]。
脉冲中子氧活化测井仪测量过程包含活化期和数据采集期，其中，活化期时间较短，通常是1s，2s，10s，数据采集期时间较长，通常是60s。