密封源测井项目的辐射影响监测及防护对策

王万平

（江苏省辐射环境监测管理站，江苏 南京 210019）

引言

密封源测井技术是广泛采用的测井技术,用于石油和天然气的勘探，放射源测井主要分为γ射线测井和中子射线测井技术两种。

γ射线测井主要利用放射性同位素137Cs、60Co、226Ra、238U 和238Pu 放射的 γ 射线的康普顿效应。在工作时，将带有密封源的测井仪放入钻井中，放射性同位素发射的γ射线穿过井壁，由于石油或天然气的密度小，吸收γ射线少，散射回来的γ射线多，探测器接受后输出的信号电流就强，于是在记录仪上就出现了信号电流高峰；反之在记录仪上就呈现出比较平稳的曲线。应用这种方法再与其他测井法结合，就可以准确知道石油层或天然气层的位置和厚度。

中子射线测井主要利用241Am-Be中子放射源，中子源发射中子，通过石油、水等氢丰富的地层时，与周围物质的氢核相碰撞，中子的速度就被减慢了，变成慢中子，它易被其他物质俘获而产生γ射线，γ射线被附近的探测仪接受，记录仪上就出现了电流信号的高峰。反之，如果岩层中没有石油或水，中子就一直穿入地层深处才被减慢下来，被地层原子核俘获，因此探测器输出的信号就弱。根据曲线就可推知岩层中含氢量的多少，依据测得的γ射线强度，可以划分出石油、气和水层。

由于测井使用的放射源发射γ射线和中子线，在放射源的贮存、运输及操作过程中将对工作人员和公众产生γ和中子外照射。

本文主要对放射源测井项目产生的具体污染项进行了分析，对照国家有关密封源测井项目的标准要求，结合某具体密封放射源测井项目的监测数据，论述了典型密封源测井项目的监测技术要求、注意事项及评价方法，并提出了针对测井项目的辐射防护对策。

1 评价标准

1.1 项目周围辐射工作人员和公众的年有效剂量需控制在《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》（GB18871-2002）中个人剂量限值3/10水平以下，具体见表1。

表1 职业照射和公众照射的剂量限值[1]

1.2 放射性密封源测井空气比释动能率限值

《油(气)田测井用密封型放射源卫生防护标准》（GBZ 142-2002）中规定测井用源罐载源时，离源罐表面5cm和1m处的空气比释动能率不得大于表2中的控制值。

表2 测井用源罐载源时源罐表面的空气比释动能率控制值[2]

贮源坑防护盖表面空气比释动能率应小于 25μGy·h-1。源库外空气比释动能率应小于 2.5μGy·h-1。

供油田测井用载运放射源的车辆 (简称运源车)应设有固定源罐的装置。使用运源车载运放射源时应采取相应的安全防护措施。运源车内外的空气比释动能率不得大于表3中的控制值。

表3运源车内外的空气比释动能率控制值[2]

室外操作放射源时，须在空气比释动能率为2.5μGy·h-1处的边界上设置警告标志(或采取警告措施)，防止无关人员进入边界以内的操作区域。

2 监测分析方法和质量保证措施

监测方法见表4。

表4 监测方法

本次监测按照《辐射环境监测技术规范》的要求，实施全过程质量控制。

监测人员均经过考核并持有合格证书，所有监测仪器均经过计量部门检定，并在有效期内，监测仪器使用前经过校准或检验。

3 监测项目及辐射环境影响评价

贮源库及贮源坑防护盖表面:γ辐射剂量率、中子剂量率；测井用源罐载源时源罐表面:γ辐射剂量率、中子剂量率；运源车:γ辐射剂量率、中子剂量率；室外操作放射源过程:γ辐射剂量率、中子剂量率和操作过程累计剂量。

3.1 监测期间工况

现场监测时，在放射源全部在库的情况下对放射性贮源库周围环境及贮源坑进行了监测，并对放射源表面5cm和1m处的剂量率进行了监测，模拟厂家实际测井工况，在运输车携带活度最大的γ源（7.4×1010Bq137CS源）和中子源（7.4×1011Bq241Am-Be源）的情况下对其辐射剂量率进行了监测，并使用该两枚源模拟实际γ和中子测井操作，对测井操作规程的累计剂量进行了监测。

3.2 放射源贮存库、运输车辆及测井操作现场监测结果与评价

监测点位:对放射源贮存库、运输车辆、测井源表面及测井操作现场及周围环境进行监测，探头离地1m；

监测仪器:6150 AD辐射监测仪（仪器编号:118240），FH40G/FHT752中子剂量仪（仪器编号:019590/400）；

监测结果:见表5。

表5辐射剂量率监测结果

注:以上γ辐射剂量率监测结果均未扣除仪器宇宙射线响应值。

监测工况下，源库外辐射剂量率为（0.11～0.19）μSv/h，贮源坑防护盖表面辐射剂量率最大为2.55μSv/h；测井用γ放射源源罐表面5cm处辐射剂量率为30.8μSv/h，1m处辐射剂量率为3.0μSv/h，测井用中子放射源源罐表面5cm处辐射剂量率为124.2μSv/h，1m处辐射剂量率为24.1μSv/h；运输车驾驶员座椅处辐射剂量率为0.13μSv/h，车厢外表面辐射剂量率为102.9μSv/h，车厢外2m处辐射剂量率为 8.74μSv/h，符合《油(气)田测井用密封型放射源卫生防护标准》（GBZ 142-2002）中规定剂量限值要求。

在监测工况下，放射源测井操作装源过程中（包括γ源和中子源）γ辐射累计剂量为12.5μSv，中子辐射累计剂量为 8.66μSv，按照该单位统计分析，每名操作人员操作次数不大于50次/年，则考虑装、卸源整个操作过程，按照最大次数保守估算，操作人员年最大剂量为2.11mSv，符合《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》（GB18871-2002）对工作人员年有效剂量20mSv的限值规定要求。

4 辐射防护对策

考虑到密封源测井项目的辐射污染源项，主要从以下几个方面采取措施进行有效的辐射防护，达到降低人员受照剂量。

4.1 贮存或载运放射源的源罐，在贮存源库或搬运时，放入铅盒内，铅盒上，并按照“GB18871－2002”的规定印有鲜明的电离辐射警告标志。

4.2 放射源贮存库应为独立建筑物，四周设围墙，不进行测井活动时，所有测井用放射源及废源均放在贮源坑内保存。库内安装机械提升与传送设备，不采用手工操作，并且缩短操作时间。库内应设置良好的照明和通风装置，并有足够的使用面积，便于存放与领取放射源。

4.3 测井用运输放射源的车辆设有固定源罐的装置，放射源放置在铅盒内。运输车辆的驾乘人员与放射源之间设置铅隔板屏蔽。运输途中车辆不进入人口密集区，不在公共场所停留。

4.4 放射源测井工作人员在进行放射源操作时应考虑放射源活度、操作距离、操作时间和防护屏蔽等因素，避开有用线束，采用屏蔽防护装具和长柄夹具，轮流操作，非操作人员应利用地形采取有效屏蔽保护[3]，各方应采取最优化的防护措施，使所受照射剂量达到可以合理做到的尽可能低的水平。

[1]电离辐射防护与辐射源安全基本标准（GB18871-2002）.

[2]油(气)田测井用密封型放射源卫生防护标准（GBZ 142-2002）.

[3]岑明阳等.测井用放射源的辐射水平和安防对策[J].中国辐射卫生，1995，4，2.