环保型示踪相关组合测井在大庆油田的应用

施小雷，杨凤凯

(大庆油田有限责任公司测试技术服务分公司 黑龙江 大庆 163000)

环保型示踪相关组合测井在大庆油田的应用

施小雷，杨凤凯

(大庆油田有限责任公司测试技术服务分公司 黑龙江 大庆 163000)

为解决普通连续示踪相关测井中示踪剂的固有问题，介绍了一种环保型液体示踪剂发生装置及该仪器的现场应用。它克服了固体示踪剂载体的沾污严重和注聚井测试难的矛盾，也解决了普通液体示踪剂强度大、半衰期长的问题，在采油一厂地区具有非常广的适用性。

环保型；示踪测井；短半衰期

0 引 言

普通连续示踪相关组合测井仪带有液体喷射器，可利用液体同位素释放器将液体示踪剂带到井底，利用双伽马探头，组合超声(或电磁)流量短节，利用点测流量，点测示踪相关及连续示踪相关多种方式组合测井，具有很强的灵活性。环保型示踪相关组合测井仪利用137Cs—137Bam放射性核素发生器设备，解决了普通液体源强度大，分装时间长，分装及现场操作人员受照射时间长的弊端，大大降低了人员照射时间和照射剂量，也更符合目前环保施工的概念。

1 基本原理

1.1 工艺改进

传统意义上的示踪相关组合测井仪所用的液体同位素为无载体放射性同位素131I，每200 mL其强度为2 220 MBq，半衰期为8.03 d，液体同位素释放器位于仪器串上端，仪器结构如图1所示，在不同井况下，液体示踪剂的配制有不同的比例，见表1。由表中可知所配比的液体示踪剂最小强度在118 MBq，在分装和现场操作人员连接仪器时所耗费时间长。由其半衰期特性可知，短期液体示踪剂不会消失，对后期采油队洗井、测试等措施都会造成一定的影响。

改进后的仪器是将液体示踪剂发生装置放在仪器串底端，示踪剂直接进入井筒后更集中，更类似于点状，不受仪器居中带来的影响，仪器结构如图2所示。释放器内带有微型137Bam核素发生器，发射器柱芯上137Cs的强度为50 μCi，即1.85 MBq的同位素，发生器淋洗液中含有微量的137Cs，浓度为0.76 Bq/mL，核素发生器内淋洗液的容积是80 mL，淋洗液总强度仅为6.08×10-5MBq，地面接触到的射线总强度不到原始1.3%，大大降低了对人体的危害。当仪器下井后，液体示踪发射器工作，喷射出的淋洗液冲洗固定在发生器柱芯上的137Cs，通过β衰变，释放137Bam，137Bam具有独特的短半衰期2.55 min，将其作为示踪剂采用连续追踪和点测的方法，通过探测器跟踪测量示踪剂的流向和流速，辅以流量、井温、压力等参数，综合分析各配注井段的吸液情况和井下工具的工作状态。

图1 示踪相关组合测井仪

井型井况所需同位素强度(推荐)/MBq液体源体积/mL聚合物溶液体积/mL配比注水井测量井段大于100m17620401∶2测量井段小于100m11815451∶3注聚井测量井段大于100m29430301∶1测量井段小于100m17620401∶2

图2 改进后的示踪相关组合测井仪

1.2 测量原理

连续示踪相关测井是将仪器下入井底，在配水器上部或者喇叭口上部释放活化液(具体位置及喷射时间随注入量定)，淋洗下来的137Bam活化液与井筒里的流体混在一起流动，这时，仪器上的两个伽马探头就会接触到这个峰值，根据相关运算，可以计算水流的速度，进而计算小层的吸水量和封隔器、油管的密闭状况。可用如下公式计算流量：

(1)

其中，K为流量校正系数；L为两伽马探头间距；S为峰值时差。

表2为目前大庆一厂地区常用的油管和套管规格，以及该仪器本身的一些参数，通过这些参数能够计算出在不同状态下，如仪器居中或光油管，不同井况中，如配注井或笼统井，示踪剂在不同流量和管柱中的流速和渡越时间，方便现场操作人员快速查询，具体见表3。

2 现场测井实例及其应用前景分析

2.1 判断油管漏失

北1-X井是注入井存在油管漏点的实例。该井是采油一厂的一口五级配注井，该井注入量高、射孔层段少，全井注入量为150 m3/d。双示踪测试结果第一、二、三级配水器不吸水，但是在第三级配注段982 m处，油管流量出现变化，如图3所示，连续测试的示踪峰在982 m处出现分叉，并且两次的示踪追踪曲线都出现这种情况，此处没有配水器，说明这个位置的油管存在漏点，漏的水经过环套空间分别向上、下流，向上流动的漏失量为52.2 m3/d，一直到960 m以上，再也追不到了。

表2 基本参数

表3 不同流量及状态下的流速及渡越时间

图3 北1-X井测井成果图

2.2 不受沾污影响判断封隔器漏失

中-XX井为注水井，现场核实注入量为90 m3/d,两级配注。射孔层位9个，偏I控制层位1个，偏II控制层位8个，部分射孔数据见表4所示。

表4 中-XX井部分射孔数据表

该水井注入量和压力一直处于稳定，9月份进行的5参数测井，解释结果如图4和表5所示，显示偏心吸水量和同位素吸水量结果基本一致，未发现异常。但从图4中看出，偏II吸水层段为S2*15+161正对偏II，无法判断是沾污还是吸水，于是我们进行了释放液体源进行测试，测试结果如图5所示。

从图5可知示踪剂在偏Ⅱ处的状况，发现示踪剂从偏Ⅱ进入后一直上返，越过封隔器进入到偏Ⅰ控制的S210-11层段后消失。通过渡越时间和示踪峰的位置计算出水量为18.7 m3/d，说明第2层段S2*15+161，层没吸水，水量全部从封隔器进到S210-11层，也判断出来射孔层S2*15+161其实为沾污，消除了吸水的假象。整个追踪过程为600 s，137Bam已接近4个半衰期，但曲线峰值依然显示明显，强度依旧能够判断峰值。

图4 中-XX井同位素测井解释成果图

配注层段配注方案同位素测试/(m3·d-1)流量测试/(m3·d-1)相对流量/%同位素相对吸水/%S210-11/66.7172.6080.6774.12S2*15+161/23.2917.4019.3325.88

2.3 适用前景分析

采油一厂地区绝大部分井为分层配注井，注水量普遍较高，但也有部分井注入量低，射孔井段长，射孔层段密度大。137Bam的独特短半衰期，决定了它所适用的环境不可能用于超低流量和射孔层段距离配水器超远的注入井中，因此，层段水量及配水器距射孔距离影响着它的应用。假设运移时间为t(min)，L(m)为射孔距配水器距离，Q(m3/d)为单层流量,K为管柱系数，则有如下关系：

(2)

目前采油一厂地区大部分油管为62mm，油管壁厚为5.5mm，套管内径为124.26mm，依据公式计算，管柱系数在分层配注井中为11.44，光套管中为45.95，分层配注井中环套空间运移时间与流量及距离的快速查询表数据见表6。

图5 中-XX井示踪剂连续测井成果图

淋洗下来的137Bam瞬时强度可达10.2MBq，经现场试验，如果能显示有效的峰值，示踪剂从产生至随水流进入射孔层，需在5个半衰期，即12.7min之内。从表6中我们可以看出，在配水器距离射孔层太远，或者配水器流量过低时，运移时间太长，会影响现场的测试效果。因此，在施工前，我们可以优先考虑符合条件的井，对于注入量较低的井，可以选择射孔层位距离配水器的近的井，对于注入量较高的井，可以优先选择该仪器施工。

3 结 论

1)在放射性示踪剂的产生上，环保型液体释放器较普通液体释放器相比有重大改进，它大大降低了施工人员接触放射性射线的强度，更符合环保施工的理念。

表6 环套空间运移时间快速查询表 min

2)环保型示踪相关组合测井能够解决大孔道，颗粒同位素沾污的影响，在漏失及注入量高的井中应用效果更明显。

3)半衰期短，也降低了放射性污染的可能性，基本不影响洗井、调配、酸化等各项措施。

4)半衰期短也使该类仪器有局限性，在超低流量及层段距配水器远的注入井中，理论和现场应用中效果较差。

[1] 阳国桂，李锦富，高 媛，等.137Cs—137Bam放射性核素发生器制备试验研究[C]//中国核学会2009年学术年会论文集，北京，中国核学会，2009：130-134.

[2] 陈庆新.放射性示踪相关测井对分层注聚井适应性的分析[J].测井技术，2009，33(2)：153-156.

[3] 李晓霞.注入剖面连续示踪相关测井技术的应用[J].石油仪器，2012，26(3)：70-72.

[4] 李 磊，高 磊，闽 南.双示踪组合测井仪在海拉尔油田监测中的试验应用[J].石油管材与仪器，2015，1(2):69-72.

[5] 徐艳梅.连续示踪相关测井资料的应用分析[J].石油管材与仪器，2016，2(5):73-76.

Application of Environmental Consecutive Tracer Correlative Logging in Daqing Oilfield

SHI Xiaolei, YANG Fengkai

(LoggingandTestingServicesCompany，DaqingOilfieldCo.Ltd.,Daqing,Heilongjiang163000,China)

In order to solve the inherent tracer problems in the normal continuous correlative tracer logging, an environmental liquid tracer generator and its field application is introduced. It can not only overcome the contamination influence from the solid tracer carrier and the test difficulties in the polymer injection wells, but also solve the problems of high radioactive intensity and long radioactive half-time of the normal liquid tracer. The result shows that generator can be widely used in the Yichang Area.

environmental; tracer log; short radioactive halt-time

施小雷，男，1985年生，工程师，2008年毕业于中国地质大学(武汉)石油工程专业，现从事生产测井现场管理工作。E-mail:dlts_shixl@petrochina.com.cn

P631.8

A

2096-0077(2017)04-0073-05

10.19459/j.cnki.61-1500/te.2017.04.019

2017-01-09 编辑：屈忆欣)