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1、脉冲中子氧活化测井技术及其在油田开发中的应用摘 要：本文介绍了脉冲中子氧活化测井技术的原理及相关仪器的性能，并通过该技术在大港油田的几个典型测井应用实例，说明其在油田注入剖面监测及注入井找漏中的独特作用。 关键词：脉冲中子 氧活化测井 注入剖面 找漏一、引 言油田开发过程中，油层注入状况的监测以及有效评价水的流动，对合理制定开发方案及注入工程改造起着重要作用。多年来，人们一直采用诸如放射性同位素示踪、流量、井温等传统的生产测井方法来测量井眼中水的流动状况，但其局限性也是显而易见的。为此。公司从大庆测试公司仪器制造厂购进氧活化测井仪，在大港油田现已测井31口，取得了显著的经济效益。该技术已成为注
2、聚井和疑难井的主要测井手段。二、原 理1.基本原理脉冲中子氧活化测井物理基础是大于10百万电子伏特的脉冲中子通过（n，p）转移反应，可以活化氧元素，生成半衰期为7.13S的氮元素。氮元素随着衰变，在衰变过程中，放射出6.13MeV的高能伽玛射线，6.13MeV的高能伽玛射线在井眼中能辐射20-30cm，可以射透井眼流体、油管、套管及固井水泥环。由探测器探测伽玛射线的时间谱，伽玛射线的时间谱可以反映油管内、油套环形空间及套管外含氧流体的流动状态，反应式当中了发生器发射一段时间后，仪器周围的氧元素被活化，含活化氧的水简称活化水。在水流动方向上设置三个伽玛探测器，当活化水流经探测器时，该探测器计数率
3、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。因为源距已知，流经时间测出后，可以计算水流速度。在已知流动截面的情况下，通过水流速度可计算出水的流量。2、氧活化测量的理论模型蒙特卡罗方程是用于计算氧原子核（n，p）反应速度的分布和氧活化探测器响应函数的一种模型。用这些分布可预测水流动所产生的探测器计数率：3、脉冲测量模式脉冲活化是一种新型氧活化技术，测量到的时间谱包含本底、静态氧活化计数和流动氧活化计数三部分，若中子脉冲时间宽度为ta，活化水从中子源流到探测器的时间是tm，可以用下式求出tm。式中f（t）是中子脉冲过后探测器计数率随时间变化的函数，若以L表示源距，水流速度为4、
4、流量确定三、现场在油套地面分注井中的应用大港油田南部油田的水井分注大部分采用油套分注技术，这样做虽然简化了管柱结构，但是也带来了新的问题。一是油套环形空间分层注水量资料的录取方法受到局限，如电磁流量、涡轮流量等，都不能在这样的管柱中进行测量；二是由于南部油区周边环境差，井口设施不完善，在进行油套环形空间同位素吸水剖面测井时，需从配水间注入同位素，这不仅使同位素运移距离拉长，而且也造成配水间放射性污染，不利于配水间职工的身体健康；三是由于注水井较深管柱腐蚀严重，进行同位素测井时易引起较长井段的油、套管沾污，在层位上经常见不到同位素。2002年，南部油田油套分注井同位素吸水剖面录取成功率只有46%
5、。南部油田在大港油田的稳产中起着举足轻重的作用，因此如何监测注水状况，确保注采井网合理调整，成为南部油田开发中的一项重要工作。脉冲氧活化测井不受管柱结构、大孔道及流体粘度等影响，可直接测量油管、油套环形空间、套管外的水流动态情况。因此，这一测井方法就解决了油套分注井注入剖面资料录取困难的问题。例如官9-35井，该井是王官屯油田的一口注水井，注水方式为油套分注，油套环空注水为100m3/d，给2、3、4、5号层注水，油管注水100m3/d，给6、8、9、10、62、68、69、76、77号层注水。套管外径139.7mm，62mm喇叭口2786米，封隔器在1935.3米。该井在进行油套环形空间吸水
6、剖面时，是从配水间注入同位素，但由于同位素运移距离拉长再加上吸水层上部层间沾污严重，导致吸水层上无吸水反映，见图1。于是对该井进行氧活化测井，测井结果见图6和表1，油套环形空间只有5号层吸，该层孔隙度、渗透率都大于其它注水层，形成了高渗透带，导致注入水都进入该层，造成单层突进，极易形成受益井水淹，影响开发效果，建议采用“智能球”对5号层进行封堵；另外，该井油套环形空间实测注水量为148 m3/d，比通知单提供的注水量高出48 m3/d，经注水间验证实际注水量为150 m3/d。仪器测到了双峰，即油管内下水流和油套环空下水流。通过氧活化测井我们看到，它将为解决南部油田油套分注井注入剖面测井提供了
7、一种新的监测手段。氧活化测井能定量计算分层绝对吸入量，而同位素示踪注入剖面只能计算相对吸入量，从而显示出脉冲氧活化测井的优势。四、结 论1.脉冲氧活化测井可直接测量油管、油套环空及套管内外水流速度，适合井适合在油套分注井的注入剖面和找漏井测试中使用。2.脉冲氧活化测井结果不受流体粘度的影响，适用于注聚合物井的注入剖面监测。3.脉冲氧活化测井结果不受岩性、孔渗参数、深度射孔及沾污的影响，适合在大孔道井及污染严重井的注入剖面测试中应用。五、存在问题及建议1.存在的问题1.1由于仪器外径为43mm，而目前大港油田偏心注水井的配水器内径46mm，仪器通过偏心配水器困难。1.2仪器源距影响，在流速大于30cm/s的情况下，无法细分测量夹层小于0.7米的单层。2.几点建议2.1针对脉冲氧活化测井无法辨别流速低于0.7cm/s水的流动，在零流量段采用逆着可能的水流方向均匀拉动仪器，让仪器边移动边工作，检查测到的水流速度是否与电缆运动速度相同，以验证该段是否还有流动的水。2.2尝试在含水突然上升、多层开采的自喷井上应用脉冲氧活化测井技术，寻找出水层位或窜槽位置。参考文献：1王建民、姜义忠等：氧活化测井技术在聚合物注入剖面中的应用，测井技术，1999，23（3）：214-217。
