放射性流量计

1950～1970年，主要采用井温法定性确定注水剖面，之 后采用涡轮流量计和放射性同位素示踪测井测注水剖面。 放射性示踪测井测注入剖面的方法： 在注水井正常注水 将放射性同位素示踪剂注入到井内，随着注入水的流入， 示踪剂滤积在注水层的岩石表面上 然后用探测器测量自然伽马的强度，通过分析自然伽马射 线强度曲线上的幅值变化得出各个注水层的注入量。
１示踪剂段塞损耗法
测井实例
zhangxh
１示踪剂段塞损耗法
zhangxh
解释方法：（２）面积三角形法
求示踪剂段塞对应的伽马强度曲线的双边与本底 直线围成的近似三角形面积。用这一面积近似表 示示踪剂段塞对应的钟形面积。
面积三角形法与前面的面积法相比，存在一定的 误差，因此只适合粗略了解流动剖面。
１示踪剂段塞损耗法
zhangxh
为了减小测量误差，追踪了N次，采用平均法计算视流体速度：
H i H n 1 H 1 vf ( ... ... ) n T1 Ti Tn
单段塞速度法（b）追踪测量法 （2）双探测器追踪测量及其解释方法 由于单探测器仪器追踪时，不能准确记录起止时 间，所以可以采用双探测器仪器追踪测量。 测量时，放慢测速，上行或下行连续测量一次， 根据电缆速度和两个探测器之间的距离就能计 算出流体速度。
'
'
A0 L0 A1 L1 Q0 Q1
Qi Ai Li Q0 A0 L0
Qi Li Q0 L0
双段塞法的优缺点:
可以克服速度法对井径的条件要求较高的 局限性，并且其精度又比示踪剂损耗法 高，但是为了确保解释精度，它需要有 良好的峰值，这是它的不足之处。
3.段塞速度法精度影响因素分析
①示踪剂喷射情况 ②套管管径变化
１示踪剂段塞损耗法
解释方法：（1）面积法
zhangxh
条件:井筒内示踪剂混合均匀，且假设伽马射线的强度正比于井眼 内示踪剂的量。 依据:示踪曲线与基线所形成的钟形面积与流量大小成正比。 例如:面积通过某一射孔层后减小25%，则认为射孔层内被注入 了25％的流体。 注意:要避免对着吸水层测量示踪曲线.
双段塞速度法
单段塞速度法（b）追踪测量法 （1）单探测器追踪测量及其解释方法
由于喷射示踪剂的时间是变化的，因此比较难以精确确 定喷射示踪剂到达探测器的时间ΔT ，采用多次追踪测 量取平均值的方法。 在一个解释层中至少进行3次测量。设两次测量到峰值的 时间间隔（段塞位移所需的时间）为 ΔT ，在时间间隔 内示踪剂段塞的位移（两个伽马峰值对应的深度差）为 ΔH ，视流体速度为： H vf T
Hill等人研究认为，影响示踪剂喷射的因素有喷嘴尺 寸、喷射速度、喷射时间和流体速度4个因素。
zhangxh
精度影响因素分析
②示踪剂混合均匀程度
由于测井结果的精度取决于伽马强度曲线及井筒 内示踪剂的平均浓度，所以损耗法需要示踪剂与 井筒内流体充分混合均匀。
示踪剂均匀混合需要较长时间，混合不均匀只影 响最初的几次测量，由于流动剖面的确定是以初 始面积为标准的，所以会产生误差。
zhangxh
设:
用虚线和实线表示两个探测器各自测量的 伽马射线峰值，两个探测器的距离为L。
zhangxh
在生产井中下行测量逆流测量, 视流体速度:
H .vl H H vf L H L H t vl
这种方式一般用于流速较 慢，仪器分辨率较低时， 让仪器以一个稳定的速度 迎上示踪剂。
解释方法 对于单探测器示踪流量计，喷射器与探测器1的距离为 L1，仪器记录示踪剂从喷射到其到达探测器的时间 ΔT1，可以得到流体视流速： L1 vf T1 对于双探测器示踪流量计，两个探测器间的距离为L2， 两个探测器探测到伽马射线强度曲线的峰值的时间间隔 为，流体速度为： L2 L1 L2 vf vf T2 T1 T2 确定对应解释层的流量
单段塞速度法（b）追踪测量法
zhangxh
生产井中上行顺流测量，视流体速度:
H .vl H H vf L H L H t vl
注意 要选择适当的仪器测量速度
一方面测量的同时，示踪剂段塞也在随流体 流动，应结合解释层厚度选择足够快的 测量速度测量完成多次追踪测量； 另一方面，如果测速太快，示踪剂段塞的位 移太短，可能影响测量精度，故测量速 度又不能太快。 还要注意解释层不能太短，太短会出现在解 释层内测不到第二个峰值的现象。
d D Qi Cv v f ( ) 2 ( ) 2 (24 60)(m 3 / d ) 2 2
单段塞速度法（a）静止测量法
zhangxh
示踪剂段塞速度法两种类型:
zhangxh
单段塞速度法（仪器发射一个段塞）测量方式：
ａ静止测量法（单、双探测器） ｂ追踪测量法（单、双探测器）
（三）、测井方法
示踪剂喷射测井
“示踪剂段塞损耗法” “示踪剂段塞速度法”
zhangxh
示踪剂注入测井（即载体法）
共同点:都使用放射性材料, 伽马探测器记录
区别:仪器结构和方法及探测对象 前者主要探测井筒内流体的伽马射线强度 后者探测滤积伽马射线或注入流体去向。
示踪剂注入测井
注入剖面技术
zhangxh
解释方法：（3）Self法
zhangxh
Self 和Dillinghan于1976年提出了该方法。 方法与面积三角形法相似。
将伽马射线测井曲线化解为三角形，基线为三角形的底边， 波峰两侧为两腰。假设三角形的底和高之和与体积流量成 正比。
用面积法解释时，如果精度要求高，应采用积分法确定段 塞面积，而用三角形法来确定面积可能引起较大误差。
3.段塞速度法精度影响因素分析
zhangxh
③两个探测器之间的流体漏失 如果示踪剂在双探测器示踪流量计的两个探头间存 在漏失，测量结果会存在一些误差。 例如到两个探测器间距L，其中点处有一半的流体 漏失的情况，可以证明示踪剂的运移时间是无漏失 情况的1.5倍。
LA 2 LA LA t1 1.5 2Q 2Q Q
１示踪剂段塞损耗法 精度影响因素分析 ①示踪剂的喷射
zhangxh
示踪剂损耗法受示踪剂在井内的喷射情况的影响。示 踪剂初喷射出来时，可能靠近仪器，也可能靠近井壁。 由于刚喷射时示踪剂还未及与井内流体均匀混合（需 要较长时间混合），所测的曲线的面积可能大于、也 可能小于均匀混合的值 研究表明示踪剂的喷射对测井质量的影响很大
zhangxh
五、放射性示踪流量计测井
（一）、 放射性示踪剂 （二）、 测井仪器 （三）、 测井方法
zhangxh
放射性示踪流量计测井
适用于中低流量单井测量，一 般在注水井中使用。在生产井中， 由于流型变化复杂导致示踪剂浓 度变化较大，分辩率会下降。可 以在不能用涡轮流量计测量的井 中使用。
（一）、放射性示踪剂 存在的放射性同位素有千余种，但用 于放射性示踪测井的只有几种。 用于测井的同位素要求： ①成本较低，方便制作，使用安全； ②具有较高的放射性； ③特别是还要求有适当的半衰期。半 衰期太短，不利于保存和运输，太长 则可能影响以后的测井，甚至造成污 染。放射性同位素的强度按其半衰期 不断衰减，计算公式：
zhangxh
例如：斯伦贝谢的TET 喷射器外径为1.6875in，一个20cm3的容器，每次喷射 0.5cm3，一次下井可以喷射40次； 三个探测器，其中两个探测器间距为99in；探测器3记录流体 中的自然伽马强度，根据水流方向确定位置； 喷入井筒后启动一个或两个探测器，定点或连续测量， 示踪流量剂通过监测峰值间的时间确定流体的流量，图中流动 时间为18.5s础是井筒的横截面积不变 和两个探测器间的流量不变(即在两个探测器间没有漏失。
井径变化未知的井，不能采取速度法（如裸眼井完井）。 主要是井径突然扩大，流通出现喷射现象，对测量有影响。 如果通过井径测井测得了井径的变化，需要注意为了测得 真实的平均流速，喷射器下部的探测器应离开扩径口有足 够距离。。
精度影响因素分析
zhangxh
③深度分辨率 示踪剂在完成一次测井时约移动6～12m的距离。因此 深度分辨率较低，尤其是一旦示踪剂段塞的部分巧好 对着吸水层，解释结果会出现较大的误差。 ④仪器运动与段塞运动的相对速度 在伽马射线强度相同（峰值相同）时，仪器运动测量 造成三角形的底边减小，三角形面积随着减小，而且 测井速度越大，面积越小，严重影响测井精度。 为了消除仪器运动的影响，通常把仪器下至示踪剂下 面，静止测量。一个测点完成后，再重复上述过程， 直至示踪剂消失。可以校正仪器运动带来的误差 但是由于示踪剂段塞一般会在15～20分钟消失，所以 会减少测点个数。
（三）、测井方法
zhangxh
1 示踪剂段塞损耗法
2 示踪剂段塞速度法
示踪剂段塞速度法两种类型:
单段塞速度法（仪器发射一个段塞）测量方式：
ａ静止测量法（单、双探测器） ｂ追踪测量法（单、双探测器）
zhangxh
双段塞速度法
zhangxh
单段塞速度法
（a）静止测量法 方法:在稳定水流时，仪器停靠在每个测量点，喷射示 踪剂后，记录放射性示踪剂通过两个探测器的时间。 一般按逆流方向测量每个测点，在射孔井段的底部 和每个射孔层位之间至少选取一个测点，顶部则应 该至少选取两个测点。 适用:当井内流体流速较快时，可以采用定点静止测量 方式。
单段塞速度法（b）追踪测量法 如何读取两个峰间对应的时间差和深度差 将直接影响视流体通速度的解释精度
确定时间差和深度差的方法 ①取两个示踪段塞的峰确定的时间差Δ tp-p和对应 的深度差； ②取两个示踪段塞前缘到达的时间差Δ tl-1和对应 的深度差；
③取两个示踪段塞的峰的切线交点间的时间差 Δ t 上 和对应的深度差； ④取两个示踪段塞确定的基线（将伽马原始曲线 视为直线）和与切线交点之间的时间差Δ t下 和 对应的深度差。