脉冲中子氧活化水流测井技术在延长油田的应用研究

脉冲中子氧活化水流测井技术在延长油田的应用研究【摘要】随着科学技术的不断进步，脉冲中子养活化水流测井技术也在不断发展，一些新型的脉冲中子氧活化水流测井仪得到了广泛的应用，例如dsc单芯多功能水流测井技术在四川油气区的推广应用，氧活化上下水流组合测井技术在吐哈油田开发中也广泛用，与传统技术相比，脉冲中子氧活化测井技术具有精度高、误差小、稳定性好、抗干扰能力强等特点。文章通过对延长油田测井中存在的问题进行总结，认识到该技术能为延长油田提供了一种可靠的弥补常规技术不足的局面。

【关键词】脉冲中子氧活化水流测井技术延长油田

1 脉冲中子氧活化水流测井技术的发展现状

脉冲中子氧活化水流测井是一种测量水流速度的方法，始于上世纪60年代，但是正真大量投入生产应用的时间并不长，知道21世纪，这种技术的优点越来越突出，才被世界各大油田大量采用，主要用于测量注水井或注聚合物井中各个层位吸水量。

在国内，首先应用脉冲中子氧活化水流测井技术的油田是吐哈油田，2006年，吐哈油田通过脉冲中子氧活化测井技术对4口井进行试验，认识到这种技术在不仅适应于该油田疑难井吸水剖面测试，而且还解决了一些特殊井验窜、找漏的问题，为该油田提供了一种可以弥补同位素吸水剖面测试技术不足的新的动态监测技术。新型中子养活化水流测并技术（dsc）在四川油气区也得到推广应用，在成功地实现了测量注水剖面等常规功能的同时，还可以用于分析

气水同产井产水剖面、确定气藏气水界面、测量油管外油套环空水流（或套管外水流）的等新用途，极大地拓展了该技术的应用领域，在国内测井行业中引起了较大的响应。

2 原理简介

脉冲中子氧活化水流测井技术是一种直接测量水流速度从而达

到测量水流量的测井方法。通过高能脉冲中子发生器向井中流体发射百万电子伏特的快中子，使其撞击水中的氧原子发生活化反应，水中的氧核160与快中子反应生成氮的放射性同位素16n，16n的半衰期为7.13秒，经过β衰变蜕变为激发态的160，并随即在向其基态跃迁时发射出具有高能特征的伽马射线。其反应方程式为：

n+160—16n+p；16n—160十γ。该伽马射线能穿透井中的流体、套管、油管、水泥环等物体。如果脉冲中子发生器与伽马射线探测器的距离为s，从高能脉冲中子发生器发生中子到伽马射线探测器探测到伽马射线所经过的时间为t，那么水的流动速度可通过计算得到，公式为v=s/t，在流动截面已知情况下，就可以推算出各层的流量。

图1为脉冲中子氧活化水流测井仪器，主要有由上、中、下三部分组成：上半部是遥测（ccl）、井温（spt）、磁定位、压力及上探测器组，遥测电路完成命令控制及数据采集传输功能，井温、压力、磁定位、自然伽马完成辅助参数的测量及深度的校正；中部是中子发生器，根据下发命令完成中子发射；下半部是自然伽马探测器，主要完成对水流速度的探测。

3 优点

脉冲中子氧活化水流测井技术在近年来能得到广泛的应用，主要是因为其具有一般的常规测井不具备的一些特点，能够解决一些特殊的问题。例如对于一些基线异常高井、大孔道井、深穿透射孔井、裂缝井、顶部层位与喇叭口间距大的反注井等的剖面监测，用常规方法很解决，而涡轮流量、电磁流量等方法也只能探测仪器直接接触的流体流量，对于非直接接触的流体检测无能为力。

脉冲中子氧活化水流测井技术具有的主要优点有：一，应用范围广，不受接触环境的限制，能探测一定距离地层内水的流动速度与方向，一次下井，可进行氧活化测井和自然伽马、井温、脉冲中子寿命等测井；二，测试结果稳定，抗干扰能力强，一般不受井内同位素的沾污与进层、井下工具、基线异常高等因素的干扰，可有效地消除一些复杂地质现象的多解性；三，可以找窜堵漏，有效的检查井下工具的封隔效果、死堵配水嘴是否有效等，为油田提供了一种可靠的剖面动态监测技术；四，精度高，尤其是对低孔低渗地区的小流量测量具有重要意义；五，自动化程度高，仪器测量参数可灵活调节，实现了对中子发生器的活化时间、活化周期、占空比等参数的控制。

4 在延长油田的应用

2009年9月，延长油田对油田西区采油厂的511-4井的1830m的层位进行了脉冲中子上下水流测井，该段常规测井是遇阻，但是该井自然伽马、磁定位和井资料都较完整，井温曲线变化不大，具有

较好的对比性。测试的目的是为了寻找漏失位置、判断油管外的串槽情况，并对下一步作业调整提供测井资料依据。测试采用了上流水和下流水两种氧活化测试方式，对13个深度点进行了测试（见表1），测试顺利完成。

氧活化水流下水流总流量标定选择在510.0m进行，地面实际日注水量为6200m3/d.测量计算得到的日注水量为6401m3/d，计算相对误差2.9%，远远0，说明存在漏失情况。

5 结论及建议

通过脉冲中子氧活化测井技术在延长511-4井应用的实际例子，说明该技术在延长具有较好的实用性，可通过测量油管内部、油套空间及套外空间的水流速度，判断封隔器密封效果，寻找油管和油套的漏失位置，对油田的勘探开发具有重要意义。建议进行更多的实验测试，总结这套技术在延长油田自身自己情况的应用规律，并探索该技术的其他优点及应用领域。

参考文献

[1] 4李莉.脉冲中子氧活化测井时间谱峰拟合方法与解释软件研究[会议论文].2009