氧活化测井仪操作方法及测井工艺介绍
试论氧活化测井技术在注水井查漏找窜的应用
试论氧活化测井技术在注水井查漏找窜的应用发布时间：2021-04-14T14:03:39.780Z 来源：《中国科技信息》2021年4月作者：马国伦[导读] 回注井将一种将油（气）田开发中产生的污水（地层水或者废液等）回注到地下特定层位所钻的井。
氧活化水流测井是一种测量井下水流速度的测井方法，本文介绍的小外径-单发七收”新型氧活化测井仪在一个测点可同时监测上水流和下水流双向水流，同步测量不同空间的水流流速，并且计算流量，测井时效块，测井成功率高，是快速评价回注井窜漏的主要方法。
中石化胜利油田分公司油藏动态监测中心孤东监测项目部马国伦摘要：回注井将一种将油（气）田开发中产生的污水（地层水或者废液等）回注到地下特定层位所钻的井。
氧活化水流测井是一种测量井下水流速度的测井方法，本文介绍的小外径-单发七收”新型氧活化测井仪在一个测点可同时监测上水流和下水流双向水流，同步测量不同空间的水流流速，并且计算流量，测井时效块，测井成功率高，是快速评价回注井窜漏的主要方法。
测试实例表明：与五参数流量方法相比，该技术具有良好的适用性，应用效果良好。
关键词：氧活化水流测井；回注井；找窜漏0 引言回注井将一种将油（气）田开发中产生的污水（地层水或者废液等）回注到地下特定层位所钻的井。
由于污水水质复杂，长期回注势必对管柱造成腐蚀，严重地引起管柱破损，污水窜流，进而造成严重的环境污染问题。
因此对回注井定期进行管柱技术状况的检测、回注层位的监测尤为重要。
近年来硼中子、氧活化、涡轮流量等测井技术在回注井查漏找窜方面应用较多，相比之下，氧活化测井较为简单、直观、准确、应用效果好。
1氧活化水流测井技术1.1测井原理简介氧活化反应通过活化水中的氧元素，使流动的水具备短时间能被伽马探测器探测到的放射性。
通过解析活化伽马射线时间谱可计算出水流速度，在流动截面已知情况下, 就可准确的计算出水流量大小。
1.2新型氧活化测井仪优势目前采用的新型氧活化测井仪包含一个脉冲中子发射器和七个不同源距的伽马射线探测器，见图1-1。
脉冲中子氧活化测井技术的应用
脉冲中子氧活化测井技术的应用摘要：脉冲中子氧活化测井仪是一种测量水流速度的注入剖面测井技术，主要用于注水和聚合物的注入剖面测量，可测量笼统注水井、配注井、油套合注井的向上或向下水流的速度，在测量范围内能够准确测出注入量。
应用表明，测井过程中通过活化水中氧来直接测得油管和套管中水的流速，需要计算获得相应流量，可克服示踪剂沾污、沉淀、聚堆、地层漏失的影响。
关键词：脉冲中子活化测井应用一、仪器结构和技术指标（1）仪器结构。
包括磁性定位器，遥测电路，远中近探测器，中子发生器和高压驱动电路。
见图1。
磁性定位器：测量井内油管或套管节箍及井下工具深度；遥测电路：对地面仪通过电缆传送的控制命令进行解码，并实现对其他部分的控制；把磁定位数据、近中远探测器测得的伽马数据编码，通过电缆传送给地面仪。
远中近探测器：时时测量井内对应深度处的伽马数据。
中子发生器：发射中子，实现对氧的活化。
高压驱动：在控制命令控制下，向中子发生器提供高压脉冲。
（2）主要技术指标。
耐温：125℃；耐压：60MPa；仪器外经：43mm；仪器长度4.5m；近中远三个探测器的源距分别为0.45m、0.90m、1.80m。
图1 结构示意图二、测量原理氧活化反应使流动的水具备了短时间的能被伽马探测器探测到的放射性。
用能量大于10Mev的快中子轰击氧原子，就会发生活化反应。
氧核被激化后，产生氮的放射性同位素16N处于激发态，经β衰变后还原成氧，其半衰期为7.13s，同时释放出能量为 6.13Mev的特征伽玛射线。
反应表达式：16O+n=16N+P；16N=16O+γ。
其中时间应为水被活化到γ被探测到的时间差的平均值。
三、现场施工中应注意的问题（1）由于该仪器造价比较昂贵，而其中的中子发生器和探测器都有易碎部件，所以在使用过程中一定要做到轻拿轻放，在长途运输过程中一定要注意仪器的保护，尽量减少仪器的颠簸。
在测井过程中一定要严格按照规定测速启下仪器。
（2）地面仪中氧活化板卡对测量信号进行处理和解码，地面仪后面板接线方式与其他测井项目不同，在给仪器供电前要把由采集箱引出的信号线和连接到示波器的信号线分别接到氧活化板卡上，在测量其他项目时，必须还原接线方式，否则无法测得正确数据，而且有可能损坏氧活化板卡。
氧活化测井技术在工程井中的应用
氧活化测井技术在工程井中的应用摘要：在油田开发的中后期，油、套管的技术状况的恶化，窜漏现象也越来越严重，常规的测井技术有很多局限性。
本文介绍了氧活化测井技术的工作原理以及在不同井况条件下的氧活化测井在找漏、窜的施工工艺的研究并取得好良好的应用效果。
关键词：氧活化工程找漏窜注入方式产出方式施工工艺引言随着油田开发的不断深入，油、套管技术状况不断恶化，油水井窜、漏现象越来越严重，已经成为油田开发普遍存在的问题，影响了油田正常地生产开发。
监测油水井的窜、漏情况，判断遇阻层或灰面以下吸水或产出状况，常规的测井技术有：同位素、井温、流量计、中子寿命等，要想准确判断来水方向和水流大小，这些方法存在很多的局限性。
氧活化测井技术能够解决其中的一些难题，可直接判断水流方向及测量水流速度，能在油田动态监测中广泛应用。
1、氧活化测井技术在工程井中的施工工艺1.1、氧活化测井原理氧活化测井技术在测量时，每一次测量都包括一个很短的活化期(2～10s)，以及紧随其后的数据采集周期(典型值为60s)。
当水经过中子发生器周围时，水中的氧原子被快中子活化，被活化的水在流动过程中发生β衰变释放出6.13MeV 的伽马射线，通过对伽马射线时间的测量来反映油管内、环形空间、套管外含氧物质—水的流动状况。
通过测量活化水到达探测器所经历的时间，结合中子源至探测器的距离便可计算出水流速度。
1.2、氧活化测井仪器直径：38mm结构：单发七收特点：同步接收，同步记录。
在一个测量点可同时测量出上、下水流的流量，更加有利于现场操作和解释人员进行流量状态的分析。
内径小，测井成功率更高。
同时双向监测水流，减少测井时间。
1.3、施工工艺的研究常见的油水井窜漏主要分为以下三种：一是注水压力突然下降，一般为套管漏失或管外窜，灰面漏失；二是井口存在溢流，无法判断来水位置，影响注采平衡；三是油井含水急剧上升，或者新投产的井投产后含水极高，但从完井资料显示含水没有那么高，可能是上部或下部水层窜槽所致。
氧活化水流测井技术资料
油管内上水流流量测量
Y堵1925.82m 滑套2122.48m
124.82m3/d
121.42m3/d 123.08m3/d 120.45m3/d 121.53m3/d 123.48m3/d 121.99m1231/d.99m3/d 123.28m1233/d.28m3/d
封隔器2146.12m
滑套2162.20m 封隔器2174.57m
2、注聚剖面： 对于注水剖面测井常规的测井方法有：井温法、
流量法。
常规的测井方法的不足： 井温法：不能定量解释； 流量法：由于聚合物粘度较大，涡轮流量测井误差较大；
电磁流量不受粘度的影响，可较为准确的测量。 上述两种方法不能适用于油管过层的注聚井。
3、窜槽检测： 对于窜槽检测常规的测井方法有：井温法、同位素示踪
封隔器：1393.5m—1395.8m
3、注聚合物井氧活化水流测井
目录
埕XXXX-XX井 氧活化 水流测 井成果 图。
埕XXX-X-XX井氧活化水流测井解释成果表
目录
通过解 释成果 可以看 出氧活 化水流 测井不 受流体 粘度的 影响
4、验证封隔器井氧活化水流测井 BZ26-2-A4井产出剖面测井解释成果图
4、氧活化水流测井不受井内管柱及工具的影响，可以检测管 外窜槽。
注入剖面测井方法的优化 同同位位素素载载体体法法
水井类型
测井系列
井温法 同位素载体法 组合测井法 电磁流量法 超声流量
★ ★★
氧活化测井法 ★ ★ ★
★ ★ ★★ ★★ ★★
★★★
注水井
★
★
★
★
★
★★★
★★★
★ ★ ★★ ★★ ★★
注聚井
一种自相关氧活化测井解释方法研究
42一、氧活化测井仪测量原理脉冲中子氧活化是一种测量水流速度来测量流量的方法。
主要应用于定量测量注水井的分层吸入量。
适用于笼统正注井、笼统上反井、油套同注及配注井的注入剖面测量。
仪器示意图如图1所示。
仪器利用中子发生器发射14MeV的高能中子，活化井筒中以及其周围的氧原子核以产生氮同位素。
放射性氮同位素以半衰期7.13s发生b-衰变，氮同位素经过 b-衰变之后发射高能g射线，g射线照射到探测器晶体上产生光子，光电倍增管感应到光子后将其转化成电信号被仪器记录下来。
在被活化的水流流往探测器方向的过程中，仪器会记录活化水发出的g射线时间谱，通过计算活化水到达探测器的时间，即中子爆发到特征峰峰值的平均时间，根据求出流动速度，进而根据水流所在处的横截面积得到流量，由两个测点的流量差就可以得到两点间的吸入量。
图1脉冲中子氧活化测井仪结构示意图由于中子发生器发射的中子，可以活化以中子管靶极为原点，半径30cm范围内的氧原子，并且6.13MeV和7.11MeV的g射线可以穿透几十厘米厚的井眼物质，如井内流体、油管、套管、水泥环等，所以可以探测到油套空间乃至水泥环外的流动水流，因此该方法对注入井中发生的分隔器泄露和井外水流窜槽现象能给出定性判断。
二、自相关氧活化解释方法重心法和中心法是氧活化测井解释广泛应用的方法，进行资料解释一般都用重心法，重心法是通过对两个谱峰分别求取重心时刻，两个重心时刻的差值即为渡越时间，通过谱峰求取渡越时间的缺点是受谱峰边界选取影响很大，在聚合物条件下，受粘度影响谱峰产生拖尾，会对谱峰边界选取造成一定误差，这也是聚驱井解释误差较大的原因之一。
无论在清水还是聚合物中，氧活化测井解释在较低流量时（<20m 3/d）测量值普遍偏大，较高流量时（>150m 3/d）测量值偏小。
针对此问题通过实验研究加理论研究，利用自相关氧活化解释方法进行资料解释，有效解决了上述问题，现场应用效果较好。
连续氧活化技术测井技术
有效渗 透率 (μ m2)
测点深 度(m)
520 1144 1152 1170 1179
脉冲中子 相关法测 氧活化 试 注入量 注入量 （m 3 /d） （m 3 /d）
74 0 34 0 40 87.7 0 30.7 0 57
葡Ⅰ1① 葡Ⅰ2 葡Ⅰ15 葡Ⅰ6-7
1.2 4.8 5.8
0.06 0.07 0.09
连续氧活化测井技术
同位素示踪法存在沾污、大孔道等缺点。而氧活化测注入剖 面技术应用也存在三个主要问题，一是仪器成本高寿命短，一 个国产中子发生器价格 20-30万元，寿命均 20-30口井。也就是 一口井测井成本单中子发生器就增加一万元。二是活化氧的放 射性半衰期为 6.73 秒。中子发射后经 3-4 个半衰期约 20-28 秒后 就测不到了。所以新仪器的测量下限流量最低10m3/d。旧仪器
根据分层注水油管结构在被测井段水嘴上方一定距离（大小视流量而定） 用井下仪器释放一个放射性活化物质脉冲（1-5秒）。然后测量仪器反复跟 随这个脉冲，直到它进入油管外各地层为止。测量的曲线数据如图所示 ：
从图中可见，放射性脉冲在不同曲线上所处的深度位置和
时间是不同的，这正反映了井下水的流动状态。 用相邻两条测量曲线的数据做互相关运算可得到两个脉冲
2、－－相关流量测井
随着油田深入开发，因受各种条件影响，造成同位素
吸水剖面测井解释精度下降，降低了对注入剖面评价的准
确程度。 1、地层大孔道造成同位素进层。 2、各种类型沾污的存在是解释中的一大难题，尤其当 沾污正对射孔层时的消除或校正。
鉴于上述原因，我公司在今年研发了相关流量测井方法，
通过对比发现，该方法有效地解决了同位素进层和粘污的 问题，取得了良好的测井效果。
脉冲中子氧活化吸水剖面测井讲课文档
通过氧活化吸水剖面流量点测井认识本井 共15个射孔层，共有7个吸水层，29、42号 层为本井的主吸水层；
应用相关流量测井，通过井温、固体同位 素示踪和相关流量测井综合认识，本井有4 个吸水层，主吸层为29、40、42号层。
11.20
13.0
8
42 2750.40—2753.00 2.6
18.58
21.5
绝对吸入量 （m3/d）
相对吸入量 (%)
相关流量测井
61.2
100
23.74
38.79
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
11.17
18.25
12.39
20.25
13.90
22.71
三、测井工艺与资料解释创新
全井 2814.60—2816.80 2817.80—2818.40 2823.20—2827.40 2827.40—2831.60 2833.80—2834.60 2838.20—2842.70 2842.70—2847.20
厚度 (m)
绝对吸入量 相对吸入量
(m3/d)
(%)
吸水强度 (m3/d.m)
0.00
0.0
0.00
0.0
17 1.0
2.05
6.7
4.4
10
6.66
11.4
三、测井工艺与资料解释创新
3.正反注消除尾端流量影响测井结果
雁63-11井施工分别采用笼统正注和反注两种模式测井， 井内介质为水。笼统正注时，环空水流向上，测量井段内 采用环空上水流测井模式；笼统反注时，环空水流向下， 测量井段内采用环空下水流测井模式。
脉冲中子氧活化测井仪用户手册1
脉冲中子氧活化测井仪用户手册1 概述目前我国许多油田已进入三次采油阶段，注聚合物使得许多井内的黏度增加，传统的涡轮流量计和同位素视踪法已不能获得满意的测量效果。
电磁流量计虽可对笼统正注注聚井进行测量，但对于笼统反注和配注井却无法正确测量。
我们公司生产的这种测井仪器可以满足注聚合物水井吸液剖面测井工作的需要，同时该仪器对水井的找窜、找漏也可进行正确判断，可为三次采油及工程技术改造提供可靠的注入剖面测井资料。
仪器采用三芯供电方式，单发三收，单向测量方式，可通过仪器掉头方式，来实现双向水流的测量。
仪器采用20.83K的曼玛来进行传输，并可以下传指令l来控制中子发生器的工作状况。
2仪器的基本数据和技术指标：2.1 几何尺寸：仪器外径：43mm仪器总长：4500mm中子发生器短接：2100mm采集传输短接：2470mm近探测器距离：450mm中探测器距离：900mm远探测器距离：1800mm2.2 技术指标：2.2.1适用范围：仪器可用于笼统井的测量，也可用于配注井的测量。
耐温125 ℃耐压60MPA 2.2.2仪器技术指标仪器三芯供电（探测传输供电）：75V，一般工作电流85mA左右，灯丝工作时可达100mA以上。
仪器二芯供电（靶压供电）：80V，80mA左右。
当需要增加或减小中子产额时，可适当增加或减小供电电压。
仪器信号传输采用20.83K的曼玛信号，可下发指令。
3 仪器基本结构和工作原理3.1仪器的结构仪器主要由两部分组成：采集传输短接和中子发生器短接。
采集传输短接里又包括五芯接插件、磁性定位器、电源总承部分、远探测器、电路处理部分、阳极脉冲电路总承、中探测器和近探测器和七芯接插件等部分。
连接形式见（附图1）：其中五芯接插件的外壳习惯上称为三芯，为仪器采集传输电路供电芯。
五芯接插件的一环（中间芯）习惯上称为二芯，为中子管靶压供电芯。
五芯接插件的三环习惯上称为一芯，专门用来进行信号的传输。
七芯接插件的定义为一芯为信号线，二芯为靶压供电线，三芯为电路供电线，四芯、五芯为灯丝供电线，六芯为地线，中间芯为阳极脉冲线。
氧活化水流测井技术
管外谱峰
2414.5m 套管外流量
2415.6m 套管外流量
2419.6m 套管外流量
2440m 套管外流量0
2451m 套管外流量0
扣56-1井氧活化水流测井解释成果图
目 录
四、结束语
目录
现场测井应用表明：氧活化水流测井具有适用范 围广、测试工艺简单、测量精度高等特点。对存在井 下同位素注入剖面严重污染井、油套分注井、大孔道 注水井、注聚合物井、管外窜槽检查等有良好适用性。 随着此项测井技术的不断推广，氧活化水流测井在油 田注入剖面监测工作中能够发挥更为重要的作用。
2434.70m封隔器不密封
封隔器2961.93m
氧活化测井解释结论
1、2434.7m封隔器不密封，本井产 液位置为NgIV(2429.8～
Y堵1925.82m
2432.7m)，所产流体经由
2434.7m封隔器向下流动至引鞋、 带孔管处进入油管产出。 2、2162.20m、 2301.05m 、 2421.23m三处滑套关闭。 3、Ed2油组基本不产液。
DSC 型 氧 活 化 水 流 测 井 仪由 遥 测 短 节（CCL、井温、压力及 自 然 伽 马）、测 量 短 节（4个 伽 马 探 测 器）和 两个中 子 发 生器 组 成。
中子发生器
3) 氧活化水流测井方式
一、氧活化水流测井的测井方法 二、氧活化水流测井仪的验收情况 三、氧活化水流测井仪的应用 四、在测井工艺上采取的措施 五、结论
上水流测井方式
下水流测井方式
4) DSC型氧活化水流测井仪对比其他氧活化测井仪的优点
1) 上下中子管同时测量上、下
上中子发生器
水流速；
D4 D3 D2 D1
2) 采用多次累加，使测量精度
氧活化水流测井技术概述
上水流测井方式
下水流测井方式
4) DSC型氧活化水流测井仪对比其他氧活化测井仪的优点
1) 上下中子管同时测量上、下
上中子发生器
水流速；
D4 D3 D2 D1
2) 采用多次累加，使测量精度
准确。
下中子发生器
5）氧活化水流测井仪技术指标
仪器外径：43mm； 仪器耐温：135℃； 仪器耐压：80MPa； 测井方式: 定点测量； 测量范围： 流量:5-800立方米/天； 温度:-20-150℃； 压力:0-80MPa； 测量精度： 流量: 10m3/d以上: 5%, 温度: ±0.5℃； 压力: ±0.5Mpa。
1460米处的峰值显示
同位素沾污严重
2158m Qw=119.65
2165m Qw=63.23
2171.5m Qw=59.27
2176m Qw=54.01
2180m Qw=29.89 2187m Qw=0.00
2190m Qw=0.00
新官915井氧活化水流测井解释成果图
2、油、套管合注井氧活化水流测井
氧活化水流测井技术介绍
目
一、氧活化水流测井原理
录
二、氧活化水流测井与其它测井方法的对比
三、氧活化水流测井的应用实例
四、结束语
一、氧活化水流测井原理
1) 氧活化水流测井基本原理
目 录
目录
N16
O16
高能中子
O16
n
活化伽马射线
2) 氧活化水流测井仪的外形结构
CCL 伽马 井温 压力
目 录
D4 D3 D2 D1
目 录
目录
K1095井测井解释成果图
该井是正反注井， 从左往右依次为 正注同位素图. 反注同位素图和 氧活化流量计测 井成果图
氧活化测井技术
应用：
4、在套管问题井中的应用
套 管 变 形
小结
由于氧活化测井不使用任何放射 性示踪剂，不存在沾污、沉降、污染 等问题，测量结果不受岩性和孔渗参 数以及射孔直径大小的影响，不仅适 合于注聚合物、三元复合溶液井的测 量，还可用于水井、低注入量井以及 分层配注井的测量，因此，在油田广 泛推广具有很好的应用前景。
按油提层供产开水发率层不位同剩，余把油油饱藏和分度为的若分干布层，对每一层采 用近应似为的区动块态三方次法加—密—方流案管的法确来定计提算供该依层据的剩余油饱和 度的用分布为。化学驱油试验效果分析提供资料
南1-丁5-P138井为笼 统注入井，油管下到层位 之下，井内被测流体为油 套环形空间内向上流动的 聚合物。四个射孔层段中， 葡Ⅰ2层段吸入量最高，绝 对 吸 入 量 为 241.2m3/d ， 占全井吸聚量的79.7%。
葡Ⅰ2层段 吸入量
241.2m3/d
二、科研生产的运行情况
❖ 与同位素测井对比:克服了大孔道、深穿 透射孔、沾污、窜槽、漏失以及注聚井 流体粘度的影响
1152
34
30.7
4.8
0.07
1170
0
0
5.8
0.09
1179
40
57
测试结果与脉冲中子氧活化的测试结果吻合较好
1 应用硼一中子寿命测井资料分析油层动用状况， 为封窜、堵水措施提供准确依据
确定动用程度差的油层，为压裂措施的实施提供可靠依据
北1-2-P39井
204t
压裂葡I3-7层，封堵葡I2层
日增油30吨
93.6％
132t
67.4％
产液
含水
1 应用硼一中子寿命测井资料分析油层动用状况， 为封窜、堵水措施提供准确依据
脉冲中子氧活化上下水流组合测井技术
脉冲中子氧活化上下水流组合测井技术一、脉冲中子氧活化上下水流组合测井原理简述脉冲中子水流测井的物理基础是脉冲中子与氧元素相互作用后能放射出特征伽马射线，通过检测伽马射线来确定仪器周围含氧流体的流动情况。
用能量大于10MeV的快中子轰击氧原子，使流动的水具备了在短时间内能被伽马探测器探测到的放射性；氧核被激化后，产生的氮放射性同位素N16处于激发态，经衰变后还原成氧，其半衰期为7.13s，同时释放出能量为6.13MeV的特征伽马射线，这些高能的伽马射线在井眼中辐射达200-300mm，能够穿透井中流体、油管、套管和水泥环，被伽马探测器探测到并记录其活化的时间谱线。
脉冲中子水流测井仪器由地面数控测井仪和井下仪2个部分组成。
地面数控测井仪负责给井下仪供电、发送控制指令和测试数据采集处理；井下仪依次为磁性定位器、中子发生器和近、中、远3台伽马射线探测器。
采用点测非集流工作方式，井下仪器使用单芯电缆。
井下仪器下井后，用远探测器先测一条自然伽马曲线，该曲线与磁性定位曲线共同完成校深工作，然后将仪器下到指定层位深度，开始流体流速测量。
脉冲中子水流测井时，每次测量都包括一个短的活化期(一般为1,2,10s)和一个相对较长的数据采集期(典型值为60s)；当水流经中子发生器时，被快中子活化，活化后的水在流经3个不同源距的探测器时，测量其时间谱，得到峰位时间，再利用源距和被测点的横截面积等数据计算出各测点的流量。
二、解决的技术关键问题（一）仪器的机械结构设计本仪器采用“双发单收”模式，既采用一组伽马能谱探测器、两个高能脉冲中子发生器的组合结构。
设计上参照了原有脉冲中子氧活化仪器的结构，在保证仪器测量范围不变的情况下，将原有的四只伽马能谱探测器改为三只，从而缩短了仪器的总体长度，保证了仪器成功下井。
（二）中子发生器的分时控制由于仪器包括二节高能脉冲中子发生器，对应不同的水流需要使用特定的高能脉冲中子发生器。
为此我们设计了高能脉冲中子发生器的控制电路，并通过程序设计实现了对其控制，同时对应不同的水流还实现了对三支伽码能谱探测器的正常排序。
氧活化测井技术用于油水井窜漏识别及封堵
氧活化测井技术用于油水井窜漏识别及封堵申梅英【摘要】@@%氧活化是一项针对水流的测试技术,测量仪器是在双发TDT基础上改造的.该方法除了可以测量套管外水流,还可以测量套管/油管内水流.利用氧活化测并技术对区块(或并组)的窜流通道及管外窜进行有效识别,然后采用复合堵剂进行封堵,形成了窜漏识别与封堵一体化技术.自2008年以来,该技术在现场应用81井次,取得了较好的效果,累计增油20 941.2 t,降水12.319×104m3,增加控制储量86.8×104 t,增加可采储量15.5×104 t.【期刊名称】《油气田地面工程》【年(卷),期】2012(031)012【总页数】2页(P91-92)【关键词】氧活化测井;油水井找漏找窜;封堵;零流量层【作者】申梅英【作者单位】中原石油勘探局地球物理测井公司【正文语种】中文油水井窜漏与封堵问题一直是国内外各油田在开发中普遍存在的问题，尤其是到了油田开采中后期，漏窜问题越来越突出。
随着油田开发的深入，地应力变化以及井况条件的复杂性，造成了油水井窜漏的多样性和不确定性，油水井窜漏识别难度越来越大，受储层非均质性影响造成的层间窜流更难识别。
用常规测井找水方法找水精度不高，致使堵水效果不理想甚至无效。
近年发展起来的脉冲中子氧活化测井技术，可以测量井下不同位置的水流方向及大小。
它有别于其他流量测井，其独特之处在于无阻流和机械传动部件，无井下污染，具有高穿透、高精度、流量测量范围广的特点。
探测器无需与流体介质接触便能测量流量，所以对油套环空，套管外的第一、第二界面流动和流动方向监测有独到之处。
1 窜漏识别技术现状目前找漏找窜一般只采用单项监测技术，找漏技术利用三参数或五参数测井仪进行全井段井温（流量）找漏。
由于技术的局限性，只能定性确定窜漏层段，而且高压、温度异常井中，温度异常段并不一定是漏失段，尤其是在注水井中，部分井段温度异常是由于注水造成的，而不是漏失形成的温度异常，造成资料评价的失误，进而影响堵水措施成功率。
脉冲中子氧活化水流测井技术
O16
(6.13MeV)
O16*
Beta 衰变
N61
7.13s 半衰期
Hale Waihona Puke n氧活化O61
脉冲中子氧活化水流井下仪是由：遥测短 节（GR、CCL、TEMP、PRES）、脉冲中 子氧活化水流测井仪及中子发生器组成。一 次下井可完成自然伽马、井温、压力、接箍 磁性定位的测量。测量过程中脉冲中子发生 器发射一段时间的中子,使井筒内（纵向上约 30cm）水溶液中的氧元素活化。如果水流 动, r射线探测器就可以测出水的流动信号,进 而测出流体的速度。 即采用一个较短的活化 期(1-10秒视水流的速度而定)， 选择一个较 长的数据采集期（一般为40-60秒）进行活 化测量。流体的速度是根据中子源至探测器 的距离、活化流体通过探测器的时间确定出 来的，是一种已知距离的时间测量。数据的 采集由现场测井软件自动实时监控，确保每 一次采集的有效性。数据采集实现了质量控 制的自动化。
仪器长度：5.0m 、加重长度：3.0m，合计：8.0m； 中子产额：1.0×108S-1 ；
仪器测量范围及精度：
水：6-20m3/d±10%；20-400m3/d ±5%；400-600m3/d±10%；
聚合物：60-200 m3/d ±5%；＞200 m3/d(±10%)＜60 m3/d。
目录
da(t)—单位体积的放射性活度；
水流方向
E—中子通量；
2—平均伽马吸收系数； Z（,z,）—柱坐标系下的轴向坐标；
Ls—表示源距；
r— 水流方向与仪器平行距离；
-Z1—轴向负方向上足够远、单位体积中子通量不
-Z1
足以产生足够活性位置；
+Z2—轴向正方向上足够远、活度无法被探测器记
氧活化水流测井技术
未来发展方向
仪器改进
未来可以通过改进仪器性能，提高测量精度和深度。
算法优化
进一步优化数据处理算法，提高数据处理速度和准确性。
多参数测量
将氧活化水流测井技术与其它测井技术相结合，实现多参数测量， 更全面地了解地层情况。
05
实际应用案例
油气田勘探案例
总结词：高效准确
并传递信息。
氧活化原理的应用范围较广，适用于各种类型的地层 和流体，能够提供准确的地层水流信息。
测井原理
测井原理是利用物理和化学方法对地层进行测量，以获取地层参数和流 体信息。
测井过程中，通过测量地层的电阻率、声波速度、中子孔隙度等参数， 结合地层流体的物理和化学性质，可以分析地层中的流体分布、流动状 态和储量等信息。
水文地质调查
地下水流向测定
通过测量氧活化水流的速度和方向，可以确定地 下水的流向。
地下水储量评估
根据氧活化水流的速度和扩散系数，可以估算地 下水的储量。
地下水污染监测
利用氧活化水流测井技术可以监测地下水的流动 情况，从而评估地下水污染的程度和范围。
矿藏资源勘探
矿藏边界确定
通过测量地层中氧活化水 流的速度和方向，可以判 断矿藏的边界位置。
该技术利用中子发生器产生的高能中子与周围介质中的氧原子发生碰撞，产生高 能氧原子，这些高能氧原子可以激活水流，使其具有放射性。通过测量水流的激 活时间和速度，可以推算出地层中流体的流动状态和性质。
技术发展背景
随着石油和天然气工业的发展，对地 层中流体流动状态和性质的评估需求 日益增加，氧活化水流测井技术应运 而生。
01
03
该技术需要配合其他测井方法使用，如电阻率测井、 声波测井等，以获取更全面的地层和流体信息。
DSC氧活化水流测井仪器介绍
DSC单芯多功能水流测井仪1概述DSC单芯多功能水流测井仪由中子氧活化测井仪、中子寿命测井仪、自然伽马测井仪、套管节箍磁定位器、温度测量仪以及压力测量仪等组成；一次下井可完成井温、压力、自然伽马、CCL、远近俘获∑及各种条件下的流量等参数测量。
该仪器具有如下功能：（1）DSC单芯多功能水流测井仪采用PCM编码半双工通讯方式，不但适应于单芯电缆测井，也可适应于多芯电缆测井。
（2）采用中子发生器靶压稳压技术，保证了中子产额的稳定性，提高了测井资料的精度。
（3）中子源采用间歇式脉冲发射方式，减轻了中子管及中子发生器的功耗，延长了其使用寿命。
（4）井下仪器采用滑环连接方式，拆卸快速便捷。
（5）中子氧活化测井不使用任何放射性失踪剂，不受注入流体粘度的影响，不受岩性和孔渗参数以及射孔孔道大小的影响，活化时间、活化周期及占空比可调，方便了各种情况下的管内、环空及套管外水流量测量。
（6）中子寿命测井采用自适应的可变门定时方案，有利于确定含水饱和度、识别盐间油、评估油层水淹级别、探测天然气层、划分薄层、评价射孔质量及固井质量等。
2主要计数指标指标和规格供电电源：（0——300）VDC,1A测井电缆：单芯外径：直径43mm工作温度：0——135度外壳耐压：80MPA通讯方式：PCM测井速度：中子寿命：推荐测井速度：360M/H氧活化水流：点测测量范围：∑：（7.6——91）C.U流量：（10——400）方（指套管及环空水流）温度：（0——135度）压力：（0——80MPA）测量精度：∑的相对标准差小于3%，相对系统误差小于±3%流量：（10——400方）：5%温度：±1度压力：±0.2MPA3仪器构成4中子管构造中子管结构：陶瓷——金属工作模式：连续或脉冲中子产额：8101×n中子脉冲宽度（us ）:10—500或连续工作频率：0—20000工作寿命：60小时应用范围：碳氧比测井、氧活化测井注意事项：小心轻放，工作时要遵守操作规范。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
单芯多功能水流测井仪操作方法及测井工艺一、测量原理氧活化测井的基本原理是依据脉冲中子活化氧原子，使活化的氧原子产生特征伽马射线。
流动的活化水流经四个探测器，各个探测器连续纪录Υ计数率随时间推移变化的时间谱，并根据时间谱计算出谱峰的渡越时间，由各个探测器的源距和计算出的时间谱的渡越时间得到活化水的流速，并根据实际测量的空间截面积和一天24小时的时间长度计算得到该测量点一天的流量。
二、测量要求：1、总注入量稳定：由于采用点测方式，因此要求在水站连续监测被测井的总注水量一段时间，确认注入量稳定（实际测量时，在200米处进行第一点的总流量测量，在喇叭口或分层配注之上测量第二点总流量，两个测量结果进行对比，总流量应基本相同）。
变化的注入量将导致氧活化测量资料产生误差，甚至无法解释。
所以要求测量时段内，注水井的注入量必须稳定。
2、测量过程监控：（1）在实际测量过程中，要对于当前测量的流量进行监控，对时间谱峰，操作员应监控时间谱的测量质量和测量结果，对于每个测量点的时间谱进行现场的初步计算，计算得到的流量结果应符合流量变化的总体趋势。
（2）根据管柱情况判断水流的方向，对下水流，应从上至下顺着水的流动方向进行测量，直到测量到零流量。
对于上水流从下至上顺着水的流动方向进行测量，直到测量到零流量。
（3）如果有明显流量增加，必须重复测量来证实。
源和探头要尽量避开油管节箍。
对于异常的测量结果，如：谱峰质量不好、油管峰与环空峰不易区分、流量计算结果不合理等情况应采取补测、加密测量、追踪谱峰异常的变化点，以及复测正常时间谱测量点的方式，找出异常点的变化原因，为测后处理提供足够的解释信息。
3、校深：仪器断电上提或下放，在目的层上方选择合适深度点开始进行四参数连续测量（下测），测速500米/小时，监视节箍曲线防止遇阻；选择一测量段上提连续测量四参数，测速600米/小时，通过GR、CCL曲线校深；修改深度后，仪器应重新上提测量四参数，确定深度正确。
三、测井前准备内容：1、设计测量方案：根据测井通知单了解测量井的管柱结构、井口压力、射孔层位置，封隔器位置、喇叭口位置、配水器位置、总注水量、注水方式等，设计初步的测量方案，确定测量点以及水流测量方向，设计出基本的测量方案。
四、仪器安装：根据井口压力给仪器配接加重，仪器的接头的密封圈上硅油，根据测井方案组合安装仪器，连接处用小管钳和专用勾头扳手上紧，不要留缝隙。
（1）测下水流地面系统+电缆+马笼头+加重+￠43-￠38转换头+CCL短节+遥测短节+转接头+中子发生器+采集短节（2）测上水流地面系统+电缆+马笼头+加重+￠43-￠38转换头+CCL短节+遥测短节+转接头+采集短节+中子发生器（3）测上、下水流地面系统+电缆+马笼头+加重+￠43-￠38转换头+CCL短节+遥测短节+转接头+中子发生器+采集短节+中子发生器五、通电检查：仪器装入防喷管之前，通电检查，在地面系统运行检测软件“Link to YHH.EXE”，在检测软件界面内选择“水流方式”的“准备状态”，选择“秒”计数。
地面系统适当调整电压，使稳压电流Iw保持在50毫安。
（1）观测软件界面中的灯区N/W灯显示：亮，表明仪器处于水流工作方式；V am灯显示：亮，表明阳极脉冲电路工作正常；选择“上水流”，FU灯亮，表明热丝电压接通下中子发生器选择“下水流”，FD灯亮，表明热丝电压接通上中子发生器（2）观测软件界面中的数据区：ND1显示探测器1每秒的计数值（单位是CPS）ND2显示探测器2每秒的计数值（单位是CPS）ND3显示探测器3每秒的计数值（单位是CPS）ND4显示探测器4每秒的计数值（单位是CPS）其中探测器2、3、4的每秒的计数值基本相同，探测器1的每秒的计数值是其它探测器计数值的三分之二。
各地区本地计数不同。
（3）地面系统适当调整电压，使稳压电流Iw保持在50毫安,使阳极脉冲电流Ia稳定在80微安左右，在检测软件界面内选择“谱周期”，依次选择“谱周期”内容，观测软件界面中的灯区和数据区：10秒PT灯的状态：灭/灭时间道号0---199循环；20秒PT灯的状态：灭/亮时间道号0---399循环；40秒PT灯的状态：亮/灭时间道号0---799循环；60秒PT灯的状态：亮/亮时间道号0---1199循环；（4）在检测软件界面内选择“活化时间”，依次选择“活化时间”内容，观测软件界面中的灯区和数据区：0.8秒C、B、A灯显示：灭/灭/灭1.0秒C、B、A灯显示：灭/灭/亮1.6秒C、B、A灯显示：灭/亮/灭2.0秒C、B、A灯显示：灭/亮/亮4.0秒C、B、A灯显示：亮/灭/灭6.0秒C、B、A灯显示：亮/灭/亮8.0秒C、B、A灯显示：亮/亮/灭10秒C、B、A灯显示：亮/亮/亮# 上述操作表明井下仪器在氧活化水流方式下工作正常六、施工工艺及测井质量控制1、仪器装入防喷管，将防喷管堵头安装好，以防起吊时仪器滑出防喷管。
2、安装井口防喷装置。
3、将井口防喷装置与井口连接后，慢慢打开总闸门，直至总闸门完全打开后缓慢下放仪器。
4、此时仪器完全承压，给井下仪器供电，调整电压到8伏，观察显示电流的数码管，电流变化正常，无大电流产生（表明仪器没有短路现象），仪器正常，将电压调回零电压，仪器下放。
5、仪器上提/下放速度控制在2500米/小时内。
上提/下放过程中，每走500米给井下仪器供电一次，调整电压到8伏，观察显示电流的数码管是否有大电流出现。
若出现大电流，仪器应快速上体到井口检查。
6、对于长期未测的井以及内径小于55毫米管柱的井，应先进行通井以免遇卡。
7、注意；仪器必须在井下50米之下方能加靶压，以确保安全。
停止打靶后二十分钟装卸仪器。
8、测量方法：不同的管柱结构和注水方式所采用的测量方式不同，目前在克拉玛依油田所遇到的管柱结构和注水方式有以下几种：（1）、油管注水，测量套管内下水流的流量：a、管柱及注水方式图如下：BCDEFb★在油管的上部选择一深度点A点（200米），测量油管的总流量(下)；★在油管的下部，油管喇叭口附近选择一深度点B，测量油管的总流量；★在射孔层1#上部，第一个射孔层之上选择一深度点C，测量套管的总流量；★在射孔层1#下部，第一个射孔层之下选择一深度点D，测量流量；★在射孔层2#下部，第二个射孔层之下选择一深度点E，测量流量；★在射孔层3#下部，第三个射孔层之下选择一深度点F，测量流量；正常情况下，在射孔层3#下部，应该测量到零流量。
★在射孔层1#上部，第一个射孔层之上选择一深度点C，重复测量套管的总流量，与前次同一测量点的测量结果进行对比，检测总流量是否发生变化。
AB C DE F GHI注意： 完成每个点的测量后，应该及时对时间谱进行计算，得到流量结果。
（2）、油管、套管笼统注水，测量套管内/环空内下水流的流量a 、管柱及注水方式图如下：b 、测量步骤：▲ 在油管的上部选择一深度点A 点（200米），测量油管/环空的总流量(下)；在射孔层1#上部，第一个射孔层之上选择一深度点B ，测量环空总流量； 在射孔层1#下部，第一个射孔层之下选择一深度点C ，测量环空流量； 在射孔层2#下部，第二个射孔层之下选择一深度点D ，测量环空流量； 在射孔层3#下部，第三个射孔层之下，封隔器之上选择一深度点E ，测量环空流量；正常情况下，在射孔层3#下部，应该测量到环空的零流量。
A G B/ CFDE▲封隔器之下，喇叭口之上选择一深度点F ，测量油管的总流量，应该与A 点处油管总流量相同；▲ 在喇叭口之下，射孔层4#上部选择一深度点G ，测量套管的总流量，应该与F 点处油管总流量相同；在射孔层4#下部，第四个射孔层之下选择一深度点H ，测量套管的流量； 在射孔层5#下部，第五个射孔层之下选择一深度点I ，测量套管的流量； 正常情况下，在射孔层5#下部，应该测量到套管的零流量。
▲仪器上提到A 点测量油管总流量（下），总流量应该不变。
（3）、油管注水，测量环空上水流的流量： a 、管柱及注水方式图如下：油管下端是丝堵b 、测量步骤：▲ 在油管的上部选择一深度点A 点（200米），测量油管的总流量(下)； 在筛管之上，在射孔层3#下部选择一深度点B ，测量油管的总流量（下）； ▲在筛管之上，在射孔层3#下部选择一深度点C ，测量环空的总流量（上）；AFCD G HIJ应该与油管的总流量相同；在射孔层3#上部，第三个射孔层之上选择一深度点D ，测量环空的流量（上）； 在射孔层2#上部，第二个射孔层之上选择一深度点E ，测量环空的流量（上）； 在射孔层1#上部，第一个射孔层之上选择一深度点F ，测量环空的流量（上）； 正常情况下，在射孔层1#上部，封隔器之下应该测量到环空的零流量。
▲在封隔器之上选择一深度点G ，测量上水流可以验封； ▲仪器上提到A 点测量油管总流量（下），总流量应该不变。
（4）、油管注水，分层配注，测量环空上/下水流的流量：a 、管柱及注水方式图如下：油管下端是丝堵b 、测量步骤：▲ 在油管的上部选择一深度点A 点（200米），测量油管的总流量(下)；在筛管之上，在射孔层1#下部选择一深度点B，测量油管的总流量（下），应该与A点测量的油管总流量相同。
▲在筛管之下，在射孔层2#上部选择一深度点C，测量环空的流量（下）；在射孔层2#上部，封隔器之上选择一深度点D，测量环空的流量（下）；正常情况应该测量到环空下水流的零流量；▲在筛管之上，在射孔层1#下部选择一深度点E，测量环空的流量（上）；在射孔层1#上部，封隔器下部选择一深度点F，测量环空的流量（上）；正常情况应该测量到环空上水流的零流量；▲在2#封隔器之下，2#筛管之上选择一深度点G，测量油管的流量（下）；▲在2#筛管之下，射孔层3#上部选择一深度点H，测量环空的流量（下）；射孔层3#下部，射孔层4#上部，选择一深度点I，测量环空的流量（下）；射孔层4#下部，选择一深度点J，测量环空的流量（下）；正常情况应该测量到环空及油管下水流的零流量。
▲仪器上提到A点测量油管总流量（下），总流量应该不变。
（5）、套管内找漏，找窜；▲对于日流量大于10方的产液井可以采用上水流方式逐段下放设点测量，在点测前先对测量井段进行四参数的连续测量，通过压力、井温曲线进行初步分析，温度有明显变化处流量一般会有显著变化，根据情况分段设点进行流量测量。
▲对于日流量小于10方的产液井，先对测量井段进行四参数的连续测量，通过压力、井温曲线进行初步分析，然后稳定注水，分段设点进行下水流流量测量，找到吸入点后，将下发生器靶极置于该点上方，进行上水流测量；然后将上发生器靶极置于该点下方，进行下水流测量判断其流动方向。
七、完成测井完成测井曲线的录取后，将仪器上提到距井口10m处停车，用人力将仪器拉入防喷管内，然后关井口的注水闸门和总闸门，将测试防喷装置从井口拆下，取出仪器。