脉冲氧活化测井水流速度计算方法研究
脉冲中子氧活化测井在油田的应用综述
摘要：脉冲中子氧活化测井不受井下工具沾污及大孔道影响，能更准确地判断封隔器密封情况、漏点、漏失量等问题，为油田开发研究提供有价值的动态监测资料，本文介绍了氧活化测井资料的实际应用。
关键字：氧活化测井；沾污；窜槽；漏失脉冲中子氧活化测井在油田的应用综述冯紫薇（中国石油大庆油田有限责任公司测试技术服务分公司）0前言随着油田开发的不断深入，为了达到稳油控水、挖掘区块潜能，控制单层突进，提高驱油效率的目的，对注入井进行化堵、分级注入等作业；注入聚合物、三元液等。
另外，在部分早期投注的注水井中，受长期注水冲刷，以及酸化、压裂等作业的影响，地层的原生孔隙及裂缝增大，形成大孔道地层，这些给注入剖面测井带来了困难。
而脉冲中子氧活化测井则不受注水井管柱沾污和大孔道地层的影响，可以测量油管内和油套空间中不同方向水流速度,受流体粘度影响小,成为注聚井和疑难注入井的主要测井手段,得到用户高度认可，认识发生转变，从之前测试推荐该项目到发现问题井用户主动出具设计解决。
1氧活化测井基本原理脉冲中子氧活化测井的物理基础是脉冲中子与氧元素的相互作用。
氧的存在是根据检测氧原子的快中子活化后放射出的伽马射线来确定的。
能量超过10MeV 的快中子被用来活化氧原子核以产生氧的放射性同位素，16N 通过放射β射线而衰变，其半衰期是7.13s。
16Nβ衰变过程中发射高能γ射线，最主要是能量为6.13MeV 的射线，占16N 衰变的69%。
由于16O （n,p ）反应的临界中子能量是10.2MeV，所以井筒内中子发生器产生的中子能量14MeV 非常适合于氧活化。
氧活化产生的16N 衰变后放射的6.13MeV 的伽马射线，氧核发生如下反应：当中子发生器发射一段时间中子后，仪器周围的氧被活化，放射出的伽马射线在井眼中能辐射20cm~30cm，可以穿透井眼流体、油管、套管及固井水泥。
含活化氧的水简称活化水。
在水流动方向上设置多个伽马射线探测器，由探测器测量伽马射线的能谱，活化伽马能谱可以反映出油管内、油套环形空间以及套管外含氧流体的流动状况。
6 氧活化测井解释方法研究
石油天然气学报(江汉石油学院学报) 2007年8月 第29卷 第4期Journal of Oil and G as T echnology (J 1J PI ) Aug 12007 Vol 129 No 14 [收稿日期]2007207216 [基金项目]中国石油天然气集团公司石油科技中青年创新基金项目(2006z0206) [作者简介]郭海敏(19642),男,1985年江汉石油学院毕业,博士(后),教授,博士生导师,现主要从事油藏动态监测方面的教学和科研工作。
氧活化测井解释方法研究郭海敏,杜武军戴家才,刘军锋 油气资源与勘探技术教育部重点实验室(长江大学),湖北荆州434023长江大学地球物理与石油资源学院,湖北荆州434023[摘要]氧活化测井解释的关键是确定各测点的水流速度。
氧活化测量包括连续测量和脉冲测量两种模式。
连续测量的水流速度是通过不同源距探测器计数率的比值来确定。
脉冲氧活化水流速度测井解释的关键是准确求解时间谱上水流信号的峰位。
该研究简要讨论了氧活化测井的测量模型,初步探讨了聚合物配注井的解释模型,并运用聚合物配注井解释模型处理了某井实测资料,经初步评价,该方法取得的效果良好。
[关键词]氧活化测井;水流速度;时间谱;测量模型;解释模型[中图分类号]P631184[文献标识码]A [文章编号]100029752(2007)0420094203套管与井眼环型空间内窜槽中水的垂直运动是油田开采和注水施工中经常碰到的难题之一,这种水是在不同压力地层间相互流动,会使井的各种作业效率降低。
为了避免这些不利情况的出现,就要及时对注入水的漏失状况和生产井的产水位置进行监测,以便采取适当的控制措施[1]。
多年来,人们一直采用传统的生产测井方法来测定水在井眼中的流动情况,常见的生产测井方法如井温、噪声、流量、压力、流体密度、同位素示踪等,曾成功地测量了井中的流动剖面并定位水的运动,但其局限性是产量解释精度较低,且在水平井中的应用效果不好。
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。
氧活化测井水流时间谱解释方法研究
氧活化测井水流时间谱解释方法研究马焕英;赵捷;吴乐军;李斐;杨志华;王栋【摘要】传统氧活化测井水流时间谱解释方法单一、精度不高且不能处理解释双峰重叠情况下的水流时间谱,无法满足海上油田注水监测的需求.在介绍氧活化测井原理的基础上,对传统的加权平均方法进行了剖析,重点研究了单峰情况下函数拟合方法及双峰重叠情况下双高斯函数拟合方法,形成了较系统的解释评价软件.该软件对3种解释评价方法进行了比较,单峰情况下的函数拟合方法解释精度高于加权平均方法,双高斯函数方法能处理双峰重叠情况下的水流峰,可解决目前氧活化测井技术在海上油田应用面临的解释难题.%Traditional water flow time spectrum interpretation method for oxygen activation log is simple,less accuracy,and does not satisfy offshore injection well dynamic monitoring under double peak overlap condition.On the basis of oxygen activation log principle this article analyzes the traditional weighted average interpretation method and emphasizes on the function-fitting interpretation method under the condition of single peak and double Gaussian functions interpretation method under the condition of double peak overlap,and finally develops the systematic interpretation software,which has 3 parison of the 3 models proves the accuracy of function-fitting interpretation method is higher than traditional weighted average interpretation method,while the double Gaussian function interpretation method can interpret the double peak overlay time spectrum,which resolved the difficult problem of oxygen activation log in the offshore oilfield.【期刊名称】《测井技术》【年(卷),期】2013(037)004【总页数】6页(P368-373)【关键词】氧活化测井;双峰重叠;加权平均法;函数拟合法;双高斯函数【作者】马焕英;赵捷;吴乐军;李斐;杨志华;王栋【作者单位】中海油田服务股份有限公司油田技术事业部,北京101149;中海油田服务股份有限公司油田技术事业部,北京101149;中海油田服务股份有限公司油田技术事业部,北京101149;中国石油塔里木油田公司勘探开发研究院,新疆库尔勒841000;中海油田服务股份有限公司油田技术事业部,北京101149;中海油田服务股份有限公司油田技术事业部,北京101149【正文语种】中文【中图分类】P631.840 引言氧活化测井技术由于其独特的管外水流探测功能，属于脉冲中子活化测井系列，在注入剖面测井中能够识别油管内、油套环空、油筛环空及其他流体空间中的水流，并定量计算流量。
脉冲中子氧活化测井技术在注入剖面井中的应用探究
摘要：脉冲中子氧活化测井，是一项能对油、套管内外相应的水流速度和具体方向进行探测的技术。
该测井技术不受地层大孔道、井内流体粘度等因素影响，因此在注入剖面井中得到了广泛的应用。
本文浅析了脉冲中子氧活化测井技术的原理，探究了脉冲中子氧活化测井技术在注入剖面井中的应用，以期为相关研究提供借鉴。
关键词：脉冲中子氧活化；注入剖面；井内流体脉冲中子氧活化测井技术在注入剖面井中的应用探究邸春鹏（大庆油田测试技术服务分公司）作者简介：邸春鹏（1991-），男，2014年毕业于佳木斯大学电气工程及其自动化专业，学士，测井操作工程师。
0前言部分油田在开发过程中长期注水，地层结构遭到破坏，水驱油过程中油水界面不平衡移动，层间、层内和平面的矛盾复杂化，生产测井监测难以获取准确结果。
脉冲中子氧活化测井技术对注入剖面井具有较强的应用优势，能对油田实施良好的动态监测。
1脉冲中子氧活化测井原理若能量超过10Mev 的快中子对氧原子进行轰击，即会形成如下反应：N+16O→16N+P水中氧原子核能受到激化，形成放射性氮同位素16N。
16N→16O +r +6.13Mev16N 经β衰变后，完成对氧的还原，后者半衰期为7.13s，并将伽马射线放射出来，其能量为6.13Mev；此类能量较高的伽马射线，能在井眼中达到200mm 到300mm 的辐射，高能中子与伽马射线，能将井内存在的流体、水泥环、套管和油管穿透。
伽马探测器能有效探测伽马射线，并对其活化相应的时间谱线进行记录[1]。
探测器源距L 已知，可对水流速度V 进行计算，V=L/△t。
在已知流动截面时，可对各层相应的分层注入量进行准确计算。
2测试原理脉冲中子氧活化测井仪器主要由两部分组成，一是地面数控测井仪，二是井下仪（示意图如图1）。
前者主要对井下仪进行供电，对控制指令进行发送，并对测试数据进行采集处理；后者主要由遥传、上下中子发生器以及探测器组成[2]。
脉冲中子氧活化测井仪测量过程包含活化期和数据采集期，其中，活化期时间较短，通常是1s，2s，10s，数据采集期时间较长，通常是60s。
氧活化测井仪操作方法及测井工艺介绍
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。
脉冲中子氧活化测井技术在注水井中的应用
脉冲中子氧活化测井技术在注水井中的应用注水井在辽河油田逐渐增多，了解注水井的生产动态显得尤为重要。
常规的监测手段主要是电磁流量计或者声波流量计等，受管柱下深的影响，不能满足监测的要求。
脉冲中子氧活化测井技术是一种测量水流的技术，该技术可以准确的测量油管、油套环空、套管中的水流，同時还可以验漏、验封。
具有很好的应用前景。
1 仪器结构及测井原理1.1 仪器结构及原理脉冲中子氧活化测井仪由谣传短节、上采集短节、中子发生器短节、下采集短节及下采集二短节五部分组成，如图1。
脉冲中子氧活化反应的实质是氧原子吸收高能脉冲中子（大于10.2Mev），放出质子，产生放射性同位素N16，并引发一系列原子核反应，最后激发态的氧原子释放出高能伽玛射线，通过对伽玛射线时间谱的测量来反映油管内、环型空间、套管外含氧物质特别是水的流动状况。
通过解析时间谱可以计算出水流速度，进而计算水流量。
1.2 仪器指标1、仪器最大耐压：80MPa;2、仪器最高耐温：150℃;3、仪器尺寸：38mm;4、仪器长度：总长5738mm（不含加长采集短节）或7506mm（含加长采集短节）。
2、应用效果2.1笼统注水井的应用本井为笼统注水井，设计该井注水30 m3/d，实际测得注水量为30.5 m3/d，通过对测得的数据分析，得出17层位主吸层，11、12、13、15、16为次吸层，14层不吸。
遇阻位置下还有吸水。
2.2 分层注水井的应用本井为分层配注井，设计注水量为50m3，实测日注水量为45.5m3/d。
P1水嘴进水4.0m3/d，P2水嘴进水15.8m3/d，P3水嘴进水25.7m3/d，根据实测数据分析，47层是主吸层，36、37、38、40、44、45、46层是次吸层，22、23、27、48层是少量吸水层，其余各层不吸水。
仪器在2025.0m处遇阻，但可确定51、52层不吸水。
封隔器F1、F2、F3座封良好。
3、结论（1）可以测出油管内、油管外环套空间及套管内、外的水流，可以取代常规的测试手段，效果好、准确率高。
脉冲中子氧活化测井技术在新疆油田的应用
新疆 阜康 ）
新疆 克 拉 玛 依 ）
摘
要 ：脉 冲 中子 氧 活 化 测 井是 一 种 能 测 定 井下 水 流 速度 的 方 法 ， 注 入剖 面 的 测 试 中测 得 的是 分 小 层 绝 对 注 入 量 。 在
变， Ｎ衰变发 射 出 ｙ射 线… 通 过 对 １ 发 射 的 ｙ射 １， ６ Ｎ
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第 一作 者 简 介 ：王 少君 ， 。９４年生 。 程 师 ，９４年毕 业 于新 疆 石 油 学 校 采油 工 程 专 业 ， 男 １６ 工 １８ 目前 在 新 疆 准 东 石 油 技 术 股 份 有 限公 司从 事 石 油 开 发 技术 管 理 工 作 。 邮 编 ．３ ５ １ ８１１
维普资讯
石
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器 ２０ ０ ８年 Ｏ ４月
Ｐ ＴＲ Ｅ Ｎ ＴＲ Ｅ ＯＬ ＵＭ Ｉ Ｓ ＵＭＥ Ｓ ＮＴ
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方法研究 ・
脉冲中子氧 活化测井技术在新疆油 田的应用
王少 君 吴 永 剑 佟 国章 郭建 国
（ ． 疆 准 东 石 油 技 术 股 份 有 限公 司 １新
的作 用 。 关 键 词 ：脉 冲 中子 氧 活 化 测 井 ；注入 剖 面 ；查 窜 ； 漏 找 中图 法 分类 号 ： ６ １ ８ ７ Ｐ ３ ． １ 文献标识码 ： Ｂ 文章 编 号 ：１ ０ —１ ４ ２ ０ ）２ ０ ６ — ３ ０ ４９ ３ （ ０ ８ ０ —０ ６０
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。
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
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
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。
脉冲中子氧活化上下水流组合测井技术
如果高能脉冲中 子发生器到伽马能谱探测器的距离用 Ｓ表示， 根据流体从高能脉冲中 子发生器到伽马能谱探测器的时间用 Ｔ表示， 那么井中流体的流动速度为 ｖ Ｉ ， 二Ｓ Ｔ 伽马 能谱探测器就能探测出 井中流体流动的速度； 在已知水溶液流动空间的截面积的情况下， 就
可以计算出流体的流量。
二、解决的技术关键问题
井通知单给出 １０ －１２ｍ射孔井段 １８ １８ 已被封堵。但测量发现， 该井的全部注
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该井的测试 目的是为检查封隔器的工
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图 ４ ３ Ｘ 井氧活化测井解释成果图
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Ｚ 一 ２ 井是一口 １ Ｐ６ 注聚合物水溶液 的井， ０４ ５ １日 ２０ 年 月 对该井进行了 氧活化测井， 测井的目的是检查封堵井 段的封堵 效 果。该 井 注 人 压 力 为 １． Ｐ，日 ３６ ａ 注人量为 ９． ３ｄ Ｍ ５Ｏ ／，测 ｍ
脉冲中子氧活化测井技术及其在油田开发中的应用
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。
脉冲氧活化测井水流速度计算方法研究
脉冲氧活化测井水流速度计算方法研究
脉冲氧活化测井水流速度计算方法研究
脉冲氧活化水流速度测井解释的关键是准确求解时间谱上水流信号的峰位.由于时间谱计数存在放射性统计涨落,传统上采用统计方法求解峰位.针对对称谱形和非对称谱形峰形,提出用函数拟合的方法求解峰位,计算被活化水流流经源距的时间.对称谱形用Gaussian分布密度函数,非对称谱形用对数时间坐标上的Gaussian分布密度函数.模拟井实验数据检验表明,峰形拟合的算法计算精度更高.统计算法具有时效高的优点,适宜于现场快速直观解释;函数拟合法适用于对精度要求更高的室内回放解释.
作者：刘国良刘宪伟 LIU Guo-liang LIU Xian-wei 作者单位：大庆油田有限责任公司测试技术服务分公司,黑龙江,大庆,163412 刊名：测井技术 ISTIC PKU英文刊名：WELL LOGGING TECHNOLOGY 年，卷(期)：2006 30(6) 分类号：P632.7 关键词：氧活化测井测井解释流量时间谱峰。
基于脉冲中子氧活化测井中水流时间谱的属性分析及研究
基于脉冲中子氧活化测井中水流时间谱的属性分析及研究黄佳; 姜晓君; 焦俊青; 杨万涛【期刊名称】《《天津科技》》【年(卷),期】2019(046)011【总页数】5页(P9-13)【关键词】脉冲中子氧活化; 吸水剖面; 时间谱; 水流测井仪; 伽马射线; 峰位时间【作者】黄佳; 姜晓君; 焦俊青; 杨万涛【作者单位】中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司增产作业分公司天津300452【正文语种】中文【中图分类】P631.830 引言目前，渤海油田开采已进入中期，由于多油层非均质油田注水开发需要以及考虑海上油田综合治理成本，对注水井管柱结构设计的要求极为复杂。
不但在完井过程中需下入防砂管柱，而且注水管柱多采用空心集成等方式对各防砂段进行分层配注，以此解决层间矛盾，提高油层的动用程度。
所以通过脉冲中子氧活化水流测井的非接触测量方式来获取注入剖面信息，这在海上油田注水开发中具有明显的适应性[1]。
采用注水管柱结构使井内水流形式多样化，包括不同流量的油管流和环空流，甚至管外窜流，并且方向不一定一致。
特别是在氧活化吸水剖面测试过程中，单纯地依靠加权平均法流量计算软件回放数据计算流量，在某些情况下，因为其局限性而很难对流体分配及流量做出正确的判断，给生产测井解释带来了一定困难，所以在掌握井内流体可能存在的分配方式的同时，必须找出氧活化水流测井仪各个伽马探测器所记录的氧活化水流时间谱与管柱内外流体分配及流量的对应关系，并且在由于油套同流这种复杂情况使传统流量计算软件无法正常使用时，必须对脉冲中子氧活化水流时间谱的属性进行正确分析，才能实现对吸水剖面等生产测井的合理判断和解释。
这也是开发高斯函数拟合法及双高斯函数等测井解释评价方法的基础[2-4]。
1 脉冲中子氧活化水流时间谱的形成通过脉冲中子氧活化水流测井仪发生器短节上中子管靶极所释放的 14MeV快中子，使水中的 16O活化成 14N的同位素 16N；16N衰变过程中释放出6.13MeV的高能伽马射线，经过源距随水流动，被水流测井仪采集短节上的若干个伽马探测器探测到，并在单位时间内记录下伽马射线的变化情况，形成时间谱[5]。
脉冲中子氧活化测井时间谱的模拟计算
脉冲中子氧活化测井时间谱的模拟计算
姜亦忠;徐琳;王建民;杜辉
【期刊名称】《石油仪器》
【年(卷),期】2011(025)006
【摘要】文章从氧活化测井基础出发，建立了测井仪器探测模型，应用中子活化和探测函数计算出了不同流速情况下的时间谱，计算的结果与实际测量的时间谱具有良好的一致性，证明该计算方法是可行的。
该模拟计算方法可以为氧活化仪器设计和刻度系数的确定提供理论基础。
【总页数】2页(P5-6)
【作者】姜亦忠;徐琳;王建民;杜辉
【作者单位】大庆钻探工程公司测井公司,黑龙江大庆163412;大庆钻探工程公司测井公司,黑龙江大庆163412;大庆钻探工程公司测井公司,黑龙江大庆163412;大庆钻探工程公司测井公司,黑龙江大庆163412
【正文语种】中文
【中图分类】P631.817
【相关文献】
1.脉冲中子氧活化时间谱数值模拟现状分析
2.基于脉冲中子氧活化时间谱的渡越时间解释新模型
3.基于脉冲中子氧活化测井中水流时间谱的属性分析及研究
4.脉冲中子氧活化测井在油田的应用综述
5.一种用于脉冲中子氧活化测井仪数据采集电路方法的探析
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１源子核， 射高能伽马 ６ （ 并发 射线， 要是６１ ＭＶ和 主 ．３ ｅ
７１ Ｍｅ ． Ｖ能量的伽马射线。 １
脉冲氧活化测井仪器中的中子发生器先发射 １ ￣
２ｓ ０ 的中子脉冲， 活化周围的水。在水的流动方向上有 多个伽马射线探测器。随着被活化水流的到达， 探测器
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ｆ， 一 １ ＋ ｅ ，２ （ ３ ｂ／ （ ） ｂ ｂ ｂ ［ｔ］， ７ ｔ Ｂ ＋２ ＿（）ｂ ｔ Ｉ ｎ Ｚ ２ ／ ）
式中， ． ． ． ． 是一组待定参数， ｂｂ ｂｂ ｂ ｉ ３ ５ ２ ４ 它们在等号左边 用向量 Ｂ表示。
Hale Waihona Puke ２３２ 函数拟合 ．．为求 Ｂ这组参数， 可以采用加权最小二乘算法进行 迭代， 使下式取极小值
式中，ｉ Ｗ 为第 ｉ 道址数据的权因子；‘ ｙ是第 ｉ （ 时 道址（ ｔ 、 刻） 的伽马计数；（ Ｂ 是式（） ｆｉ ） ， ６或式（） ７中的 ｆｔ ） （Ｂ函 ， 数。可采用高斯一 牛顿法解此非线性最小二乘问题。
经在油田 动态监测中规模应用〔３ 该方法可测量油 １］ ＾。 －
管内、 油管外甚至套管外水流的速度， 适用于在笼统注 人井和分层注人井中 测量注人剖面， 适应的介质包括清 水、 聚合物、 弱凝胶等含氧原子的流体， 具有不受射孔孔 道大小、 注人流体粘度、 地层岩性和孔渗参数限制的优 点， 流量测量范围较宽。 脉冲氧活化测井中， 解释水流速度的关键是求准源 距和水流流经源距的时间。本文主要讨论如何确定水
。 。 Ｌ
２３１ 峰形函数的选取 ．． ２３１１ 本底函数 ．．． 根据测得时间谱特征， 这里选线性本底函数
Ｌ ｔ ） ｂ ＋ｂｔ （， ＝ ｉ ｚ Ｂ （） ３
式中，表示时间； ｔ Ｂ代表本底直线的２ 个参数ｂ和ｂｏ ， ２ ２３１２ 峰形函数 ．．． 当流体流量在仪器测量范围内， 所测的时间谱通常
称型分布峰区和非对称型分布峰区的时间谱， 拟合函数 分别为式（） ６和式（） ７
ｆ ， 一 １ ＋３（）ｂ ，２ （Ｂ ｂ ｂ ｂ－ ２ ｔ） ＋ ｅ ／ ２ ＂ ５ （ ｔ ６ ）
器接收到的伽马射线计数先是增大， 而后又减小， 在测 得的时间谱上形成一个峰。 要想求准渡越时间， 就要定 准这个峰在时间谱上的位置。由于实际测量中时间谱 上各道伽马射线计数存在统计涨落， 时间谱上计数最大 的位置不一定与被活化水流流经探测器中央的时刻严 格对应。为了减小计数统计涨落对定时的影响， 根据放
对于非对称型分布应采用泊松函数描述 ， 但泊松函
数有阶乘计算， 数学计算复杂， 因此这里采用另一非对
称函数描述
据｛ ｔ；－４回 Ｑ， ＞ １ 归出一个源距数值Ｌ这个数值被称 ； ， ｉ － ，
为等效源距。 在后续的测井中， 使用等效源距而不是丈 量源距求解流量。 无论刻度仪器还是测井， 从伽马计数时间谱上求准 渡越时间是准确计算水流量的关键。
关键词 ：氧活化测井； 测井解释 ； 流量； 时间谱峰 中图分类号 ：Ｐ ３． ６２７ 文献标识码 ：Ａ
Ｃａｃ ｌｔｏ ｌｕ ａ ｉｎ
ｏ Ｗａ ｒ ｗ ｌ ｉ ｉ Ｉ ｕ ｅ ｙｅ Ａ ｔ ａｉ Ｌ ｇ ｆ ｔ Ｆｏ Ｖ ｏ ｔ ｎ ｌ Ｏ ｇｎ ｉ ｔ ｎ ｅ ｌ ｅ ｃ ｙ ｍｐ ｓ ｘ ｃｖ ｏ ｏ
１ 测井原理简介
由中子发生器发射的高能中子辐照井眼周围和地
第３卷 第６ ０ 期
刘国良， 脉冲氧活化测井水流速度计算方法研究 等：
５９ ・ ４
窜流。
２ 水流速度计算方法
２１ 流最计算公式 ．
若流体流经的有效截面积为 Ｓ， ｅ 从中子源到探测
器中央之间的距离（ 下称源距） Ｌ 测量到的被活化的 为 ， 水流从中子源位置流到探测器位置的时间（ 下称渡越时 间） ４， 为 ｍ则水流量 Ｑ可求得
ｓ ｅ ｔｕ ｐ ｃｒ ｍ
０ 引
言
层中的物质可发生多种核反应。受到 １ ２ Ｖ以上 ０ Ｍ ． ｅ 能量中子辐射时， 水中的“ Ｏ原子核能被活化成放射
性１ ６ Ｎ原子核； 后者半衰期为 ７１ ｓ ．３ ， 通过衰变再变回到
脉冲氧活化测井能直观地测量水流方向与速度， 已
２２ 传统的渡越时间求解方法 ． 被活化的水流流经仪器上伽马射线探测器时， 探测
ｙ） Ｙ－ｔＪ ５ （一 Ｏ ｏ ｔ ｅｎ） 一／／ ｔ２ Ｄ ｝ （ （ ）
式（） ４和式（） ｔ是峰位道址； 是峰高（ ５中， ｏ ｙ ｏ 本底之上的
计数） 。 ； 是峰宽参数。 待拟合的函数是本底函数与峰形函数的和， 对于对
ｉ ＝双
式中， 是渡越时间；是时间谱上的时间道址， ｍ ｔ ｉ 中子爆
发起始时刻对应 ｉ ； Ｔ 是人为设定的计算峰位 ＝０Ｔ 和 ｚ ， 的起始与终止时间道址， 分别位于峰的左右两边；＊ ｙ是 ｔ ： 时刻的伽马计数； 是中子脉冲的时间宽度。公式 ｔ ｂ （） ２右边第 １ 项是用统计方法估算样本不完备情况下二
ＬＵ ｏｌｎ ， Ｕ ａ－ ｅ Ｉ Ｇ －ａｇ Ｌ Ｘ ｎ ｉ ｕ ｉ Ｉ ｉ ｗ （ｏｇ ｇ ｅ ｉ Ｓｒｃ Ｃｍ ａｙ ａｉ Ｏｌ ｌＣ． ． Ｄｑ ｇ Ｈ ｉｎ ｉ ｇ ４２ Ｃ ｉ ） Ｌｇｉ 邑Ｔｓｎ ｅ ｉｓ ｐｎ ｏＤｑ ｇ ｉ ｏ Ｌｄ， ａｎ， ｌ ｇａ １３１， ｎ ｎ ｔｇ ｖｅ ｏ ｆ ｎ ｉｅ ｆ ｄ ｔ ｉ ｅｏ ｉｎ ６ ｈａ
第３卷 第 ６ ０ 期 ２０ 年 １ 月 ０６ ２
文章编号 ：０４１３ （０ ６０－５８ ３ １０－３８２０ ）６０４－ ０
测 井 技 术
Ｗ ＥＬ Ｌ Ｌ ＯＧＧＩ ＮＧ ＣＨＮＯＬ ＴＥ ＯＧＹ
Ｖｏ． Ｎｏ ６ ｌ３ ０ ．
Ｄｅ ２ ０ ｃ ０ ６
脉冲氧活化测井水流速度计算方法研究
项式分布中值的预期， 分子是对峰内各道时间与计数乘 积的求和， 即记录到伽马事件的概率与出现时间乘积的 求和， 分母是峰内总计数， 分子除以分母得到的是伽马 事件的最可能出现时间； ２ 第 项考虑了中子脉冲发射时 水在流动的影响， 中子从 ０ 时刻开始发射， ｔ时刻停 到 ｂ 止发射， 假设中子爆发期内中子流稳定， 则中子脉冲停
Ｔ ２
射 计 统 分 规几律，般 式（ 计 渡 间 性 数 计 布 一 用 （ 算 越时 闭 ２ ）
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刘国良，刘宪伟
〔 大庆油田有限责任公司测试技术服务分公司， 黑龙江 大庆 １３１） ６４２ 摘要：脉冲氧活化水流速度测井解释的关键是准确求解时间谱上水流信号的峰位。由于时间谱计数存在放射性统计涨
落， 传统上采用统计方法求解峰位。针对对称谱形和非对称谱形峰形， 提出用函数拟合的方法求解峰位， 计算被活化水 流流经源距的时间。对称谱形用 Ｇ ｕｓ ｎ ａｓａ 分布密度函数， ｉ 非对称谱形用对数时间坐标上的 Ｇ ｕｓｎ ａｓａ 分布密度函数。模 ｉ 拟井实验数据检验表明， 峰形拟合的算法计算精度更高。统计算法具有时效高的优点， 适宜于现场快速直观解释； 函数 拟合法适用于对精度要求更高的室内回放解释。