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1、地球物理測(cè)井資源與環(huán)境學(xué)院桑琴第三章核測(cè)井(同位素示蹤測(cè)井)心胸有多大,事業(yè)就有多大包容有多少,擁有就有多少放射性同位素示蹤測(cè)井一、放射性同位素的選擇和一般施工方法二、放射性同位素載體法測(cè)注水井的分層相對(duì)吸水量三、檢查管外串槽、封堵和壓裂效果同位素示蹤測(cè)井地球物理測(cè)井—核測(cè)井什么是放射性同位素測(cè)井?放射性同位素測(cè)井:是利用人工放射性同位素做為示蹤劑研究和觀察油井技術(shù)狀況和采油注水動(dòng)態(tài)的測(cè)井方法。施工時(shí)向井內(nèi)注入被放射性同位素活化的溶液或固體懸浮物,并將其壓入管外通道或進(jìn)入地層或?yàn)V積在射孔道附近的地層上,
2、在此前后分別進(jìn)行伽馬測(cè)井,稱(chēng)之為Jr1和Jr2。對(duì)比這兩條曲線(xiàn),就能知道注入的示蹤劑沿井剖面的分布,從而解決與示蹤過(guò)程有關(guān)的各種問(wèn)題。同位素示蹤測(cè)井地球物理測(cè)井—核測(cè)井放射性同位素測(cè)井的效果,在很大程度上決定于放射性示蹤劑選用得是否合適。選用那一種同位素,要根據(jù)施工的目的而定,一般說(shuō)來(lái)應(yīng)考慮下列幾個(gè)方面:放射性同位素的選擇和配制同位素示蹤測(cè)井地球物理測(cè)井—核測(cè)井(1)應(yīng)能放出較高能量的伽馬射線(xiàn);(2)要有合適的半衰期;(3)為了工作安全方便,放射性同位素應(yīng)易于配成它的鹽溶液形式;(4)應(yīng)具備適宜的吸附能
3、力。進(jìn)行同位素測(cè)井前,必須將這些溶液稀釋到必要的濃度。一般地說(shuō),工作程序包括以下幾項(xiàng):(1)編寫(xiě)施工設(shè)計(jì)書(shū);(2)按設(shè)計(jì)書(shū)施工;(3)進(jìn)行資料解釋?zhuān)瑢?xiě)出總結(jié)報(bào)告。放射性示蹤測(cè)井的一般步驟同位素示蹤測(cè)井地球物理測(cè)井—核測(cè)井施工設(shè)計(jì)書(shū)一般包括以下內(nèi)容:1.施工井的條件:如該井的部位、任務(wù)(采油、注水)、井身結(jié)構(gòu)、射孔情況、地層參數(shù)及采油、注水過(guò)程和工程措施及事故等井史資料;2.施工目的:如找串、堵漏,測(cè)定吸水剖面等;3.示蹤劑的選擇及活化水或活性懸浮液的用量;4.施工步驟:如壓井、測(cè)Jr1,井口裝置及措施、
4、注活性劑、測(cè)、測(cè)Jr2,其它工程措施及工作流程;5.注意事項(xiàng)。一、放射性同位素的選擇和一般施工方法二、放射性同位素載體法測(cè)注水井的分層相對(duì)吸水量三、檢查管外串槽、封堵和壓裂效果同位素示蹤測(cè)井地球物理測(cè)井—核測(cè)井用固相載體吸附放射性同位素的離子,與水配成活化懸浮液。在正常注水條件下,將活化懸浮液注入井中。在向地層中擠壓懸浮液時(shí),水和固相載體分離,水進(jìn)入地層而活化載體濾積在地層表面,形成一活化層。在合理選用示蹤劑和載體,并正確施工的條件下,地層的吸水量與放射性載體在地層表面的濾積量成正比。對(duì)足夠厚的地層來(lái)說(shuō)
5、(忽略層厚影響),地層的吸水量近似地與活化層造成的曲線(xiàn)異常面積的增量成正比。生產(chǎn)中常選用放射性同位素Zn65,Ag110和I131做示蹤元素,用粒徑大于50微米的醫(yī)用骨質(zhì)活性碳做固相載體。放射性同位素均勻牢固地吸附在固相載體上,與水配制成活化懸浮液。原理:同位素示蹤測(cè)井地球物理測(cè)井—核測(cè)井設(shè)活化載體均勻地濾積在射孔井段的地層表面上,且單位面積上附著的放射性同位素為q克,每克放射性同位素平均每秒鐘發(fā)射a個(gè)伽馬光子,那么ds面積元在井軸上位于地層中點(diǎn)的O點(diǎn)造成的伽馬射線(xiàn)強(qiáng)度應(yīng)為:積分得:令x=H/2r0和a
6、=μr0,且用F(x,a)表示上式中的積分,則同位素示蹤測(cè)井地球物理測(cè)井—核測(cè)井設(shè)μr0=1,用f(t)表示上式中的被積函數(shù),則f(t)與t的關(guān)系可用左下圖表示:如果用辛卜生數(shù)值積分法計(jì)算F(x,1),所得數(shù)據(jù)畫(huà)成曲線(xiàn)如圖右所示:對(duì)于厚度H>3d的地層F(x,a)為一常數(shù);而當(dāng)?shù)貙雍穸葴p小時(shí),這一因子將減小。特別是當(dāng)?shù)貙雍穸刃∮诰畯降囊槐栋霑r(shí),F(xiàn)值將急劇下降。同位素示蹤測(cè)井地球物理測(cè)井—核測(cè)井設(shè)F(x,1)的最大值與F(x,1)的比值為a,則a被定義為地層厚度校正系數(shù),它隨厚度的變化規(guī)律如右圖。將兩邊同
7、時(shí)乘以a(x),則有:因F(x,a)·a(x)的積是常數(shù),所以式中k是常數(shù)。同位素示蹤測(cè)井地球物理測(cè)井—核測(cè)井上式說(shuō)明,單位截面積的吸水量若與q成正比,那么它就和地層中點(diǎn)的伽馬射線(xiàn)強(qiáng)度Jy與厚度校正系數(shù)的乘積成正比。又考慮到注水井的套管內(nèi)徑對(duì)同一口井是相等的,因而射開(kāi)地層單位厚度的吸水量也與Jya成正比。設(shè)第i個(gè)地層的吸水量為Qi,則總吸水量為:相對(duì)吸水量為:同位素示蹤測(cè)井地球物理測(cè)井—核測(cè)井上式的近似公式為:式中Si是吸水層i的異常面積增量,即Jy1與Jy2疊合后包圍的面積。同位素示蹤測(cè)井地球物理測(cè)井
8、—核測(cè)井放射性同位素示蹤測(cè)井一、放射性同位素的選擇和一般施工方法二、放射性同位素載體法測(cè)注水井的分層相對(duì)吸水量三、檢查管外串槽、封堵和壓裂效果同位素示蹤測(cè)井地球物理測(cè)井—核測(cè)井由于固井質(zhì)量差,或固井后由于射孔及其它工程施工使水泥環(huán)破裂,可造成層間串通,即形成串槽。這對(duì)采油和注水均有不良影響,所以應(yīng)及時(shí)測(cè)定并采取堵串措施。放射性示蹤法是查串的有效方法之一。施工時(shí)先測(cè)一條自然伽馬參考曲線(xiàn)。而后用Zn65或Ag110配成濃度為0.5-1毫居里/米