同位素沾污解決方法的探討

高欣（大港油田測試公司第三測試公司，天津　300457）

同位素沾污解決方法的探討

高欣（大港油田測試公司第三測試公司，天津300457）

注入剖面的存在。大多采用向井眼內注入水或者聚合物等介質來保存地層壓力從而達到開采的目的。由于同位素測井在成本，工藝等方面的優(yōu)點，85%以上的注入剖面采用示蹤劑測井。75%以上的示蹤測井存在著不同程度的沾污，這些沾污間接地影響了油田的動態(tài)監(jiān)測。雖然同位素沾污是一個老調重談的問題，從幾十年前使用它開始就存在，但是一直都沒有很好的得到解決。由于各種因素，示蹤劑也會粘污在井筒管柱的某些部位，導致示蹤曲線上產生一些與注水量無關的假異常，因此很多測井資料不能應用，從而造成了人力，物力，和財力上的極大的浪費，更重要的是無法取得準確，可靠的動態(tài)監(jiān)測資料。

同位素；沾污；測試

1　產生沾污的原因

1.1從形成的原因來看，分為吸附粘污和沉降粘污

（1）在油套管接箍，配水器，套管內壁，油管內外壁等處因為附著原油及其注入水雜質等污垢，能吸附Ba-GTP微球示蹤劑形成粘污的粘污為吸附粘污，吸附量和管柱機構工具的粗糙程度有關，粗糙程度愈高，愈容易吸附。油管和套管被腐蝕后，腐蝕層發(fā)育的孔隙也能吸附Ba-GTP微球，并且Ba-GTP微球還不容易被水沖掉。一般情況下，套管腐蝕比油管腐蝕嚴重，所以很大程度上都是由于套管腐蝕引起的。（2）注入水的密度在1.0～1.05g/cm3，而放射性同位素注水剖面測井用的Ba-GTP微球示蹤劑的密度在1.07～1.09g/cm3，略大于注入水密度，這是沉淀粘污的重要原因。

1.2現(xiàn)場因素

（1）長期不洗井，套管腐蝕嚴重不光滑，粘污嚴重，工具太多成為粘污的嚴重點。油管粘污通常發(fā)生在油管連接處，粘污曲線一般為尖峰，深度和接箍深度相對應。在偏心和封隔器處，由于其表面粗糙，加之注入水中離子在工具附近形成偶電層的影響會造成微球的粘污，曲線為尖峰狀，深度和工具相對應。由于注入水酸化的影響，會造成油管和套管表面受到腐蝕，同時井筒不清潔等原因也會造成同位素的成片粘污。（2）井內液體稠，粘度大，注水量少流速慢，粘污面積大，（3）采油廠注水質量的影響，注污水沾污嚴重。

1.3施工人員的影響

（1）同位素強度的配制，微球劑量的大小與地質條件，注入條件，地區(qū)構造，空隙度，滲透率，注入水壓力，注入水量等條件有關，每個地區(qū)一般情況是不盡相同的。

（2）同位素合適的釋放深度，掌握同位素用的釋放工具，釋放技巧，釋放時間

（3）掌握測試速度，對儀器儀表的定期效驗，本底計數(shù)驗證，儀器的刻度。

2　解決沾污問題的探討

2.1嚴格控制同位素的選擇

目前，注入剖面存在的問題主要有兩個：（1）Ba-GTP微球示蹤劑的粘污和下沉問題（2）隨著射孔孔眼深度的加大，微球示蹤劑在射孔孔眼的入口和底部分布不均，給解釋造成一定困難。目前，使用的同位素是Ba131，其相應的化合物是Ba（NO3）2，其半衰期是16天，

2.2同位素載體選擇的原則是：

（1）載體要有較強的吸附能力，保證高壓注入水沖洗不產生脫附現(xiàn)象。（2）顆粒直徑必須大于地層的空隙直徑，保證注水過程中同位素載體不擠進地層。（3）密度要合適，下沉速度要遠小于注入水在井筒內的流速，保證同位素能在注入水中均勻分布。（4）單位重量的載體運載的同位素要盡可能多，同時載體應該具備穩(wěn)定的物理和化學性質，以使射孔孔眼處濾聚的載體不影響地層的吸水能力。（5）載體要有足夠的表面活性，不粘污井筒及其有關裝置和儀器。

目前，油田常用的同位素載體有活性炭固相載體和GTP微球兩種，用活性炭固相載體時，如果注入水的含鹽量大于20g/l，則放射性同位素的強度會大幅度降低，因此常采用GTP微球。GTP微球是一種以無機二元氧化物溶膠制成的球狀物，在制備GTP微球時加進放射性同位素Ba 131就可以得到放射性同位素Ba 131－GTP微球示蹤劑，GTP輩稱為人工載體，Ba 131離子被凝膠炭化層包裹起來，只有在微球被融解或者壓脆時，才會發(fā)生脫附現(xiàn)象。GTP微球的徑粒直徑范圍時100～1200um，賴壓35～40Mpa，工作溫度－20～70度，顆粒密度1.06g/cm3，在井下15～20后自行融解，27～30天后可完全融解。通常情況下，示蹤劑的顆粒密度是1.01～1.04g/cm3，直徑為100～300um的微球下沉速度是1.03cm/s，根據(jù)注水層孔徑大小，選擇合適直徑的微球，對于中低滲透率的地層，選擇100～300的微球，對于中高滲透層，則一般選擇300～600的微球，對于長期注水的地層，孔徑更大，可選用更大直徑的微球。

3　做好施工準備

（1）測試項目的設計方案，

收集基礎資料，水質，溫度，水量，有人員專門負責收集基礎資料，建立注水井的注水臺帳，借閱相關資料，了解注水比重，井口注水溫度，管柱機構情況。根據(jù)資料，搞一個測試設計方案，對測試井井況的充分了解。

4　搞好測試井的動態(tài)管理

（1）小隊現(xiàn)場施工問題和相關經(jīng)驗的積累（2）粘污肯定存在，解釋人員要靈活解決（4）相關部門進行現(xiàn)場調研，要加測井溫恢復

5　工藝的改進

降低示蹤劑的比強度，對于吸附粘污而言，污垢處或銹蝕處吸附放射性Ba-GTP微球的能力是一定的。因此，強度降低了，粘污就會減輕。為了保證放射性同位素示蹤注水剖面有足夠的放射性強度，可以在總強度保持不變的條件下，增加其用量，在降低了Ba-GTP微球示蹤劑放射性比強度之后，來達到控制吸附粘污的目的。因為測量地層的相對吸水量實際上與比強度無關，因此，降低示蹤劑的比強度并不會影響測井曲線對地層注水情況的顯示。

注入冷球，井下管柱的污垢和腐蝕對Ba-GTP微球的吸附能力是一定的，假設在測井前先投放一定量的冷球（沒有放射性的GTP微球），那么污垢和腐蝕管柱必然要吸附這種微球，如果與注入水接觸的污垢和腐蝕處都吸附了這種微球，在測井時，它們就沒有能力再吸附Ba-GTP微球了，因此就有可能消除或者是降低吸附粘污。在投放時，要注意兩個問題：用量要充足，只有充足的投入量才能保證在污垢處和腐蝕處充分的吸附；冷球的密度要合適，密度過大，下沉速度快，密度小則向下運移速度太慢。只有適合的密度，才能使這種冷球被充分的吸附。

在實際測井中應以提高同位素注入剖面的測試成功率為目標，不斷的對同位素沾污井進行測試工藝改進和研究，真正的起到測井資料應有的作用。