環(huán)保型示蹤相關(guān)組合測井在大慶油田的應(yīng)用

施小雷，楊鳳凱

(大慶油田有限責(zé)任公司測試技術(shù)服務(wù)分公司 黑龍江 大慶 163000)

環(huán)保型示蹤相關(guān)組合測井在大慶油田的應(yīng)用

施小雷，楊鳳凱

(大慶油田有限責(zé)任公司測試技術(shù)服務(wù)分公司 黑龍江 大慶 163000)

為解決普通連續(xù)示蹤相關(guān)測井中示蹤劑的固有問題，介紹了一種環(huán)保型液體示蹤劑發(fā)生裝置及該儀器的現(xiàn)場應(yīng)用。它克服了固體示蹤劑載體的沾污嚴重和注聚井測試難的矛盾，也解決了普通液體示蹤劑強度大、半衰期長的問題，在采油一廠地區(qū)具有非常廣的適用性。

環(huán)保型；示蹤測井；短半衰期

0 引 言

普通連續(xù)示蹤相關(guān)組合測井儀帶有液體噴射器，可利用液體同位素釋放器將液體示蹤劑帶到井底，利用雙伽馬探頭，組合超聲(或電磁)流量短節(jié)，利用點測流量，點測示蹤相關(guān)及連續(xù)示蹤相關(guān)多種方式組合測井，具有很強的靈活性。環(huán)保型示蹤相關(guān)組合測井儀利用137Cs—137Bam放射性核素發(fā)生器設(shè)備，解決了普通液體源強度大，分裝時間長，分裝及現(xiàn)場操作人員受照射時間長的弊端，大大降低了人員照射時間和照射劑量，也更符合目前環(huán)保施工的概念。

1 基本原理

1.1 工藝改進

傳統(tǒng)意義上的示蹤相關(guān)組合測井儀所用的液體同位素為無載體放射性同位素131I，每200 mL其強度為2 220 MBq，半衰期為8.03 d，液體同位素釋放器位于儀器串上端，儀器結(jié)構(gòu)如圖1所示，在不同井況下，液體示蹤劑的配制有不同的比例，見表1。由表中可知所配比的液體示蹤劑最小強度在118 MBq，在分裝和現(xiàn)場操作人員連接儀器時所耗費時間長。由其半衰期特性可知，短期液體示蹤劑不會消失，對后期采油隊洗井、測試等措施都會造成一定的影響。

改進后的儀器是將液體示蹤劑發(fā)生裝置放在儀器串底端，示蹤劑直接進入井筒后更集中，更類似于點狀，不受儀器居中帶來的影響，儀器結(jié)構(gòu)如圖2所示。釋放器內(nèi)帶有微型137Bam核素發(fā)生器，發(fā)射器柱芯上137Cs的強度為50 μCi，即1.85 MBq的同位素，發(fā)生器淋洗液中含有微量的137Cs，濃度為0.76 Bq/mL，核素發(fā)生器內(nèi)淋洗液的容積是80 mL，淋洗液總強度僅為6.08×10-5MBq，地面接觸到的射線總強度不到原始1.3%，大大降低了對人體的危害。當(dāng)儀器下井后，液體示蹤發(fā)射器工作，噴射出的淋洗液沖洗固定在發(fā)生器柱芯上的137Cs，通過β衰變，釋放137Bam，137Bam具有獨特的短半衰期2.55 min，將其作為示蹤劑采用連續(xù)追蹤和點測的方法，通過探測器跟蹤測量示蹤劑的流向和流速，輔以流量、井溫、壓力等參數(shù)，綜合分析各配注井段的吸液情況和井下工具的工作狀態(tài)。

圖1 示蹤相關(guān)組合測井儀

井型井況所需同位素強度(推薦)/MBq液體源體積/mL聚合物溶液體積/mL配比注水井測量井段大于100m17620401∶2測量井段小于100m11815451∶3注聚井測量井段大于100m29430301∶1測量井段小于100m17620401∶2

圖2 改進后的示蹤相關(guān)組合測井儀

1.2 測量原理

連續(xù)示蹤相關(guān)測井是將儀器下入井底，在配水器上部或者喇叭口上部釋放活化液(具體位置及噴射時間隨注入量定)，淋洗下來的137Bam活化液與井筒里的流體混在一起流動，這時，儀器上的兩個伽馬探頭就會接觸到這個峰值，根據(jù)相關(guān)運算，可以計算水流的速度，進而計算小層的吸水量和封隔器、油管的密閉狀況?？捎萌缦鹿接嬎懔髁浚?/p>

(1)

其中，K為流量校正系數(shù)；L為兩伽馬探頭間距；S為峰值時差。

表2為目前大慶一廠地區(qū)常用的油管和套管規(guī)格，以及該儀器本身的一些參數(shù)，通過這些參數(shù)能夠計算出在不同狀態(tài)下，如儀器居中或光油管，不同井況中，如配注井或籠統(tǒng)井，示蹤劑在不同流量和管柱中的流速和渡越時間，方便現(xiàn)場操作人員快速查詢，具體見表3。

2 現(xiàn)場測井實例及其應(yīng)用前景分析

2.1 判斷油管漏失

北1-X井是注入井存在油管漏點的實例。該井是采油一廠的一口五級配注井，該井注入量高、射孔層段少，全井注入量為150 m3/d。雙示蹤測試結(jié)果第一、二、三級配水器不吸水，但是在第三級配注段982 m處，油管流量出現(xiàn)變化，如圖3所示，連續(xù)測試的示蹤峰在982 m處出現(xiàn)分叉，并且兩次的示蹤追蹤曲線都出現(xiàn)這種情況，此處沒有配水器，說明這個位置的油管存在漏點，漏的水經(jīng)過環(huán)套空間分別向上、下流，向上流動的漏失量為52.2 m3/d，一直到960 m以上，再也追不到了。

表2 基本參數(shù)

表3 不同流量及狀態(tài)下的流速及渡越時間

圖3 北1-X井測井成果圖

2.2 不受沾污影響判斷封隔器漏失

中-XX井為注水井，現(xiàn)場核實注入量為90 m3/d,兩級配注。射孔層位9個，偏I控制層位1個，偏II控制層位8個，部分射孔數(shù)據(jù)見表4所示。

表4 中-XX井部分射孔數(shù)據(jù)表

該水井注入量和壓力一直處于穩(wěn)定，9月份進行的5參數(shù)測井，解釋結(jié)果如圖4和表5所示，顯示偏心吸水量和同位素吸水量結(jié)果基本一致，未發(fā)現(xiàn)異常。但從圖4中看出，偏II吸水層段為S2*15+161正對偏II，無法判斷是沾污還是吸水，于是我們進行了釋放液體源進行測試，測試結(jié)果如圖5所示。

從圖5可知示蹤劑在偏Ⅱ處的狀況，發(fā)現(xiàn)示蹤劑從偏Ⅱ進入后一直上返，越過封隔器進入到偏Ⅰ控制的S210-11層段后消失。通過渡越時間和示蹤峰的位置計算出水量為18.7 m3/d，說明第2層段S2*15+161，層沒吸水，水量全部從封隔器進到S210-11層，也判斷出來射孔層S2*15+161其實為沾污，消除了吸水的假象。整個追蹤過程為600 s，137Bam已接近4個半衰期，但曲線峰值依然顯示明顯，強度依舊能夠判斷峰值。

圖4 中-XX井同位素測井解釋成果圖

配注層段配注方案同位素測試/(m3·d-1)流量測試/(m3·d-1)相對流量/%同位素相對吸水/%S210-11/66.7172.6080.6774.12S2*15+161/23.2917.4019.3325.88

2.3 適用前景分析

采油一廠地區(qū)絕大部分井為分層配注井，注水量普遍較高，但也有部分井注入量低，射孔井段長，射孔層段密度大。137Bam的獨特短半衰期，決定了它所適用的環(huán)境不可能用于超低流量和射孔層段距離配水器超遠的注入井中，因此，層段水量及配水器距射孔距離影響著它的應(yīng)用。假設(shè)運移時間為t(min)，L(m)為射孔距配水器距離，Q(m3/d)為單層流量,K為管柱系數(shù)，則有如下關(guān)系：

(2)

目前采油一廠地區(qū)大部分油管為62mm，油管壁厚為5.5mm，套管內(nèi)徑為124.26mm，依據(jù)公式計算，管柱系數(shù)在分層配注井中為11.44，光套管中為45.95，分層配注井中環(huán)套空間運移時間與流量及距離的快速查詢表數(shù)據(jù)見表6。

圖5 中-XX井示蹤劑連續(xù)測井成果圖

淋洗下來的137Bam瞬時強度可達10.2MBq，經(jīng)現(xiàn)場試驗，如果能顯示有效的峰值，示蹤劑從產(chǎn)生至隨水流進入射孔層，需在5個半衰期，即12.7min之內(nèi)。從表6中我們可以看出，在配水器距離射孔層太遠，或者配水器流量過低時，運移時間太長，會影響現(xiàn)場的測試效果。因此，在施工前，我們可以優(yōu)先考慮符合條件的井，對于注入量較低的井，可以選擇射孔層位距離配水器的近的井，對于注入量較高的井，可以優(yōu)先選擇該儀器施工。

3 結(jié) 論

1)在放射性示蹤劑的產(chǎn)生上，環(huán)保型液體釋放器較普通液體釋放器相比有重大改進，它大大降低了施工人員接觸放射性射線的強度，更符合環(huán)保施工的理念。

表6 環(huán)套空間運移時間快速查詢表 min

2)環(huán)保型示蹤相關(guān)組合測井能夠解決大孔道，顆粒同位素沾污的影響，在漏失及注入量高的井中應(yīng)用效果更明顯。

3)半衰期短，也降低了放射性污染的可能性，基本不影響洗井、調(diào)配、酸化等各項措施。

4)半衰期短也使該類儀器有局限性，在超低流量及層段距配水器遠的注入井中，理論和現(xiàn)場應(yīng)用中效果較差。

[1] 陽國桂，李錦富，高 媛，等.137Cs—137Bam放射性核素發(fā)生器制備試驗研究[C]//中國核學(xué)會2009年學(xué)術(shù)年會論文集，北京，中國核學(xué)會，2009：130-134.

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[4] 李 磊，高 磊，閩 南.雙示蹤組合測井儀在海拉爾油田監(jiān)測中的試驗應(yīng)用[J].石油管材與儀器，2015，1(2):69-72.

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Application of Environmental Consecutive Tracer Correlative Logging in Daqing Oilfield

SHI Xiaolei, YANG Fengkai

(LoggingandTestingServicesCompany，DaqingOilfieldCo.Ltd.,Daqing,Heilongjiang163000,China)

In order to solve the inherent tracer problems in the normal continuous correlative tracer logging, an environmental liquid tracer generator and its field application is introduced. It can not only overcome the contamination influence from the solid tracer carrier and the test difficulties in the polymer injection wells, but also solve the problems of high radioactive intensity and long radioactive half-time of the normal liquid tracer. The result shows that generator can be widely used in the Yichang Area.

environmental; tracer log; short radioactive halt-time

施小雷，男，1985年生，工程師，2008年畢業(yè)于中國地質(zhì)大學(xué)(武漢)石油工程專業(yè)，現(xiàn)從事生產(chǎn)測井現(xiàn)場管理工作。E-mail:dlts_shixl@petrochina.com.cn

P631.8

A

2096-0077(2017)04-0073-05

10.19459/j.cnki.61-1500/te.2017.04.019

2017-01-09 編輯：屈憶欣)