陈露

摘 要：油田开发过程中油层注入状况及水流情况的监测，直接关系着油田开发方案的科学制定以及注入工程的改造，脉冲中子氧活化测井技术作为近年来井下流体监测的新技术，在油田企业的生产过程中逐渐得到了广泛的关注和应用。文章首先概述了脉冲中子氧活化测井技术的原理及使用仪器的性能，并通过具体测井实例说明了该技术在油田注入剖面监测及注入井找漏中的独特作用，以供参考和借鉴。

关键词：氧活化测井；技术；油田开发；应用

中图分类号： TN915 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）16-170-2

0 引言

目前，传统的放射性同位素示踪、流量、井温等井下水流监测方法已无法满足新时期的油田开发需求，脉冲中子氧活化测井技术应运而生，并以其无污染以及受沾污、沉降及大孔道、裂缝发育等因素影响较少等优势在监测井下流体流动速度中得到了广泛的应用。

1 氧活化测井技术概述

氧活化测井技术是测量井下水流速度、方向及流量的一种技术，其物理基础是脉冲中子与氧元素发生作用，使活化后的氧原子放射出特征γ射线，再通过探测仪器来获取周围含氧流体流动的情况。具体来说，中子源发射能量为14Mev的快中子与水中的氧原子发生核反应生成16N，16N以半衰变期为7.13s进行衰变还原成氧同时释放出6.13Mev高能γ射线，这些高能γ射线能够穿透几英寸厚的井中油管、套管及水泥环，通过探测器获取能够反映油管内、油套环形空间及套管外含氧流体流动状态的γ射线时间谱，进而判定水流实况。氧活化测井技术一种示踪流量测量方法，示踪剂是被高能中子活化的水，反应公式为：

16O（n，p）→16N →（16O+γ）

氧活化测井技术常用的脉冲氧活化测井仪器有上水流、下水流及上下水流综合测井仪器等，这些仪器的有效利用离不开中子发生器与探测器这两种设备。当中子发生器发射后会活化仪器周围的氧元素，含有活化氧原子的水随水流流动，在水流方向上设置γ探测器，该探测器γ计数率会在活化水流经探测器时增大，通过测量活化时间谱可以计算出水流从中子源流经探测器的时间（tm），公式为：

tm=ta+

式中ta为中子脉冲时间宽度；f（t）是探测器计数率随时间变化的函数，若以L表示源距，水流速度v为：

v=

在已知流动截面A的条件下，根据计算出的水流速度v则可以计算出水流量Q为：

Q=v×A

2 氧活化测井技术在油田开发中的具体应用

目前部分油田的水井分注采用的是油套分注技术，此技术虽然具有管柱结构简化的优势但带来了新的问题：

第一，限制了油套环形空间分层注水量数据的获取，例如在管柱中无法测量电磁流量及涡轮流量等；

第二，油套环形空间同位素吸水剖面测井时由于油区周围环境差及井口设施不完善，拉长了配水间注入同位素的运移距离且造成配水间的放射性污染，威胁配水间职工的身体健康；

第三，在进行同位素测井时由于注水井深部管柱的腐蚀严重，导致较长井段的油、套管沾污，无法获取层位上的同位素。

脉冲氧活化测井技术可直接测量油管、油套环形空间以及套管外的水流动态情况，有效解决了较难获取油套分注井注入剖面数据的问题。

下面以大港油田南部油田的官9-35井为例，具体分析脉冲氧活化测井技术的应用。该井是王官屯油田的一口注水井，注水方式如图1所示。该井是从配水间注入同位素进行油套环形空间吸水剖面，但是吸水层上并没有形成吸水反应，究其原因是同位素的运移距离拉长，并且吸水层上部层间沾污严重，造成吸水层的吸水反应变弱。脉冲中子氧活化测井技术在该井测量中的应用结果，如图2所示，油套环形空间的吸水层变成孔隙度及渗透率较大的5号层，该层易形成高渗透带使注入水全部渗入该层，极易导致单层突进，受益井发生水淹事故，严重影响油田的开采成效，因此应采取有效的措施对其进行改进，建议在5号层中使用“智能球”封堵。另外，该井油套环形空间实测注水量为148m3/d，比通知单提供的注水量高出48m3/d，经注水间验证实际注水量为150m3/d。仪器测到了双峰，即油管内下水流和油套环空下水流。

3 脉冲中子氧活化测井技术应用时注意事项

由于脉冲中子氧活化测井技术相对还不成熟，正处于不断的探索实践阶段，测井经验还相对匮乏，导致在利用该技术进行测井时，统计出的测井资料测点偏少、测点深度不合理、有水流无谱峰、未追踪至零流量等问题频发发生，严重影响了测井效率和质量，导致测井数据的不精准，无法为油田的进一步开采提供必要的依据。因此，为了解决上述问题，在利用脉冲中子氧活化技术测井时应采用科学合理的测井工艺、方法，提高测井数据的精确性。

下面具体分析一下氧活化测井技术应用时的注意事项：

①测前设计工作要予以重视。结合历年注水井监测资料和油藏分析需求，合理确定采样点与采集方式，提高采集资料的质量。

②严格把关测井过程控制工作。在进行测井的过程中要加强沟通，将取全取准满足油藏分析需求的资料作为指导思想，严格把关测井过程控制工作。

③坚持水流追踪原则。在测量井下水流速度时必须坚持水流追踪原则，追踪上、下水流直至水流速度为零。

④坚持异常验证原则。测井过程中一旦发生套损、窜槽、封隔器等井下工具失效情况，遵循异常验证的原则及时在适宜的深度增加相应的测点，进行现场验证，以便及时调整开采计划，有效防止重复施工增加不必要的测量成本。

⑤遵循仪器适用原则。根据井口注入量的不同，优化配置仪器的使用，当流体流速>1m/s时必须配置D4、D5探头，遵循仪器适用原则，提高仪器适用效能，提高测量数据的质量。

4 结论

油田测井过程中使用氧活化测井技术，可以准确、直接的测量出油管、油套环空及套管内外水流速度，适用于油套分注井的注入剖面和找漏井测试中，井内流体粘度、岩性、孔渗参数、深度射孔及沾污等不会影响到期测井结果，适用于注聚合物井的注入剖面监测以及大孔道井及污染严重井的注入剖面测试中应用。

参 考 文 献

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