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1、放射性同位素示踪测井第1页，本讲稿共17页放射性同位素示踪测井放射性同位素示踪测井一、放射性同位素的选择和一般施工方法一、放射性同位素的选择和一般施工方法二、放射性同位素载体法测注水井的分层相对二、放射性同位素载体法测注水井的分层相对吸水量吸水量三、检查管外串槽、封堵和压裂效果三、检查管外串槽、封堵和压裂效果地球物理测井地球物理测井核测井核测井同位素示踪测井同位素示踪测井第2页，本讲稿共17页放放射射性性同同位位素素测测井井：是是利利用用人人工工放放射射性性同同位位素素做做为为示示踪踪剂剂研研究究和和观观察察油油井井技技术术状状况况和和采采油油注注水水动动态态的的测测井井方方法法。施施工工时时
2、向向井井内内注注入入被被放放射射性性同同位位素素活活化化的的溶溶液液或或固固体体悬悬浮浮物物，并并将将其其压压入入管管外外通通道道或或进进入入地地层层或或滤滤积积在在射射孔孔道道附附近近的的地地层层上上，在在此此前前后后分分别别进进行行伽伽马马测测井井，称称之之为为J Jr1r1和和J Jr2r2。对对比比这这两两条条曲曲线线，就就能能知知道道注注入入的的示示踪踪剂剂沿沿井井剖剖面面的的分分布布，从而解决与示踪过程有关的各种问题。从而解决与示踪过程有关的各种问题。地球物理测井地球物理测井核测井核测井同位素示踪测井同位素示踪测井第3页，本讲稿共17页 放放射射性性同同位位素素测测井井的的效效果果
3、，在在很很大大程程度度上上决决定定于于放放射射性性示示踪踪剂剂选选用用得得是是否否合合适适。选选用用那那一一种种同同位位素素，要要根根据据施施工工的的目的而定，一般说来应考虑下列几个方面：目的而定，一般说来应考虑下列几个方面：（1 1）应能放出较高能量的伽马射线；）应能放出较高能量的伽马射线；（2 2）要有合适的半衰期；）要有合适的半衰期；（3 3）为为了了工工作作安安全全方方便便，放放射射性性同同位位素素应应易易于于配配成成它它的的盐盐溶溶液液形形式；式；（4 4）应具备适宜的吸附能力。）应具备适宜的吸附能力。进行同位素测井前，必须将这些溶液稀释到必要的浓度。进行同位素测井前，必须将这些溶液
4、稀释到必要的浓度。地球物理测井地球物理测井核测井核测井同位素示踪测井同位素示踪测井第4页，本讲稿共17页一般地说，工作程序包括以下几项：一般地说，工作程序包括以下几项：（1 1）编编写写施施工工设设计计书书；（2 2）按按设设计计书书施施工工；（3 3）进进行行资资料料解解释释，写出总结报告。写出总结报告。施工设计书一般包括以下内容：施工设计书一般包括以下内容：1 1施施工工井井的的条条件件：如如该该井井的的部部位位、任任务务（采采油油、注注水水）、井井身身结结构构、射射孔孔情情况况、地地层层参参数数及及采采油油、注注水水过过程程和和工工程程措措施施及及事事故故等等井史资料；井史资料；2.2.
5、施工目的：如找串、堵漏，测定吸水剖面等；施工目的：如找串、堵漏，测定吸水剖面等；3 3示踪剂的选择及活化水或活性悬浮液的用量；示踪剂的选择及活化水或活性悬浮液的用量；4 4施施工工步步骤骤：如如压压井井、测测J Jr1r1，井井口口装装置置及及措措施施、注注活活性性剂剂、测、测测、测J Jr2r2，其它工程措施及工作流程；，其它工程措施及工作流程；5 5注意事项。注意事项。地球物理测井地球物理测井核测井核测井同位素示踪测井同位素示踪测井第5页，本讲稿共17页一、放射性同位素的选择和一般施工方法一、放射性同位素的选择和一般施工方法二、放射性同位素载体法测注水井的分层二、放射性同位素载体法测注水井
6、的分层相对吸水量相对吸水量三、检查管外串槽、封堵和压裂效果三、检查管外串槽、封堵和压裂效果地球物理测井地球物理测井核测井核测井同位素示踪测井同位素示踪测井第6页，本讲稿共17页 用用固固相相载载体体吸吸附附放放射射性性同同位位素素的的离离子子，与与水水配配成成活活化化悬悬浮浮液液。在在正正常常注注水水条条件件下下，将将活活化化悬悬浮浮液液注注入入井井中中。在在向向地地层层中中挤挤压压悬悬浮浮液液时时，水水和和固固相相载载体体分分离离，水水进进入入地地层层而而活活化化载载体体滤滤积积在在地地层层表表面面，形形成成一一活活化化层层。在在合合理理选选用用示示踪踪剂剂和和载载体体，并并正正确确施施工工
7、的的条条件件下下，地地层层的的吸吸水水量量与与放放射射性性载载体体在在地地层层表表面面的的滤滤积积量量成成正正比比。对对足足够够厚厚的的地地层层来来说说（忽忽略略层层厚厚影影响响），地地层层的吸水量近似地与活化层造成的曲线异常面积的增量成正比。的吸水量近似地与活化层造成的曲线异常面积的增量成正比。生生产产中中常常选选用用放放射射性性同同位位素素ZnZn6565,AgAg110110 和和I I131131做做示示踪踪元元素素，用用粒粒径径大大于于5050微微米米的的医医用用骨骨质质活活性性碳碳做做固固相相载载体体。放放射射性性同同位位素素均均匀匀牢牢固固地地吸附在固相载体上，与水配制成活化悬浮
8、液。吸附在固相载体上，与水配制成活化悬浮液。原理：原理：地球物理测井地球物理测井核测井核测井同位素示踪测井同位素示踪测井第7页，本讲稿共17页 设设活活化化载载体体均均匀匀地地滤滤积积在在射射孔孔井井段段的的地地层层表表面面上上，且且单单位位面面积积上上附附着着的的放放射射性性同同位位素素为为q q克克，每每克克放放射射性性同同位位素素平平均均每每秒秒钟钟发发射射a a个个伽伽马马光光子子，那那么么dsds面面积积元元在在井井轴轴上上位位于于地地层层中中点点的的O O点点造造成成的的伽伽马射线强度应为：马射线强度应为：积分得：积分得：令令x=H/2rx=H/2r0 0和和a=ra=r0 0,且
9、用且用F(x,a)F(x,a)表示上式中的积分表示上式中的积分,则则地球物理测井地球物理测井核测井核测井同位素示踪测井同位素示踪测井第8页，本讲稿共17页 设设rr0 0=1=1，用用f(tf(t）表表示示上上式式中中的的被被积积函函数数，则则f(t)f(t)与与t t的的关关系可用左下图表示系可用左下图表示:如如果果用用辛辛卜卜生生数数值值积积分分法法计计算算F F(x(x，1)1)，所所得得数数据据画画成成曲曲线线如如图图右右所所示示:对对于于厚厚度度H3dH3d的的地地层层F F(x(x，a)a)为为一一常常数数；而而当当地地层层厚厚度度减减小小时时，这这一一因因子子将将减减小小。特特别
10、别是是当当地地层层厚厚度度小小于于井井径径的的一一倍倍半半时时，F F值将急剧下降。值将急剧下降。地球物理测井地球物理测井核测井核测井同位素示踪测井同位素示踪测井第9页，本讲稿共17页 设设F(x,1)F(x,1)的的最最大大值值与与F(x,1)F(x,1)的的比比值值为为a a，则则a a被被定定义义为为地地层层厚厚度度校校正正系系数，它随厚度的变化规律如右图。数，它随厚度的变化规律如右图。将将 两边同时乘以两边同时乘以a(x)a(x)，则有：，则有：因因F(x,a)F(x,a)a(x)a(x)的积是常数，所以的积是常数，所以式中式中k k是常数。是常数。地球物理测井地球物理测井核测井核测井
11、同位素示踪测井同位素示踪测井第10页，本讲稿共17页 上上式式说说明明，单单位位截截面面积积的的吸吸水水量量若若与与q q成成正正比比，那那么么它它就就和和地地层层中中点点的的伽伽马马射射线线强强度度J Jy y与与厚厚度度校校正正系系数数的的乘乘积积成成正正比比。又又考考虑虑到到注注水水井井的的套套管管内内径径对对同同一一口口井井是是相相等等的的，因因而而射射开开地地层层单单位位厚厚度的吸水量也与度的吸水量也与J Jy y a a成正比。成正比。设第设第i i个地层的吸水量为个地层的吸水量为Q Qi i，则，则总吸水量为总吸水量为 ：相对吸水量为相对吸水量为 ：地球物理测井地球物理测井核测井
12、核测井同位素示踪测井同位素示踪测井第11页，本讲稿共17页上式的近似公式为：上式的近似公式为：式中式中S Si i是吸水层是吸水层i i的异常面积增量，的异常面积增量，即即J Jy1y1与与J Jy2y2叠合后包围的面积。叠合后包围的面积。地球物理测井地球物理测井核测井核测井同位素示踪测井同位素示踪测井第12页，本讲稿共17页放射性同位素示踪测井放射性同位素示踪测井一、放射性同位素的选择和一般施工方法一、放射性同位素的选择和一般施工方法二、放射性同位素载体法测注水井的分层相对二、放射性同位素载体法测注水井的分层相对吸水量吸水量三、检查管外串槽、封堵和压裂效果三、检查管外串槽、封堵和压裂效果地球
13、物理测井地球物理测井核测井核测井同位素示踪测井同位素示踪测井第13页，本讲稿共17页 由由于于固固井井质质量量差差，或或固固井井后后由由于于射射孔孔及及其其它它工工程程施施工工使使水水泥泥环环破破裂裂，可可造造成成层层间间串串通通，即即形形成成串串槽槽。这这对对采采油油和和注注水水均均有有不不良良影影响响，所所以以应应及及时时测测定定并并采采取取堵堵串串措措施施。放放射射性性示示踪踪法法是是查查串串的的有有效效方方法法之之一一。施施工工时时先先测测一一条条自自然然伽伽马马参参考考曲曲线线。而而后后用用Z Zn n6565或或AgAg110110配配成成浓浓度度为为0.5-10.5-1毫毫居居里
14、里/米米3 3的的活活化化液液，并并将将其其压压入入找找串串层层段段。再再测测一一条条示示踪踪曲曲线线，与与先先测测得得的的参参考考线线比比较较、则则可可查查出出示示踪踪液液的通道，找出串槽位置。的通道，找出串槽位置。地球物理测井地球物理测井核测井核测井同位素示踪测井同位素示踪测井第14页，本讲稿共17页第15页，本讲稿共17页 在在下下列列几几种种情情况况下下需需要要二二次次注注水水泥泥进进行行封封堵堵：（1 1）串串槽槽；（2 2）油油井井中中部部分分层层段段出出水水；(3)(3)误误射射孔孔。若若在在水水泥泥中中加加入入少少量量放放射射性性同同位位素素做做示示踪踪剂剂，那那么么用用示示踪
15、踪测测井井可可以以测测知知水水泥泥是是否挤入应封堵的部位。否挤入应封堵的部位。地球物理测井地球物理测井核测井核测井同位素示踪测井同位素示踪测井第16页，本讲稿共17页 压压裂裂时时将将牢牢固固地地吸吸附附着着放放射射性性同同位位素素的的活活化化砂砂，以以1:2001:200的的比比例例混混入入压压裂裂砂砂（填填料料）中中（也也可可只只在在最最后后压压入入地地层层的的砂砂中中加加活活化化砂砂）做做指指示示剂剂，压压入入地地层层在在压压裂裂时时形形成成的的缝缝隙隙中中。压压裂裂前前测测参参考考曲曲线线J Jy1y1，压压裂裂并并经经洗洗井井后后测测示示踪踪曲曲线线J Jy2y2。比比较较这这两两条条曲曲线线则则可可知知地地层层是是否否已已被压开。被压开。地球物理测井地球物理测井核测井核测井同位素示踪测井同位素示踪测井第17页，本讲稿共17页