同位素注入剖面玷污井測井工藝改進

劉鵬程　尤立忠　趙立安　王玉山

[摘要]通過對往年進行的成功率分析中得出其成功率低的原因主要是由于遇阻、玷污等多個因素造成。嘗試用雙釋放器的替代從井口注入冷球測試工藝，對部分玷污井進行測試。改善了冷球從井口注入存在兩方面弊端：一是用量大，從井口到同位素正常釋放位置遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于同位素層位，造成冷球的嚴(yán)重浪費。二是時間長，冷球從井口注入后，往往要等待幾個小時，甚至一天的時間，加長了施工周期。該施工工藝的改進，使冷球（廢同位素）直接作用于目的層段，冷球（或廢同位素）能夠得到最大程度的利用。同時，可將冷球（或廢同位素）等待時間大大縮短。該項目的實施為部分玷污井的測試提供了一種新的工藝，在一定程度上提高了施工能力。

[關(guān)鍵詞]同位素注入剖面 玷污 雙釋放器冷球（廢同位素） 改進

中圖分類號：O69文獻標(biāo)識碼：A文章編號：1671－7597（2009）0420090－02

一、引言

同位素放射性測試法具有分層性能好、不受管柱影響等優(yōu)點，油田已經(jīng)普遍使用。而同位素玷污一直是影響測試資料質(zhì)量與處理解釋質(zhì)量的一個關(guān)鍵因素，隨著油田注水措施的進一步復(fù)雜使其影響顯得更為嚴(yán)重，致使部分井雖然經(jīng)過多次測試，仍無法錄取合格資料。根據(jù)統(tǒng)計測試的300口井中有75%的井存在玷污，其中30%為中度以上（中度以上玷污對資料解釋有較大影響），嚴(yán)重影響錄取資料的合格率。

二、玷污成因分析

根據(jù)測井現(xiàn)場經(jīng)驗與資料分析可以得出，由于131Ba-GTP微球示蹤劑表面活性欠佳、密度偏大以及注水水質(zhì)不干凈、管臂有死油或結(jié)垢等因素，使同位素沒有隨水流滲濾到地層表面，而是沾附于井筒的某些部位，造成同位素測井曲線上產(chǎn)生一些與注水量無關(guān)的異常值，這就是通常所說的玷污。從玷污成因上看有吸附玷污和沉淀玷污兩種。

（一）吸附玷污

原油、注水雜質(zhì)等污垢常常吸附在井下管柱和配水工具上，它們能吸附同位素顆粒形成玷污。而油管和套管腐蝕后，表面有微孔隙，也會吸附微球載體，從而形成玷污。被腐蝕層吸附的微球顆粒不容易被注入水沖掉。套管內(nèi)臂的腐蝕一般比油管腐蝕嚴(yán)重，所以吸水剖面測井資料反映的大段管柱玷污，往往是套管腐蝕引起的吸附玷污。

（二）沉淀玷污

幾乎所有吸水剖面資料在井底都記錄到同位素顯示，說明普遍存在沉淀玷污，分析原因，這是由于微球載體密度與注入水密度不匹配引起的。當(dāng)注入水流速過小時，沉淀玷污更為嚴(yán)重。對資料影響相對較小。

根據(jù)以上分析的玷污原理，如果能較好的控制吸附玷污，則可在很大程度上提高玷污井的資料錄取合格率。

三、常見控制吸附玷污措施

（一）注入冷球（沒有放射性的GTP微球）

由于井下管柱的污垢和銹蝕對同位素（131Ba-GTP微球）的吸附能力是一定的。那么，如果在測試前投放一定量的“冷球”，則投放的冷球必然被污垢和銹蝕所吸附；因而，正式測井時投放同位素將很少量甚至沒有再被污垢和銹蝕所吸附，從而實現(xiàn)降低甚至消除吸附玷污。

（二）洗井

由于吸附玷污主要是由于井下管柱的污垢和銹蝕造成的。而洗井能夠在很大程度上減少或消除污垢。那么，在測井前進行洗井，則可減少甚至消除污垢產(chǎn)生的同位素玷污。

（三）加大水量

由于同位素吸附力是一定的。那么加大水量后，水流速加快，沖擊力同時加大，可將吸附于污垢和銹蝕處的部分同位素沖下。從而，實現(xiàn)降吸附玷污。

分析上述三種方法，洗井成本過高且作為測試方不容易實現(xiàn)，同時對于銹蝕產(chǎn)生的玷污問題解決效果一般；加大水量雖簡單，但對改善資料效果不明顯且影響測試的準(zhǔn)確度。對于各油田的測試隊伍來說，注入“冷球”（建議選擇廢同位素，因為廢同位素成本低且效果相近）方法，由于其較高的性價比，成為運用較為普遍的改善玷污方法。

冷球注入工藝為從井口注入。該方法存在兩方面弊端：（1）用量大，從井口到同位素正常釋放位置遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于同位素層位，造成冷球的嚴(yán)重浪費。（2）時間長，冷球從井口注入后，往往要等待幾個小時，甚至一天的時間，加長了施工周期。

四、雙釋放器測試工藝方案的實施

現(xiàn)在，測試公司同位素釋放全部采用電機釋放器。其原理是利用開關(guān)電路控制電機轉(zhuǎn)動，帶動封塞連桿運動，使放同位素的腔體打開或封緊。根據(jù)此原理，對冷球測試施工工藝提出改進方案：

電機釋放器長為1米，儀器串在增加1米時對測試層位影響很小（對于厚層幾乎可忽略）。因而，如在正常儀器串中再加上一支釋放器用來裝廢同位素或冷球。采用不同時間來釋放兩支釋放器則可得到更好的效果。經(jīng)過詳細(xì)電路分析后，擬訂電路方案如下：

S128號釋放器的開關(guān)電路由場效應(yīng)管IRF9630和IRF630及二極管、穩(wěn)壓管等器件組成，具體電路見圖1。當(dāng)釋放器需要打開時，在CABLE上加一負(fù)電，這時IRF9630只相當(dāng)于一個二極管，負(fù)電壓直接加在R4、R3、V5、V1上，當(dāng)R4兩端電壓達(dá)到10V時，IRF630導(dǎo)通，電壓通過二極管IN3328加在電機M上，使釋放器打開。當(dāng)釋放器需要關(guān)閉時，在CABLE端加一正電，正電壓首先加在R2、R1、V3、V2上，當(dāng)R2兩端電壓達(dá)到10V時，IRF9630導(dǎo)通，IRF630對于正電來說相當(dāng)于一個正向連接的二極管是直通的，所以正電壓通過IRF9630和IRF630直接加在二極管IN3328和電機M上。這時二極管IN3328處于反向偏置狀態(tài)，由于所加正電壓比較高，二極管工作在反向擊穿區(qū)（在二極管兩端壓降較大），從而使與之串接的電機反向轉(zhuǎn)動，釋放器關(guān)閉。

S135釋放器的開關(guān)電路由兩只場效應(yīng)管IRF9630和二極管、穩(wěn)壓管等器件組成，電路原理見圖2。

當(dāng)釋放器需要打開時，負(fù)電壓分別加在R4、R3、V2、V1和R2、V3、R1、V1上，隨著所加電壓逐漸增加，V2將先于V3導(dǎo)通（V2為10V穩(wěn)壓管、V3為30V穩(wěn)壓管），在R4兩端將先建立起10V電壓使V6導(dǎo)通，電壓直接加在電機M上，使釋放器打開。如果電壓繼續(xù)升高，V3也將導(dǎo)通，V3導(dǎo)通將導(dǎo)致V5導(dǎo)通、V6截止，從而使電機停止運轉(zhuǎn)。適當(dāng)調(diào)整截止電壓數(shù)值可以保證S128釋放器和S135釋放器不被同時打開。當(dāng)釋放器需要關(guān)閉時，在CABLE端加120V的正電壓，這時，二極管IN3389反向偏置工作在反向擊穿區(qū)，V6（IRF9630）相當(dāng)于正向連接的二極管，因此，電壓直接加在電機M上，使電機反轉(zhuǎn)釋放器關(guān)閉。

五、現(xiàn)場實驗

2006年11月18日在一廠港XX進行了第一口井的實驗。該井于2006年6月18日進行過同位素吸水剖面測試，測試曲線顯示在部分測量井段存在玷污。

實驗設(shè)計：同位素0.3，廢同位素100ml（15個半衰期以上）。使用同樣的地面設(shè)備（SKH2000）及井下儀器（XDC-4型三參數(shù)測井儀）。按照正常的測井過程進行。在與上次相同位置進行釋放。為防止同位素釋放時沉淀于另一支釋放器的活塞處，擬裝同位素釋放器放在下面即后打開的釋放器S128（-50V開）。廢同位素釋放10分鐘后，進行同位素的釋放。隨后正常測試完成測量。測試過程順利，實驗結(jié)果顯示部分粘污井段得到改善，但接箍粘污加大，分析為廢同位素放射性強度仍較大造成。

改善處對比圖：

廢同位素用量大：

六、結(jié)束語

1．通過改進的實施實現(xiàn)了雙釋放器進行同位素吸水剖面測試的工藝，提高了玷污井的測試成功率。

2．該工藝改進能夠較好的改善冷球注入工藝，使工作時間大幅度縮短；冷球作用效果提高；生產(chǎn)成本得到一定的節(jié)約。

參考文獻：

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