脈沖中子氧活化測井技術在油田開發中的應用

丁愛紅

摘 要：脈沖中子氧活化測井技術能夠高效測量水流速度，在油田開發應用中具有極大優勢。為進一步提高應用水平，本文就脈沖中子氧活化測井技術在油田開發中的應用進行研究，首先就脈沖中子氧活化測井技術進行簡要概述，然后結合當前油田開發的主要情況，就油氣井找水、油田注水井、油田疑難井等開發應用進行分析，從而使油田開發水平得到有效提升。

關鍵詞：脈沖中子；氧活化測井技術；油田開發

在對油田進行開發時，需要在油層注入介質，然后通過對水流情況及注入情況進行監測和分析，從而制定出科學合理的開發方案，并且及時發現注入工程存在的問題，提出具有針對性的改造措施。當前油田開發已經改變傳統單一注水方式，而是將油層注入介質轉變為表面活性劑水溶液、聚合物等，因此監測難度大大增加，而應用脈沖中子氧活化測井技術能夠有效解決這一問題。

1 脈沖中子氧活化測井技術概述

脈沖中子氧活化測井技術是一種先進的測量技術，在油田開發中得到廣泛應用，有效解決油層注入介質粘度帶來的測量困難問題，使油田開發的質量安全得到有效保障。脈沖中子氧活化測井技術主要對注入情況和水流速度進行測量，在測量過程中，中子發生器、γ射線探測器等測量儀器會向井下發射14.1MeV快中子，從而氧活化井中的水溶液，使其成為10.2MeV的臨界中子能量。在發生氧活化反應后，水溶液會產生發射性變化，并且釋放出半衰期為7.13秒的高能γ射線6.13MeV，這種γ射線的穿透力非常強，因此能夠通過油管、井內流體、水泥管、套環等設備，使內部含氧流體的具體情況得到直觀展示和精確測量，從而為油田開發提供可靠數據。假設已知探測儀與中子源之間的距離設置為L，二者相距的時間設置為t，那么可以用以下公式計算出含氧流體的速度：。通過測量并計算含氧流體流動空間及截面積，就可以得到水流量的計算結果。

2 脈沖中子氧活化測井技術在油田開發中的具體應用

2.1 明確進水口位置

以新疆某油田開發工程為例，已知該油田人工井深為4908.68m，井內的介質為水、氣和油的混合物，生產井段為4767.2～4781.3m之間，2016年間該油井的產水量、產油量、產氣量和產液量分別為54m3/d、12m3/d、115m3/d和66m3/d。且含水率達到80%以上，并且有不斷上升的趨勢。為了明確含水量上升的原因，施工單位利用脈沖中子氧活化測井技術開展油氣井找水工程。在對脈沖中子氧活化測井技術進行應用時，施工人員主要對密封的施工條件進行檢查，確定油壓和套壓分別為4.2MPa和34MPa，然后對25個深度點進行測量，確定該井為產出井。在此基礎上，分別利用正常測量法和倒置測量法檢查油管內的水流類型，經檢測可知為上水流，且套管存在竄槽現象，因此地層水會下竄到生產井段，導致水流不斷上升。

2.2 保障機械完整性

以新疆某油田開發工程為例，已知該油田人工井深為5260.25m，井內的介質為水、氣和油的混合物，生產井段為4983.4～5216.7m之間。2016年間該油井的含水量、產氣量和產液量分別為56.8%、67t/d和1997m3/d。在對這一油田投產后，含水量和產液量分別上漲到100%和330.41t/d，為了明晰水量上漲的原因，施工單位利用脈沖中子氧活化測井技術對油井進行檢查，發現油壓和套壓分別為2.67MPa和9MPa，然后測量33個深度點的數據，發現有60m3/d、23m3/d、17m3/d和25m3/d的水分別流入二～四級的偏心工作筒中，因此對環空上水流速度進行計算，發現變套上部和下部的水流量分別為151.32m3/d和51.5m3/d，判斷變套存在漏失現象。

2.3 測量注水剖面

以吉林某油田開發工程為例，已知該工程配注井段分為3個，因此采用普通測量方法時難度較大，需要對脈沖中子氧活化測井技術進行有效利用，從而使注水剖面得到準確測量。已知該油井的注水壓力和注水量分別為5.1MPa和30m3/d，且上水流和下水流同時存在于管套環形空間中，以此可以分別采用正常測量法和倒置測量法進行定點測量。測量結果表示，除了3號層處于正常狀態，1號層、2號層和4號層都存在吸水現象，且吸水量分別為15.7m3/d、1.8m3/d和11.1m3/d，說明3號層的密封性良好。

2.4 檢查漏井位置

以大慶油田開發工程為例，已知某分層配注井存在流失現象，通過脈沖中子氧活化測井技術檢查后，發現泄漏部位在油井的1094.2m深處，而相隔1.8m的區域存在下水流流動現象，且流量達到23.5m3/d，導致上方吸水現象消失。根據本工程的設計要求，這一部位不應該存在流水現象，因此可以通過測量后形成的下水流水時間譜進行判斷，確定漏井位置為封隔器部位，從而給予針對性修復。

3 結論

綜上所述，針對脈沖中子氧活化測井技術在油田開發應用的探究是非常必要的。為了對粘度較高的注入剖面給予有效檢測，使油田開發的質量安全得到保障，必須對先進的脈沖中子氧活化測井技術進行有效利用。在實際應用中，脈沖中子氧活化測井技術能夠明確進水口位置、保障機械完整性，同時準確測量注剖面、檢查井下工具。希望本文能夠為研究這一課題的相關人員提供參考。

參考文獻：

[1]陳東東.基于氧活化測井技術的施工工藝及應用研究[D].大慶：東北石油大學，2016.

[2]趙俊堂.脈沖中子氧活化測井在遼河油田的應用研究[D].大慶：東北石油大學，2016.