同位素沾污处理方法及效果分析(songhx).doc

同位素沾污处理方法及效果分析 摘要 本文针对同位素的几种常见沾污类型，制定相应的解决办法，通过实际资料来分析是否可以通过改变投源位置、改变微粒比重、利用冷球来减小同位素的沾污，以提高测试资料的准确性。 前言 目前常用于进行吸水剖面动态监测的方法为放射性同位素示踪法，在测试过程中发现有的井沾污严重，大部分的同位素源都会沾污到工具及管壁上，在资料的解释过程中难以分辨哪些是沾污，哪些是吸水层位，影响了解释资料的准确度。本文利用改变投源位置、改变微粒比重、利用冷球来减小同位素的沾污，以提高测试资料的准确度。 沾污的形成及原理 在同位素五参数测井中，沾污的来源有三种途径，第一种途径是同位素源与水混合时间过短导致悬浮液混合不均匀，不能按照水量进入到相应的配注层段中，容易在某一位置形成大片沾污。第二种途径是同位素源通过配水器进入到油套环形空间里，由于同位素源的比重问题，不能够全部进入到吸水层位中，使得一部分源会沉到封隔器及配水器上，形成沾污。第三种途径，油管与油管链接的接箍位置，丝扣处会有一些微小的缝隙，同位素源会进入到缝隙里，会在接箍位置及封隔器上接头连接位置形成沾污，这三种途径共同的造成了同位素的沾污。 去除沾污的方法及效果 根据测试过程中发现的问题，制定了下面三种减小沾污的方法，我们通过理论和实际来分析下面三种方法减小沾污的效果怎样。 1.同位素比重对减小沾污的效果 同位素微球释放后，将在井内形成悬浮液，微球载体在注入水的携带下，除受到一个与注入水冲击外，还受重力影响，产生沉降，沉降速度用斯托克斯公式表示为： 式中 —微球的沉降速度，； D—微球直径，； —微球密度，； —注入水的密度，； —注入水的粘度，； 上式说明，微球在水中的沉降速度与微球直径及水的密度差成正比。直径是根据岩性选择的，直径选定后，沉降速度主要取决于二者的密度差。密度差小，二者混合均匀，在井内产生的沾污也会随之降低。在油套环形空间向上运动分配到注水层时，如果微球的密度大于水的密度，则产生自由沉降，上行困难，造成下部的微球载体的浓度大，上部浓度小，有可能使下部注水能力差的地层滤积过多的微球载体，而上部注水能力强的地层反而未达到应有的滤积程度，甚至很少，因而无法确定注水层的注水状况。另外，沉降速度过快，会造成下部示踪剂的堆积，示踪剂滤积在井壁上的量减少，因而会影响测井的质量。通常情况下，示踪剂的颗粒密度为1.01~1.04。表2给出了常用微球的沉降速度： 表（1）常用同位素微球的沉降速度 微球直径 100~300 300~600 600~900 沉降速度m/h 37 105 310 2.投源位置对减小沾污的效果 投源位置将影响着同位素与水的混合时间，投源位置的选则对同素吸水剖面测井尤为重要：投源位置过高注入时间过长，同位素测井曲线幅度偏低，而且会丢失一些层位的吸水信息；投缘位置过低注入时间过短同位素没有完全与水混合形成悬浮液，会导致某一处地方源特别大，而某一处可能没有源，严重影响对吸水层位的解释。 同位素示踪剂进入分层配注油管内，与以紊流方式流动的注入水形成悬浮液。在后续注入水的推进下，进入配注层段，首先按配注层段配水嘴的大小，进行第一次分配，进入油管与套管环形空间；相继开始第二次按配注层段中各层的吸水能力分配吸水量，将悬浮液推向地层。我们这里只需考虑同位素到达第一个偏心配水器的时间，设油管内径截面积为S，注水密度为ρ，从同位素释放到注水层位的油管总长度为H（即释放位置），则有H×S×ρ=总长度为H油管的储水量，假设每小时注水量为Q，公式同1. T＝（H×S×ρ）÷Q 上式中：大庆油田油管内径截面积S＝0.00302，注水密度ρ＝1，代入上式有： T＝0.00302H÷Q 由布朗运动原理以及同位素测井长期积累经验可知从同位素释放到形成稳定的活化悬浊液至少需要0.2小时[1]，所以： T＝0.00302H÷Q≥0.2 由上式可知： H≥66Q 表（2）为不同注入量的释放高度H与水流速度 注入量m3/d 24 48 72 …… 水流速度m/h 331 662 993 …… 释放高度m 66 132 198 …… 我们根据总结出来的规律，根据不同注入量的井选择最佳的投源位置，让同位素能与水充分的混合形成稳定的悬浮液，使同位素源不会在某一处形成大片沾污而导致某些吸水层位源量不足的情况，以提高资料的准确度。 对于油套环形空间内水流速度只需要将S改为油套环型空间横截面积S=0.00777， 表（3）为不同注入量的释放高度H与水流速度与沉降速度对照 注入量（m3/d） 24 48 72 96 120 144 …… 水流速度（m/h） 油管内 331 662 993 1324 1655 1986 …… 环套空间内 128