1、 地地 球球 物物 理理 測測 井井資源與環境學院資源與環境學院 桑桑 琴琴 20072007年年7 7月月第三章第三章 核測井（同位素示蹤測井）核測井（同位素示蹤測井）放射性同位素示蹤測井放射性同位素示蹤測井一、放射性同位素的選擇和一般施工方法一、放射性同位素的選擇和一般施工方法二、放射性同位素載體法測注水井的分層相對二、放射性同位素載體法測注水井的分層相對吸水量吸水量三、檢查管外串槽、封堵和壓裂效果三、檢查管外串槽、封堵和壓裂效果地球物理測井地球物理測井核測井核測井同位素示蹤測井同位素示蹤測井一、放射性同位素的選擇和一般施工方法一、放射性同位素的選擇和一般施工方法二、放射性同位素載體法測注

2、水井的分層二、放射性同位素載體法測注水井的分層相對吸水量相對吸水量三、檢查管外串槽、封堵和壓裂效果三、檢查管外串槽、封堵和壓裂效果地球物理測井地球物理測井核測井核測井同位素示蹤測井同位素示蹤測井 用固相載體吸附放射性同位素的離子，與水配成活化懸用固相載體吸附放射性同位素的離子，與水配成活化懸浮液。在正常注水條件下，將活化懸浮液注入井中。在向地浮液。在正常注水條件下，將活化懸浮液注入井中。在向地層中擠壓懸浮液時，水和固相載體分離，水進入地層而活化層中擠壓懸浮液時，水和固相載體分離，水進入地層而活化載體濾積在地層表面，形成一活化層。在合理選用示蹤劑和載體濾積在地層表面，形成一活化層。在合理選用示蹤

3、劑和載體，并正確施工的條件下，地層的吸水量與放射性載體在載體，并正確施工的條件下，地層的吸水量與放射性載體在地層表面的濾積量成正比。對足夠厚的地層來說（忽略層厚地層表面的濾積量成正比。對足夠厚的地層來說（忽略層厚影響），地層的吸水量近似地與活化層造成的曲線異常面積影響），地層的吸水量近似地與活化層造成的曲線異常面積的增量成正比。的增量成正比。 生產中常選用放射性同位素生產中常選用放射性同位素ZnZn6565, Ag, Ag110110 和和I I131131做示蹤元做示蹤元素，用粒徑大于素，用粒徑大于5050微米的醫用骨質活性碳做固相載體。放射微米的醫用骨質活性碳做固相載體。放射性同位素均勻牢

4、固地吸附在固相載體上，與水配制成活化懸性同位素均勻牢固地吸附在固相載體上，與水配制成活化懸浮液。浮液。 原理：原理：地球物理測井地球物理測井核測井核測井同位素示蹤測井同位素示蹤測井 設活化載體均勻地濾積在射孔井段的地層表面上，且單設活化載體均勻地濾積在射孔井段的地層表面上，且單位面積上附著的放射性同位素為位面積上附著的放射性同位素為q q克，每克放射性同位素平均克，每克放射性同位素平均每秒鐘發射每秒鐘發射a a個伽馬光子，那么個伽馬光子，那么dsds面積元在井軸上位于地層中面積元在井軸上位于地層中點的點的O O點造成的伽馬射線強度應為：點造成的伽馬射線強度應為：積分得：積分得：令令x=H/2r

5、x=H/2r0 0和和a=a=r r0 0, ,且用且用F(x,a)F(x,a)表示上式中的積分表示上式中的積分, ,則則dzdrZreaqrdJrZr2020)/(10)/(14200dtteaqJrHtr02020211),(axaqFJ 地球物理測井地球物理測井核測井核測井同位素示蹤測井同位素示蹤測井 設設rr0 0=1=1，用，用f(tf(t）表示上式中的被積函數，則）表示上式中的被積函數，則f(t)f(t)與與t t的關系可用左下圖表示的關系可用左下圖表示: : 如果用辛卜生數值積分法計算如果用辛卜生數值積分法計算F (xF (x，1)1)，所得數據畫，所得數據畫成曲線如圖右所示成曲

6、線如圖右所示: :對于厚度對于厚度H3dH3d的地層的地層F (xF (x，a)a)為一常為一常數；而當地層厚度減小時，這一因子將減小。特別是當地數；而當地層厚度減小時，這一因子將減小。特別是當地層厚度小于井徑的一倍半時，層厚度小于井徑的一倍半時，F F值將急劇下降。值將急劇下降。 地球物理測井地球物理測井核測井核測井同位素示蹤測井同位素示蹤測井 設設F(x,1)F(x,1)的最大值與的最大值與F(x,1)F(x,1)的比值為的比值為a a，則，則a a被定義為地層被定義為地層厚度校正系數，它隨厚度的變化規律如右圖。厚度校正系數，它隨厚度的變化規律如右圖。將將 兩邊同時乘以兩邊同時乘以a(x)

7、a(x)，則有：，則有：因因F(x, a)F(x, a)a(x)a(x)的積是常數，所以的積是常數，所以式中式中k k是常數。是常數。),(axaqFJ )(),()(xaaxaqFxaJ)(xakJq地球物理測井地球物理測井核測井核測井同位素示蹤測井同位素示蹤測井 上式說明，單位截面積的吸水量若與上式說明，單位截面積的吸水量若與q q成正比，那么它成正比，那么它就和地層中點的伽馬射線強度就和地層中點的伽馬射線強度J Jy y與厚度校正系數的乘積成與厚度校正系數的乘積成正比。又考慮到注水井的套管內徑對同一口井是相等的，正比。又考慮到注水井的套管內徑對同一口井是相等的，因而射開地層單位厚度的吸水

8、量也與因而射開地層單位厚度的吸水量也與J Jy y a a成正比。成正比。 設第設第i i個地層的吸水量為個地層的吸水量為Q Qi i，則，則總吸水量為總吸水量為 ：相對吸水量為相對吸水量為 ：%1001niiiiiiiiHJHaJQQBiiiiHaBJQiiiiHaJBQQ地球物理測井地球物理測井核測井核測井同位素示蹤測井同位素示蹤測井上式的近似公式為：上式的近似公式為：式中式中S Si i是吸水層是吸水層i i的異常面積增量，的異常面積增量，即即J Jy1y1與與J Jy2y2疊合后包圍的面積。疊合后包圍的面積。 %1001niiiiSSB地球物理測井地球物理測井核測井核測井同位素示蹤測井

9、同位素示蹤測井放射性同位素示蹤測井放射性同位素示蹤測井一、放射性同位素的選擇和一般施工方法一、放射性同位素的選擇和一般施工方法二、放射性同位素載體法測注水井的分層相對二、放射性同位素載體法測注水井的分層相對吸水量吸水量三、檢查管外串槽、封堵和壓裂效果三、檢查管外串槽、封堵和壓裂效果地球物理測井地球物理測井核測井核測井同位素示蹤測井同位素示蹤測井 由于固井質量差，或固井后由于射孔及其它工程施工使由于固井質量差，或固井后由于射孔及其它工程施工使水泥環破裂，可造成層間串通，即形成串槽。這對采油和水泥環破裂，可造成層間串通，即形成串槽。這對采油和注水均有不良影響，所以應及時測定并采取堵串措施。放注水均

10、有不良影響，所以應及時測定并采取堵串措施。放射性示蹤法是查串的有效方法之一。施工時先測一條自然射性示蹤法是查串的有效方法之一。施工時先測一條自然伽馬參考曲線。而后用伽馬參考曲線。而后用Z Zn n6565或或AgAg110110配成濃度為配成濃度為0.5-10.5-1毫居里毫居里/ /米米3 3的活化液，并將其壓入找串層段。再測一條示蹤曲線，的活化液，并將其壓入找串層段。再測一條示蹤曲線，與先測得的參考線比較、則可查出示蹤液的通道，找出串與先測得的參考線比較、則可查出示蹤液的通道，找出串槽位置。槽位置。地球物理測井地球物理測井核測井核測井同位素示蹤測井同位素示蹤測井 在下列幾種情況下需要二次注水泥進行封堵：（在下列幾種情況下需要二次注水泥進行封堵：（1 1）串槽；（串槽；