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摘要：在油田的注水开发过程中，油田储层的低渗透、非均质性导致吸水剖面不均衡，需要采取分层注水的方式如油套地面分注和偏心配水器井下分注方式加以解决。而分层注水方式及其他异常情况如深穿透射孔与地层大孔道等因素使放射性同位素示踪法测试资料的准确性变差，难以适应复杂开发条件下吸水剖面的测试要求。超声波流量法、连续流量法、脉冲中子氧活化法等吸水剖面测试方法的应用，解决了放射性同位素示踪法所无法解决的吸水剖面测试难题，取得了较好的测试效果，为新疆油田的高效开发做出了贡献。
关键词：吸水剖面 同位素示踪法 超声波流量法 连续流量法 脉冲中子氧活化法
【分类号】：P631.8
0 引 言
油田储层的低渗透、非均质问题一直困扰着新疆油田的注水高效开发。由此导致的吸水剖面不均衡，需要采取分层注水的方式加以解决。注水井的注水方式主要有笼统注水、油套地面分注和偏心配水器井下分注等方式。在油层低渗透的条件下，水井注入量低，老油田普遍进入高含水、超高含水开发阶段，层间性质差异更大，注聚合物水溶液等三次采油技术的大规模应用，使吸水剖面测试难度加大。由于受同位素沾污、深穿透射孔与地层大孔道等因素的影响，放射性同位素示踪法（以下简称同位素法）测试资料的准确性变差，难以适应复杂开发条件下吸水剖面的测试要求。超声波流量法、连续流量法、示踪相关流量法、电磁流量法、脉冲中子氧活化法等作为同位素法测试吸水剖面的重要补充，在实际应用中取得了令人满意的效果。
1 问题提出
吸水剖面测试是油田动态监测的重要内容，取得可供油田动态研究人员开展动态研究的、品质优异的吸水剖面是生产测井工作者需要认真解决的问题。目前吸水剖面测试方法有很多种，但每一种方法都有其特点和适用范围。新疆油田公司所属各油田注水井的注水方式是多种多样的，油层的地质情况也是纷繁复杂的。在多年的生产实践中，使用不同的吸水剖面测试方法对不同条件下的注水井进行测试。通过对多年所使用的各种吸水剖面测试方法所取得的测试结果的分析和研究，力求解决目前新疆油田吸水剖面测试存在的问题。
2吸水剖面测试方法简介
目前吸水剖面测试方法主要有同位素法、超声波流量法、连续流量法、示踪相关流量法、电磁流量法、脉冲中子氧活化法等等，可以起辅助判断作用的还有温度测井方法。
在克拉玛依油田测吸水剖面采用的是同位素吸水剖面测试法、超声波流量法、连续流量法、脉冲中子氧活化法等方法，尚未开展示踪相关流量法和电磁流量法。
同位素法是目前新疆油田吸水剖面测试的主要方法，其他测试方法只能作為同位素法的补充。
2.1同位素吸水剖面测试方法
在放射性同位素示踪吸水剖面测井中，是用放射性同位素以一定的方法或方式吸附或结合于固相载体的物质中，制成一种放射性同位素示踪剂。在注水井正常注水条件下使用时，在井中释放时要求在测试层以上100m处释放，以使放射性同位素示踪剂能在注水井中形成悬浮液。然后，该悬浮液被注入水向测试层挤压，由于地层的过滤作用，水和放射性同位素示踪剂被分离开来，水被挤入地层，而放射性示踪剂则滤积在地层表面，这样就在井壁上形成了一段一段的人工活化层。在示踪剂选择合理和正确的施工条件下，地层的吸水量与所滤积的放射性同位素示踪剂的强度成正比。使用的放射性示踪剂为：131Ba-GTP微球，放射性半衰期为11.6天，粒径为100-300 um、300-600um、600-900um、900-1200um等四种规格，密度为1.06g/cm3，略高于水的密度。 根据地层不同的渗透性和地层厚度，选择不同的同位素粒径和用量。在较难选择时，就进行大中小混合使用。一般要保证同位素用量尽量多一些，以满足地层滤积的需要。
2.2超声波流量吸水剖面测试方法
超声波流量计采用超声波测量电路测量超声波在流体中顺逆流传播的速度差，进而得到流体速度，通过标定的过程可得到流体速度与管道流量之间的定量关系，从而可在实际应用中测量管道流体的流量，也称为传播速度法。
传播速度法超声波流量计示意图如图1所示，外径为38mm的流管中装有两个超声波换能器，换能器间距为常数，入口在下，出口在上。流体从入口进入，经过两个超声波换能器从出口流出，出口上面是温度计和压力计，两个换能器交替发射和接收声波脉冲。
仪器上部和下部各加一个扶正器以便使其居中。管道中声波传播有四个通道，第一个经流管壁反射到接收器；第二个是沿流管壁滑行传播的滑行波；第三个是在仪器和环管流体中传播的波；第四个是经流体直接 传播的直达波。传播速度法是测量直达波到达探测器的时间，两个换能器之间的距离为L，声波的传播速度为C，均为常数。超声波流量计利用超声波发生器发射超声波，发射后进入被测流体中。当超声波在流体中传播时，将载上流体流速的信息。而实际测得的是频率值，可根据频率差，利用公式ν=Δf·L/2，可求出流体速度ν，进而求得流体流量。
2.3温度测井方法
生产测井中温度仪测量温度通常采用的是金属热敏电阻，并通过惠斯通电桥电路实现，把温度引起的电阻变化转换成电压信号输出。测井时，可以测到温度随深度变化的曲线。
井筒中温度分布的一般规律是，当流体被注入或从井内产出时，井筒温度会偏离地层温度。生产井中，生产层上的流体温度部要高于地层温度，因此井筒温度大于相应地层温度。注入水温度通常低于地层温度，因此井筒温度就比相应的地层温度低，关井恢复温度出现低温异常处即为吸水部位。
2.4脉冲中子氧活化测井
脉冲中子氧活化测井是一种测量水流速度的测井方法。氘氚反映加速器中子源发射14MeV快中子可以和水中的氧核发生反应：n+16O→16N+p，而反应产生的16N要以7.13S的半衰期进行衰变，其反应式为：16N→16O+γ16N衰变发射出的γ射线能量不是单一的，主要是6.13MeV能量的γ射线。通过对16N发射的γ射线进行探测，可以知道仪器周围16O的分布，从 而判断出仪器周围水流动的情况。
3 现场应用
实例1：6153井吸水剖面，射孔层上没有同位素滤积。2013年4月23日测吸水剖面，射孔层上没有同位素滤积，而是沉淀到了下面。超声波流量显示2463-2469m井段有流量的台阶变化，说明射孔层上部强吸水。关井2小时静温也在2463-2469m井段有低温显示。很可能上部岩石物性较好，由于注水的长期冲刷作用，近井地带被冲刷出现较大孔道，同位素被推往深部伽马探头探测不到了。依据超声波流量的频率变化情况，参考流温和关井恢复井温曲线，得出相对吸水量的解释成果
4结论
1 由于存在井筒沾污、同位素沉淀、同位素上返不到油层、同位素下不到油层等问题，因此，同位素法已不适合地面油套分注井、偏心配水器井下分注井的吸水剖面测试。建议对地面油套分注井、偏心配水器井下分注井的吸水剖面采用脉冲中子氧活化法测试。
2 由于陆东油田21井区所测的吸水剖面中有很多井在吸水层位置同位素强度很低，有些井甚至在强吸水段没有同位素异常反映，因此，以同位素法为主要测试手段已不能满足陆东油田21井区吸水剖面的测试要求。建议对于不同的井可以区别对待，能用同位素法解决的尽量用该方法解决。用同位素法解决不了的，可采用其他吸水剖面测试方法来解决，如连续流量法、脉冲中子氧活化法等。而对于井筒较脏、砂埋、井底抬高的井，可以先冲砂洗井，然后再用连续流量法测。
关键词：吸水剖面 同位素示踪法 超声波流量法 连续流量法 脉冲中子氧活化法
【分类号】：P631.8
0 引 言
油田储层的低渗透、非均质问题一直困扰着新疆油田的注水高效开发。由此导致的吸水剖面不均衡，需要采取分层注水的方式加以解决。注水井的注水方式主要有笼统注水、油套地面分注和偏心配水器井下分注等方式。在油层低渗透的条件下，水井注入量低，老油田普遍进入高含水、超高含水开发阶段，层间性质差异更大，注聚合物水溶液等三次采油技术的大规模应用，使吸水剖面测试难度加大。由于受同位素沾污、深穿透射孔与地层大孔道等因素的影响，放射性同位素示踪法（以下简称同位素法）测试资料的准确性变差，难以适应复杂开发条件下吸水剖面的测试要求。超声波流量法、连续流量法、示踪相关流量法、电磁流量法、脉冲中子氧活化法等作为同位素法测试吸水剖面的重要补充，在实际应用中取得了令人满意的效果。
1 问题提出
吸水剖面测试是油田动态监测的重要内容，取得可供油田动态研究人员开展动态研究的、品质优异的吸水剖面是生产测井工作者需要认真解决的问题。目前吸水剖面测试方法有很多种，但每一种方法都有其特点和适用范围。新疆油田公司所属各油田注水井的注水方式是多种多样的，油层的地质情况也是纷繁复杂的。在多年的生产实践中，使用不同的吸水剖面测试方法对不同条件下的注水井进行测试。通过对多年所使用的各种吸水剖面测试方法所取得的测试结果的分析和研究，力求解决目前新疆油田吸水剖面测试存在的问题。
2吸水剖面测试方法简介
目前吸水剖面测试方法主要有同位素法、超声波流量法、连续流量法、示踪相关流量法、电磁流量法、脉冲中子氧活化法等等，可以起辅助判断作用的还有温度测井方法。
在克拉玛依油田测吸水剖面采用的是同位素吸水剖面测试法、超声波流量法、连续流量法、脉冲中子氧活化法等方法，尚未开展示踪相关流量法和电磁流量法。
同位素法是目前新疆油田吸水剖面测试的主要方法，其他测试方法只能作為同位素法的补充。
2.1同位素吸水剖面测试方法
在放射性同位素示踪吸水剖面测井中，是用放射性同位素以一定的方法或方式吸附或结合于固相载体的物质中，制成一种放射性同位素示踪剂。在注水井正常注水条件下使用时，在井中释放时要求在测试层以上100m处释放，以使放射性同位素示踪剂能在注水井中形成悬浮液。然后，该悬浮液被注入水向测试层挤压，由于地层的过滤作用，水和放射性同位素示踪剂被分离开来，水被挤入地层，而放射性示踪剂则滤积在地层表面，这样就在井壁上形成了一段一段的人工活化层。在示踪剂选择合理和正确的施工条件下，地层的吸水量与所滤积的放射性同位素示踪剂的强度成正比。使用的放射性示踪剂为：131Ba-GTP微球，放射性半衰期为11.6天，粒径为100-300 um、300-600um、600-900um、900-1200um等四种规格，密度为1.06g/cm3，略高于水的密度。 根据地层不同的渗透性和地层厚度，选择不同的同位素粒径和用量。在较难选择时，就进行大中小混合使用。一般要保证同位素用量尽量多一些，以满足地层滤积的需要。
2.2超声波流量吸水剖面测试方法
超声波流量计采用超声波测量电路测量超声波在流体中顺逆流传播的速度差，进而得到流体速度，通过标定的过程可得到流体速度与管道流量之间的定量关系，从而可在实际应用中测量管道流体的流量，也称为传播速度法。
传播速度法超声波流量计示意图如图1所示，外径为38mm的流管中装有两个超声波换能器，换能器间距为常数，入口在下，出口在上。流体从入口进入，经过两个超声波换能器从出口流出，出口上面是温度计和压力计，两个换能器交替发射和接收声波脉冲。
仪器上部和下部各加一个扶正器以便使其居中。管道中声波传播有四个通道，第一个经流管壁反射到接收器；第二个是沿流管壁滑行传播的滑行波；第三个是在仪器和环管流体中传播的波；第四个是经流体直接 传播的直达波。传播速度法是测量直达波到达探测器的时间，两个换能器之间的距离为L，声波的传播速度为C，均为常数。超声波流量计利用超声波发生器发射超声波，发射后进入被测流体中。当超声波在流体中传播时，将载上流体流速的信息。而实际测得的是频率值，可根据频率差，利用公式ν=Δf·L/2，可求出流体速度ν，进而求得流体流量。
2.3温度测井方法
生产测井中温度仪测量温度通常采用的是金属热敏电阻，并通过惠斯通电桥电路实现，把温度引起的电阻变化转换成电压信号输出。测井时，可以测到温度随深度变化的曲线。
井筒中温度分布的一般规律是，当流体被注入或从井内产出时，井筒温度会偏离地层温度。生产井中，生产层上的流体温度部要高于地层温度，因此井筒温度大于相应地层温度。注入水温度通常低于地层温度，因此井筒温度就比相应的地层温度低，关井恢复温度出现低温异常处即为吸水部位。
2.4脉冲中子氧活化测井
脉冲中子氧活化测井是一种测量水流速度的测井方法。氘氚反映加速器中子源发射14MeV快中子可以和水中的氧核发生反应：n+16O→16N+p，而反应产生的16N要以7.13S的半衰期进行衰变，其反应式为：16N→16O+γ16N衰变发射出的γ射线能量不是单一的，主要是6.13MeV能量的γ射线。通过对16N发射的γ射线进行探测，可以知道仪器周围16O的分布，从 而判断出仪器周围水流动的情况。
3 现场应用
实例1：6153井吸水剖面，射孔层上没有同位素滤积。2013年4月23日测吸水剖面，射孔层上没有同位素滤积，而是沉淀到了下面。超声波流量显示2463-2469m井段有流量的台阶变化，说明射孔层上部强吸水。关井2小时静温也在2463-2469m井段有低温显示。很可能上部岩石物性较好，由于注水的长期冲刷作用，近井地带被冲刷出现较大孔道，同位素被推往深部伽马探头探测不到了。依据超声波流量的频率变化情况，参考流温和关井恢复井温曲线，得出相对吸水量的解释成果
4结论
1 由于存在井筒沾污、同位素沉淀、同位素上返不到油层、同位素下不到油层等问题，因此，同位素法已不适合地面油套分注井、偏心配水器井下分注井的吸水剖面测试。建议对地面油套分注井、偏心配水器井下分注井的吸水剖面采用脉冲中子氧活化法测试。
2 由于陆东油田21井区所测的吸水剖面中有很多井在吸水层位置同位素强度很低，有些井甚至在强吸水段没有同位素异常反映，因此，以同位素法为主要测试手段已不能满足陆东油田21井区吸水剖面的测试要求。建议对于不同的井可以区别对待，能用同位素法解决的尽量用该方法解决。用同位素法解决不了的，可采用其他吸水剖面测试方法来解决，如连续流量法、脉冲中子氧活化法等。而对于井筒较脏、砂埋、井底抬高的井，可以先冲砂洗井，然后再用连续流量法测。