專利名稱：放射性能譜示蹤吸水剖面測(cè)井法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于石油地球物理勘探測(cè)井領(lǐng)域，特別是用于油田注水井吸水剖面的放射性示蹤測(cè)量方法。
在油田開(kāi)發(fā)時(shí)，為提高采收率，大量使用以水驅(qū)油的注水開(kāi)發(fā)方法。通過(guò)向在采油井附近鉆的注水井注水，使水進(jìn)入與產(chǎn)油層相通的吸水層，驅(qū)動(dòng)原油從產(chǎn)油井產(chǎn)出。以注水井的軸線為軸有一鋼質(zhì)注水管(常被稱為油管)，其外套有一鋼質(zhì)套管，此套管和地層之間用水泥固結(jié)，形成一水泥環(huán)。對(duì)吸水層部位的套管及水泥環(huán)射孔，使由油管注入的水由此進(jìn)入吸水層，而未經(jīng)射孔的地層則不應(yīng)該進(jìn)水。為科學(xué)合理地開(kāi)發(fā)油田，就是盡可能準(zhǔn)確地測(cè)量注水井中各吸水層的吸水能力。該作業(yè)被稱為吸水剖面測(cè)井。當(dāng)前使用的吸水剖面測(cè)井法是放射性示蹤同位素吸水剖面測(cè)井法。該方法簡(jiǎn)單步驟如下，將制備成微粒狀的發(fā)射伽馬射線的放射性同位素(常用的有131Ba，131I和113mIn)隨水一起注入井中，當(dāng)水進(jìn)入地層時(shí)這些放射性微粒就被濾集在地層表面。地層吸水越多濾集其上的放射性同位素就越多。通過(guò)油管放下一支測(cè)量伽馬射線計(jì)數(shù)率的儀器(常稱為油管放射性測(cè)井儀)，用它先后測(cè)得各地層固有的自然伽馬射線計(jì)數(shù)率和濾集放射性同位素后的伽馬射線計(jì)數(shù)率，得到該井的伽馬射線總計(jì)數(shù)率測(cè)井曲線。認(rèn)為各地層的伽馬射線計(jì)數(shù)率的凈增值與該地層的吸水量成正比，從而由伽馬射線總計(jì)數(shù)率測(cè)井曲線推算出地層的相對(duì)吸水量。但前述放射性示蹤同位素吸水剖面測(cè)井法存在著“沾污”和“漏失”等缺點(diǎn)。所謂“沾污”是指在油管或套管接箍，偏心配水器、封隔器以及粘附有原油、結(jié)蠟等污垢或有腐蝕的套管內(nèi)壁和油管內(nèi)外壁處，因吸附了示蹤同位素而導(dǎo)至測(cè)得異常高的伽馬射線計(jì)數(shù)率。據(jù)統(tǒng)計(jì)，出現(xiàn)此類異?，F(xiàn)象的井的比率高達(dá)92.6％，其中嚴(yán)重沾污而無(wú)法計(jì)算吸水量的比率為16.4％。對(duì)此所實(shí)施的一種改進(jìn)辦法是采用表面活性劑和洗井，可以減少沾污，但不能完全解決問(wèn)題。在1990年出版的《地球物理測(cè)井》雜志的Vol14，No.6，P.405-414中刊載了呂志強(qiáng)的題為“同位素吸水剖面測(cè)井中沾污的控制與校正方法”的文章。該文中的方法對(duì)不同類型的沾污給出了各自的校正系數(shù)。在做校正前首先要根據(jù)不同的沾污類型和程度選用相應(yīng)的校正系數(shù)，對(duì)所得到的地層相對(duì)吸水量進(jìn)行修正。用這種方法，只要沾污類塑判斷正確，一般可得出較準(zhǔn)確的相對(duì)吸水量。但在判斷沾污類型及其程度有困難時(shí)，此方法的誤差就很大。所謂“漏失”是指在某些孔道大于同位素示蹤劑粒徑的地層，示蹤劑可能經(jīng)由大孔道流入地層深部而不是濾集在表面。雖然該地層吸水量很大，但測(cè)得的伽馬射線計(jì)數(shù)率卻反常地呈現(xiàn)低值。趙大扶在題為“大粒徑同位素吸水剖面測(cè)井試驗(yàn)的分析”的文章里提出了一種解決方案，該文刊于1992年《測(cè)井技術(shù)》Vol.16，No.1，P.66-70里。該方案的主要點(diǎn)是采用大粒徑示蹤劑，它可以在一定程度上改善對(duì)所投入的示蹤劑的漏失，而減小所測(cè)結(jié)果的誤差，但仍不能達(dá)到令人滿意的效果。
本發(fā)明的目的在于提供一種放射性示蹤吸水剖面測(cè)井法。該方法能判斷所測(cè)得的伽馬射線計(jì)數(shù)率是正常還是異常，如果是異常再判斷是沾污還是漏失所致，并識(shí)別出沾污類型和漏失程度，給出較準(zhǔn)確的校正。以提高放射性示蹤吸水剖面測(cè)井的精度。
本發(fā)明以如下方式實(shí)現(xiàn)。
本發(fā)明的放射性能譜示蹤吸水剖面測(cè)井法包括如下幾個(gè)步驟。第一步向待測(cè)注水井投入放射性同位素示蹤劑，該示蹤劑能發(fā)射出至少兩個(gè)足夠遠(yuǎn)離能量峰值的伽馬射線。第二步將過(guò)油管放射性測(cè)井井下儀置入待測(cè)井中，連續(xù)測(cè)量該井中目的井段上殘留的示蹤劑所發(fā)射的伽馬射線總計(jì)數(shù)率，將計(jì)數(shù)率信號(hào)轉(zhuǎn)化成電信號(hào)，然后把測(cè)得信號(hào)傳輸至地面儀并記錄之，最后形成總計(jì)數(shù)率曲線。所用的過(guò)油管放射性測(cè)井井下儀里有至少兩道的多道能譜分析器，多道能譜分析器按預(yù)定的能譜段分段記錄各自能譜段的伽馬射線計(jì)數(shù)率并產(chǎn)生相應(yīng)的曲線。前述有能譜分析器(10)的測(cè)井儀預(yù)先要進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)刻度井中的刻度處理。第三步將所測(cè)得的各計(jì)數(shù)率曲線應(yīng)用伽馬能譜解譜法進(jìn)行能譜解釋處理，然后依據(jù)解釋結(jié)果對(duì)總計(jì)數(shù)率曲線進(jìn)行修正。第四步依據(jù)修正過(guò)的總計(jì)數(shù)率曲線計(jì)算出各地層的相對(duì)吸水量。
前述第二步中所述的刻度處理步驟如下。
(a)設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)刻度井，該井由自里向外同軸順序套疊安裝的油管、套管、水泥環(huán)和模擬地層共同組成，里面充滿水；(b)在套管的一定部位上自里向外沿徑向穿透油管、套管、水泥環(huán)和模擬地層制作模擬射孔；(c)將待該度測(cè)井井下儀下入油管中，并使井下儀探測(cè)頭晶體靠近模擬射孔，并設(shè)其中的能譜分析器道數(shù)為m；(d)在模擬射孔里置入適合的示蹤劑或可用的替代放射性源；(e)沿模擬射孔移動(dòng)示蹤劑，使之在依據(jù)精度要求而設(shè)定的n個(gè)位置上停留，并同時(shí)在每個(gè)停留位置測(cè)量m道伽馬射線計(jì)數(shù)率，前述n個(gè)位置可以是油管內(nèi)外壁、套管內(nèi)外壁、水泥環(huán)外壁、地層內(nèi)等；(f)將所測(cè)得伽馬射線計(jì)數(shù)率按井下儀外壁加以歸一化，這樣就得到了n張m道標(biāo)準(zhǔn)譜。
前述第三步中所述的伽馬能譜解譜法可以是最小二乘法，其具體步驟如下。
(a)將第j號(hào)刻度位置上測(cè)得的標(biāo)準(zhǔn)譜用一個(gè)由m行元素構(gòu)成的列向量Aj表示(j＝1～n)，總共n個(gè)刻度位置可得n張標(biāo)準(zhǔn)譜，亦有n個(gè)列向量，從而構(gòu)成m×n矩陣A，稱之為譜儀響應(yīng)矩陣，其矩陣元素記為aij，(i＝1～m，j＝1～n)，i表示譜的道號(hào)，j表示標(biāo)準(zhǔn)譜號(hào)，即刻度井中的示蹤劑刻度位置號(hào)；(b)將刻度好的測(cè)井儀按前述方法進(jìn)行實(shí)地測(cè)井，在每個(gè)測(cè)井位置上，可得到m道計(jì)數(shù)率譜(不做歸一化處理)，用一個(gè)由m行元素bi構(gòu)成的列向量B表示(i＝1～m)；(c)前述實(shí)測(cè)計(jì)數(shù)率譜B是可能存留在井的徑向的某一射孔路徑上各位置的示蹤劑共同貢獻(xiàn)的結(jié)果，設(shè)位置j上的存留示蹤劑對(duì)B的貢獻(xiàn)份額為xj(j＝1～n)，則產(chǎn)生了xj構(gòu)成的一個(gè)有n行元素的列向量X；
(d)前述三個(gè)列向量A，X和B滿足如下方程AX＝B(1)式(1)是m個(gè)線性方程構(gòu)成的包含幾個(gè)未知數(shù)xj的線性方程組，可用一般的數(shù)學(xué)方法例如最小二乘法求解其中的未知數(shù)xj；(e)依據(jù)上步驟(d)求得的各xj，并對(duì)照在刻度處理步驟中所賦與各j的空間位置的物理含義，就可以判斷沾污狀況，例如對(duì)套管以內(nèi)的各j位置上的xj如有顯著數(shù)值時(shí)，則可判定在該測(cè)井位置上發(fā)生了沾污，同樣對(duì)于地層上各j位置上的xj如有顯著數(shù)值時(shí)，可判定在該測(cè)井位置上有漏失發(fā)生了；(f)以于判斷有發(fā)生漏失和沾污的測(cè)井位置，從該位置上的總計(jì)數(shù)率數(shù)值中，按xj的數(shù)值減除因沾污所帶來(lái)的份額，增補(bǔ)因漏失所造成的部分，然后繼續(xù)前述第四步。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)如下。
本發(fā)明的放射性能譜示蹤吸水剖面測(cè)井法中利用了放射性伽馬射線在物質(zhì)中傳播時(shí)會(huì)發(fā)生“譜硬化”的原理，即不同能量的伽馬射線在物質(zhì)中穿過(guò)時(shí)，其相對(duì)強(qiáng)度會(huì)發(fā)生變化，高能量射線的衰減相對(duì)比低能量射線慢，利用二者的比值隨距離的單值對(duì)應(yīng)關(guān)系，在刻度過(guò)程中“記住”這個(gè)相對(duì)強(qiáng)度比值，在實(shí)際測(cè)井如有相同比值的點(diǎn)即可反推出該點(diǎn)示蹤劑的空間留存的相對(duì)位置，從而判斷出該點(diǎn)的計(jì)數(shù)率值是沾污，漏失或者正常濾積之中哪一種情況，或者計(jì)算它們所作貢獻(xiàn)的比例關(guān)系。從而為修正總計(jì)數(shù)率曲線提供更合理更可靠的手段，也就提高了放射性示蹤吸水剖面測(cè)井的精確度。


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圖1是本發(fā)明的放射性能譜示蹤吸水剖面測(cè)井法的實(shí)施狀態(tài)示意圖。
圖2是本發(fā)明的測(cè)井法所依據(jù)的理論計(jì)算模型圖。
圖3是本發(fā)明的測(cè)井法中注水井的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4是本發(fā)明的測(cè)井法中所使用井下儀的主要構(gòu)成部分電路方框圖。
圖5是本發(fā)明的測(cè)井法在實(shí)施測(cè)井是所測(cè)計(jì)數(shù)率曲線簡(jiǎn)化圖。
圖6是本發(fā)明的測(cè)井法在刻度時(shí)使用的刻度模型井與刻度結(jié)果對(duì)應(yīng)圖。
下邊結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明加以詳述。
放射性示蹤吸水剖面測(cè)井法中所述注水井的結(jié)構(gòu)如圖3所示，其中，地層1中有井眼6，井眼6的中心是過(guò)油管4，過(guò)油管4之外套有套管3，在地層1和套管3之間固化有水泥環(huán)2，水從井口注入，經(jīng)過(guò)油管4進(jìn)入井下，沿箭頭所示方向運(yùn)行進(jìn)入吸水層，測(cè)井中所用的示蹤劑隨水注入井中一并運(yùn)行。
本發(fā)明的放射性能譜示蹤吸水剖面測(cè)井法的測(cè)井工作狀態(tài)的示意圖如圖1所示。由地層1，水泥環(huán)2，套管3、過(guò)油管4，井眼6組成的井中，在過(guò)油管4中有井下儀5，通過(guò)電纜7將井下儀5懸吊于井眼6中，信號(hào)通電纜7傳輸至地面儀8。井下儀5的電路方框圖如圖4，其中有閃爍晶體9，多道能譜分析器10，以及放大器11共同組成。
本發(fā)明的測(cè)井法所依據(jù)的物理原理如下。從放射性同位素發(fā)出的伽馬射線有種種不同的能量，這些伽馬射線穿過(guò)物質(zhì)時(shí)，它們的絕對(duì)強(qiáng)度都會(huì)因物質(zhì)對(duì)它們的吸收而減弱，而同時(shí)其相對(duì)強(qiáng)度也會(huì)發(fā)生變化。此時(shí)有兩種主要變化趨勢(shì)，其一，在中低能范圍內(nèi)，高級(jí)射線的穿透能力比低能射線強(qiáng)，使得穿過(guò)同樣的物質(zhì)后，高能射線的相對(duì)強(qiáng)度增加而低能部分相對(duì)減弱，發(fā)生所謂“譜硬化現(xiàn)象”。其二，部分高能射線因康普頓散射作用而變成能量較低射線，會(huì)在一定程度上削弱譜硬化現(xiàn)象。一般地說(shuō)，選擇能量合適的伽馬射線束，穿過(guò)的物質(zhì)密度越大，Z值越高，物質(zhì)厚度越厚，其譜硬化現(xiàn)象越明顯。而石油礦場(chǎng)的注水井中的鋼質(zhì)套管和過(guò)油管的密度和Z值都比較大，由它們引起的譜硬化現(xiàn)象比較明顯。通過(guò)對(duì)譜硬化程度的測(cè)量，就可以判斷射線是否未穿過(guò)油管，或者只穿過(guò)了油管，或者同時(shí)穿過(guò)油管和套管，就可以判斷所投入的示蹤劑是否是沾污于油管內(nèi)外壁和套管內(nèi)壁。若判定射線穿過(guò)油管和套管但沒(méi)有深入地層，則示蹤劑是正常濾集。同樣對(duì)于深入地層一定深度的示蹤劑也可以判斷出來(lái)，也就所謂漏失。
對(duì)于本發(fā)明的測(cè)井法的測(cè)量結(jié)果，可以用近似的算法來(lái)求解。以圓筒面源模型代替實(shí)際井中狀況，圖2是這種模型的簡(jiǎn)圖。其中有一個(gè)三維直角座標(biāo)系，以Z軸代表井軸，在一個(gè)半徑為R，高為H的園簡(jiǎn)表面上均勻地分布著放射性源。此面源的單位面積上在單位時(shí)間里發(fā)射的伽馬射線總數(shù)為Q，其中能量為E的伽馬射線所占的份額記為q(E)。
圓筒面源內(nèi)為多層同軸圓環(huán)介質(zhì)，各介質(zhì)的厚為Δri，它對(duì)能量為E的伽馬射線的線性吸收系數(shù)為μi(E)。
圓筒中心點(diǎn)有一探測(cè)閃爍晶體，它對(duì)能量為E的伽馬射線的本征效率為η(E)。
經(jīng)過(guò)微積分運(yùn)算，最后得到由能量為E的未經(jīng)散射的直射伽馬射線與探測(cè)閃爍晶體作用而產(chǎn)生的計(jì)數(shù)率N(E)，其表達(dá)式為N(E)＝Qη(E)q(E)F(R.E)(1)在實(shí)際情況中，還有經(jīng)過(guò)散射的伽馬射線進(jìn)入探測(cè)晶體，因此對(duì)式(1)。應(yīng)加上散射修正因子B(r，E)的作用，得到下式N(E)＝Qη(E)q(E)B(r，E)F(R，E)(2)在式(2)中F(R,E)=∫oe-b(R,E)seo0do而式(3)中的b(R，E)＝∑Δriμi(E)(4)而式(4)中的∑Δri＝R(5)∑q(Ej)＝1 (6)在前述表達(dá)式(2)中，η(E)取決于探測(cè)閃爍晶體，q(E)取決于示蹤劑，它們與介質(zhì)無(wú)關(guān)。測(cè)井儀和示蹤劑造成之，它們不再改變。F(R，E)是介質(zhì)厚度Δri和線性吸收系數(shù)μi(E)的乘積的非常靈敏的函數(shù)。當(dāng)伽馬射線能量在100kev數(shù)量級(jí)范圍時(shí)，μi(E)近似與E0.8成反比，因而指數(shù)函數(shù)的積分F(R，E)值隨射線能量減小而急速變小。F(R，E)定量地描述了譜硬化現(xiàn)象，其值可以由理論上相當(dāng)精確地計(jì)算出來(lái)。散射修正因子B(r，E)與探測(cè)晶體的周圍環(huán)境及射線能量有關(guān)，它們的影響遠(yuǎn)沒(méi)有F(R，E)那樣顯著，B(r，E)定量地描述了對(duì)譜硬化現(xiàn)象的削弱作用，一般需要實(shí)驗(yàn)中測(cè)定。
驗(yàn)證本方法的實(shí)際測(cè)量曲線如圖5，其中使用的放射性源為131Ba，為了能表達(dá)清楚圖中只畫(huà)出了兩條曲線，橫軸為伽馬射線的能量，縱軸為相對(duì)計(jì)數(shù)率，曲線A是將放射性源置于油管內(nèi)壁，曲線B是將放射性源置于套管外壁時(shí)測(cè)得的相對(duì)計(jì)數(shù)率能譜曲線。從曲線的變化可以看出曲線A在100kev附近的計(jì)數(shù)率峰值和在500kev附近的峰值相差很小，而曲線B中兩點(diǎn)的峰值差別很大，明顯觀察出譜硬化現(xiàn)象。曲線A是在伽馬源置于油管內(nèi)壁時(shí)測(cè)出的能譜曲線，這時(shí)在伽馬源和探測(cè)晶體之間沒(méi)有鋼管或地層隔開(kāi)；而曲線B是在伽馬源置套管外壁時(shí)測(cè)出的能譜曲線，這時(shí)源與晶體之間隔有兩層鋼管。
根據(jù)本發(fā)明的測(cè)井法做出如圖4的刻度結(jié)果，為方便對(duì)照將井眼的半邊狀況經(jīng)簡(jiǎn)化與結(jié)果相對(duì)應(yīng)地畫(huà)在下邊。圖中以j代表示蹤劑在模型刻度井的刻度停留位置。這里列舉8個(gè)位置I 井下儀外壁II油管內(nèi)壁III 油管外壁IV套管內(nèi)壁V 套管外壁(已射孔部分)VI套管外壁(未射孔部分)VII 水泥環(huán)外壁VIII 進(jìn)入地層150mm
圖6中曲線座標(biāo)的橫座標(biāo)為井眼半徑，縱座標(biāo)為高低能峰的比。曲線a為計(jì)算所得的高低能峰面積比，曲線b為實(shí)驗(yàn)所得的高低能蜂面積比，曲線c為實(shí)驗(yàn)所得的高低能道計(jì)數(shù)率比。各刻度結(jié)果對(duì)儀器外壁歸一。
實(shí)施例一。
簡(jiǎn)化式高低能道計(jì)數(shù)率比法。在本實(shí)施例中，以放射性同位素131Ba作為示蹤劑里伽馬射線發(fā)射源材料。放射性能譜示蹤測(cè)井儀的井下儀中的多道分析器的道數(shù)為三道。
第一道的能量寬度為100kev—170kev。
第二道的能量寬度為170kev—430ev。
第三道的能量寬度為430kev以上。
將三道各自測(cè)得的計(jì)數(shù)率逐點(diǎn)相加即得總計(jì)數(shù)率。
刻度時(shí)采前述的方法處理，在刻度過(guò)程中測(cè)得的計(jì)數(shù)率按如下公式求比值Pk。 最終得到如圖6中的曲線C。實(shí)測(cè)井時(shí)如上邊類似的方法求比值Pc，只不過(guò)該道的計(jì)數(shù)率是實(shí)測(cè)時(shí)的數(shù)值，然后將PC值大于位置IV的那些點(diǎn)上的總計(jì)數(shù)率曲線的計(jì)數(shù)率減去，再繼續(xù)往下進(jìn)行。
此實(shí)施例的方法簡(jiǎn)單易行，但誤差較大。
實(shí)施例二。
高低能峰面積比法。放射性示蹤劑如實(shí)例一。井下儀中的多道分析器的道數(shù)要較多。那么在低能峰段如100kev—150kev，高能峰段如450kev-550kev，每段中都有較多道時(shí)，將測(cè)量結(jié)果畫(huà)出來(lái)如圖5所示的一定形狀的能峰形曲線，求出各能峰的面積后如實(shí)施例一的方法求比值，其余處理方法與上相似。
實(shí)施例三。
最小二乘法。此法中所用放射性示蹤劑仍如實(shí)施例一，而所用的能譜測(cè)井儀的道數(shù)為m道。這里要求m＞n，n是刻度處理時(shí)示蹤劑在模擬射孔中停留位置數(shù)，其作過(guò)程如本發(fā)明的前述方法，示得矩陣元素為aij的譜儀響應(yīng)矩陣A，(其中i＝1－m；j＝1－n)在實(shí)測(cè)井中得到m行元素bi構(gòu)成列向量B，再設(shè)位置j對(duì)B的貢獻(xiàn)份額為xj，對(duì)于各xj(j＝1－n)構(gòu)成有n行元素的列向量X，求解方程AX＝B以最小二乘法求解，以解得的各xj來(lái)判斷如何修正總計(jì)數(shù)曲線，j≤4是沾污，ji≥7是漏失，二者之間是正常濾集，j≤4的xj份額減去，j≥7的xj份額加上，4＜j＜7的xj份額不變。其余步驟仍繼續(xù)前述方法。
權(quán)利要求
1.一種放射性能譜示蹤吸水剖面測(cè)井法，由如下各步驟組成第一步向待測(cè)注水井(6)投入放射性同位素示蹤劑；第二步將過(guò)油管放射性測(cè)井井下儀(5)置入待測(cè)井中，連續(xù)測(cè)量該井中目的井段上殘留的示蹤劑所發(fā)射的伽馬射線總計(jì)數(shù)率，將計(jì)數(shù)率信號(hào)轉(zhuǎn)化成電信號(hào)，然后把測(cè)得信號(hào)傳輸至地面儀(8)并記錄之，最后形成總計(jì)數(shù)率曲線；第三步對(duì)總計(jì)數(shù)率曲線進(jìn)行修正；第四步依據(jù)修正過(guò)的總計(jì)數(shù)率曲線計(jì)算出各地層的相對(duì)吸水量；其特征在于，前述第一步中所述的示蹤劑能發(fā)射出至少兩個(gè)足夠遠(yuǎn)離能量峰值的伽馬射線；前述第二步中所述的過(guò)油管放射性測(cè)井井下儀(5)里有至少兩道的多道能譜分析器(10)，多道能譜分析器(10)按預(yù)定的能譜段分段記錄各自能譜段的伽馬射線計(jì)數(shù)并產(chǎn)生相應(yīng)的曲線，前述有能譜分析器(10)的測(cè)井儀預(yù)行要進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)刻度井中的刻度處理；前述第三步的修正應(yīng)是將所測(cè)得的各計(jì)數(shù)率曲線應(yīng)用伽馬能譜解譜法進(jìn)行能譜解釋處理，然后依據(jù)解釋結(jié)果對(duì)總計(jì)數(shù)率曲線進(jìn)行修正；前述第二步中所述的刻度處理步驟如下(a)設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)刻度井，該井由自里向外同軸順序套疊安裝的油管、套管、水泥環(huán)和模擬地層共同組成，里面充滿水；(b)在套管的一定部位上自里向外沿徑向穿透油管、套管、水泥環(huán)和模擬地層制作模擬射孔；(c)將待刻度測(cè)井井下儀(5)下入油管中，并使井下儀(5)的探測(cè)頭晶體(9)靠近模擬射孔，并設(shè)其中的能譜分析器(10)的道數(shù)為m；(d)在模擬射孔里置入適合的示蹤劑或可用的替代放射性源；(e)沿模擬射孔移動(dòng)示蹤劑，使之在依據(jù)精度要求而設(shè)定的幾個(gè)位置上停留，并同時(shí)在每個(gè)停留位置測(cè)量m道伽馬射線計(jì)數(shù)率，前述幾個(gè)位置可以是油管內(nèi)外壁、套管內(nèi)外壁、水泥環(huán)外壁、地層內(nèi)等；(f)將所測(cè)得伽馬射線計(jì)數(shù)率按井下儀外壁加以歸一化。這就得到幾張m道標(biāo)準(zhǔn)譜，至此刻度處理完成；前述第三步中所述的伽馬能譜解譜法的具體步驟如下(a)將第j號(hào)刻度位置上測(cè)得的標(biāo)準(zhǔn)譜用一個(gè)由m行元素構(gòu)成的列向量Aj表示(j＝1～n)，總共n個(gè)刻度位置可得n張標(biāo)準(zhǔn)譜，亦有n個(gè)列向量，它們構(gòu)成m×n矩陣A，稱之為譜儀響應(yīng)矩陣，其矩陣元素記為aij(i＝1～m，j＝1～n)，i表示譜的道號(hào)，j表示標(biāo)準(zhǔn)譜號(hào)，即刻度井中的示蹤劑刻度位置號(hào)；(b)將刻度好的測(cè)井儀按前述方法進(jìn)行實(shí)地測(cè)井，在每個(gè)測(cè)井位置上，可得到m道計(jì)數(shù)率譜(不做歸一化處理)，用一個(gè)由m行元素bi構(gòu)成的列向量B表示(i＝1～m)；(c)前述實(shí)測(cè)計(jì)數(shù)率譜B是可能存留在井的徑向的某一射孔路徑上各位置的示蹤劑共同貢獻(xiàn)的結(jié)果。設(shè)位置j上的存留示蹤劑對(duì)B的貢獻(xiàn)份額為xj(j＝1～n)，則產(chǎn)生了xj構(gòu)成的一個(gè)有n行元素的列向量X；(d)前述三個(gè)列向量A，X和B滿足下列方程AX＝B (1)式(1)是m個(gè)線性方程構(gòu)成的包含n個(gè)未知數(shù)xj的線性方程組，可用一般的數(shù)學(xué)方法求解；(e)依據(jù)上步驟(d)求得和各xj，對(duì)照在刻度處理步驟中所賦與各j的空間位置的物理含義，就可以判斷沾污和漏失的情況，例如對(duì)套管以內(nèi)的各j位置上x(chóng)j如有顯著數(shù)值時(shí)，則可以判定在該測(cè)井位置上發(fā)生了沾污，同樣對(duì)于地層中各j位置上的有顯著數(shù)值的xj，可判定在該測(cè)井位置上有漏失發(fā)生了；(f)對(duì)于判斷有發(fā)生沾污和漏失的測(cè)井位置，從該位置上的總計(jì)數(shù)率數(shù)值中，按xj的數(shù)值減除因沾污所帶來(lái)的份額，增補(bǔ)因漏失所造成的份額。
全文摘要
本發(fā)明提供一種放射性能譜示蹤吸水剖面測(cè)井法。屬于石油地球物理勘探放射性測(cè)井領(lǐng)域。往注水井內(nèi)投入足夠?qū)捘芰孔V的放射性伽馬射線示蹤劑，以經(jīng)過(guò)刻度處理的內(nèi)裝有多道能譜分析器的過(guò)油管放射性能譜測(cè)井井下儀置入井中，測(cè)量示蹤劑發(fā)射的計(jì)數(shù)率能譜，將所測(cè)能譜與標(biāo)準(zhǔn)刻度能譜加以比較，依據(jù)譜硬化原理，可以分辨出示蹤劑在射孔道內(nèi)的存留位置，也亦識(shí)別出示蹤是否處于沾污和漏失狀態(tài)，從而為吸水剖面曲線提供了合理而可靠的修正，較大幅度提高了示蹤吸水剖面測(cè)井法的精確度。
文檔編號(hào)G01V5/04GK1115001SQ94108459
公開(kāi)日1996年1月17日 申請(qǐng)日期1994年7月15日 優(yōu)先權(quán)日1994年7月15日
發(fā)明者彭琥, 魯保平 申請(qǐng)人:西安石油勘探儀器總廠