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测井基础常识

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测井 基础 常识
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1绪 论 地球物理测井也叫油矿地球物理或矿场地球物理测井,简称测井。它是将地质信息转换成物理信号,然后再把物理信号反演回地质信息的一种技术。 石油测井技术的发展起源于 1921 年,并获得实验成功。 直到 1927 从而诞生了在井眼内进行 “电测井”的地球物理测井技术。 1939 年,著名地球物理学家翁文波先生和几位石油界前辈在四川石油沟一号井测出了中国第一条电阻率曲线,成为我国测井的开端。 近 80 年来,测井仪器经历了五次更新换代,即第一代半自动测井仪、第二代全自动测井仪、第三代数字测井仪、第四代数控测井仪、第五代成像测井仪。 地球物理测井是一门应用物理学的方法原理,采用电子仪器观测钻井内信息的技术学科。20 世纪 20 年代以来,由于油气勘探开发的需要,地球物理测井伴随着科学技术的进步而不断发展。测井方法已由起初单一的电阻率测量,发展到目前的电、磁、声、核、热、力、光等多种物理性质的测量;测井技术已由原始的手工测井,发展为后来的自动化测井和数字记录测井,以至发展到目前高级的数控测井和成像测井。 地球物理测井作为一门技术学科,其显著特点是技术与学科的紧密结合,甚至可以说是融合在一起的。但是与其它技术学科一样,测井技术的发展同样离不开学科发展的支撑。 学科的属性而言,地球物理测井是一门应用物理学,其主要是应用物理学的方法和原理去研究解决有关问题的。但是从学科的横断面看,地球物理测井又属于一门观测学科。透过现代科学技术的大背景观察,可以发现地球物理测井与工学、农学、医学的一些观测方法和技术,有许多共同和相似之处。因此,其它观测学科的方法和技术,地球物理测井可以引用或借鉴。例如,医学核磁共振成像检测就为核磁共振测井的发展提供了很好的借鉴。 从学科特点来看,地球物理测井可以说是一门多学科交叉渗透的、综合性的技术学科。虽然测井学科的方法理论和应用基础是物理学,但是测井具体采用电子仪器观测钻井内信息以及对于信息的处理,必须依靠电子学和信息学的支撑。当应用测井信息去研究解决有关地质和工程问题时,还必须具备地质工程和石油工程学学科的有关知识。因此地球物理测井学科的特点,具体说是以物理学为基础、以电子学和信息学为支撑、以地质学和石油工程学为依托的技术学科。 2广义而言,地球物理测井应该属于信息技术,是一种主要针对油气和其它资源、矿产勘探开发的钻井剖面,进行地球物理信息采集、处理、分析和解释的专门技术。综观测井技术的发展踪迹,特别是 20 世纪 60 年代以来,从自动化测井到数控测井和成像测井的快速进步过程,无一不是伴随着信息技术的发展前进的。 从技术特点来看,由于测井技术不仅知识含量高,而且集现代观测学科的最新技术于一身,所以地球物理测井是一种高新技术。截止目前,世界上只有我国和美国、俄罗斯、法国等少数几个国家具有测井技术研究开发的能力。 如果说测井技术的发展离不开学科的支撑,同样地,地球物理测井学科的发展更离不开技术的进步。因为地球物理测井作为一门应用学科,技术不仅是学科的载体和应用价值的体现,而且是学科形成和发展的依托。 球物理测井研究概括地说可以划分为应用基础、测量方法、测井仪器、测井工艺、信息处理和资料解释六个方面。这几个方面各自既相对独立,相互间又紧密联系。由于应用测井技术研究解决实际问题的过程中,往往同时涉及上述的多个方面,以致于我们没必要去刻意区分每个方面。但是理清这几个方面的区别和联系,对于深入分析和研究问题,争取原创性的学术和技术成果,还是完全有必要的。 首先,地球物理测井是应用物理学的方法原理研究问题的,因此应用基础研究主要是针对观测对象相关的地质问题或工程问题,研究其物理性质、特点及变化特征,掌握有关因素之间的规律性联系。在此基础上,方能探索科学的测井观测方法,建立合理的测井解释模型。以大家所熟知的阿尔奇为例,他通过实验研究建立起岩石电阻率与岩性、孔隙性和含油性的规律性联系,几十年来不仅引导着岩性、孔隙度和含油饱和度三大测井系列的发展,而且还为测井资料解释应用奠定了良好基础。 地球物理测井是应用物理场方法进行观测的,因此测量方法研究离不开对于探测空间的物理场性质及其特征的探索,然后选择适用的自然物理场,或是建立有效的人工物理场,采用适合钻井剖面条件和环境的测量方法。由于人工物理场可以控制,目前除了自然伽马、自然电位等有限几种测量方法采用自然物理场外,大多测量方法采用的是人工物理场。 测井仪器系统包括井下仪器、地面仪器以及电缆。井下仪器研究是依据测量方法研究结果,开发适用于井下条件的电子测量仪器。地面测井仪器研制则主要是选择适宜的计算机和自动控制设备,并根据测井需要开发出必要的硬件和软件。同时,为了有效利用测井仪器观测信息,需要进行测井工艺研究,不断提高测井仪器、设备的应用技巧。 鉴于测井仪器本身以及测量环境的影响,仪器直接测量记录的信息往往含有多种噪声影响,信息处理研究的问题就是如何去噪,通过正演和反演,获取被测量媒质的真实物理性质参数。最后,测井解释研究建立测井资料解释模型,开发出解释方法和技术,将测井信息加工成地质或工程信息,以达到认识和解决问题的目的。 石油工业界,地球物理测井被形象地称之为油气勘探开发的"眼睛",是不可或缺的技术手段。此外,在煤田和许多矿产的勘探开发以及水文、地质工程中,目前地球物理测井业已成为重要的技术手段。 地球物理测井问世初期,曾被形象地称之为“电取心” 。测井之所以能够快速发展,单就石油工业中的应用来说,是由于其观测具有效率高、成本低、效果好的重要优点,在较短时间内能够取得接近于真实情况的大量资料,并且许多信息是其它方法不可能得到的。在应用需求和科技发展双重推动下,测井成为油气勘探和开发的主干技术,并逐步形成了裸眼测井和生产测井两类重要的测井体系。裸眼测井是指在油气井完井之前沿钻井剖面进行的观测,其主要目的发现和评价油气层的储集性质和生产能力;生产测井则指油气井完井及其后整个生产过程中,应用地球物理方法对井下流体的流动状态、井身结构的技术状况和油层性质的变化情况所进行的测量,其主要目的是监视和分析油气层的开发动态及生产状况。 进入二十一世纪,地球物理测井的发展进一步加快。一方面以成像测量为代表的非线性测量技术日臻完善;另一方面以因特网为依托的网络测井技术又现端倪。地球物理测井学科呈现出广阔的发展前景,以频谱、能谱为主要内容的谱测量方法,以随钻测井为代表的实时测量系统,以随采测井为目标的实时监测系统,以多学科结合为特征的测井解释技术,多侧面展现出值得注目的发展趋势。随着科学技术的进步和测井高新技术的发展,石油测井将为解决更加复杂的地质和工程难题,为我国石油与天然气产量的大幅增长做出重大贡献。 1第一章 矿场地球物理测井基础知识 第一节 钻井基本知识 石油及天然气,一般都在地下几百米至几千米深处,石油工作者的任务就是将其开采出地面。 钻井是勘探开发油气田最基本的手段。 它是利用钻机从地面向地下钻一个圆柱形孔眼,构成油气流向地面的通道。这个圆柱形孔眼,称为井眼。井眼的最上部称为井口;井眼的最下部称为井底;井眼的圆筒形侧壁,称为井壁;井眼的直径,称为井径;从井口到井底的整个部分,称为井身;从井口到井底之间的距离,称为井深。 一般的油井都是由石油地质部门确定好井位,由钻井队完成钻井任务。钻井时,由柴油机或电动机带动钻具及下部的钻头旋转钻削岩层;与此同时,泥浆泵将配好的钻井液从泥浆池以高压打进钻具内孔,以很大的喷射力从钻头水眼喷出,在冲刷钻头的同时,携带着钻削下的岩屑由钻具外部和井壁之间的环形空间返回地面,经地面泥浆专用设备将泥浆和岩屑分离,分离出的泥浆再流回泥浆池。在钻井过程中,井身不断加深的过程,就是钻头不断钻削地层和泥浆不断循环带出岩屑的过程。在钻井的同时,由地质人员对钻削出的岩屑进行分析和研究,这个过程就是钻井地质录井。 一、钻井主要设备 钻井主要设备包括钻机和钻具。 钻机主要由以下八大件组成:井架、天车、游动滑车、大钩、水龙头、绞车、转盘、泥浆泵。 钻具通常的组成部分有:钻头、钻铤、钻杆、稳定器、专用接头及方钻杆。钻具的基本作用是:(1)起下钻头;(2)施加钻压;(3) 传递动力;(4)输送钻井液;(5)进行特殊作业:挤水泥、处理井下事故等。 二、钻井液的基本知识 1、钻井液(泥浆)的组成及类型 钻井液是一种溶——胶悬浮体。分散介质是水或油类(原油、柴油等) ,分散相由粘土或沥青加上各种化学处理剂(纯碱、烧碱、)组成。 钻井液按分散介质和分散相的不同可分为两大类:水基钻井液和油基钻井液。 水基钻井液是以水为分散介质,粘土为分散相,配以一定的化学剂组成的。这种钻井液成本较低,配制容易,是目前我国广泛应用的一种钻井液。常见的水基钻井液类型有:淡水钻井液、盐水钻井液、混油钻井液、低固相钻井液、钙处理钻井液等。 油基钻井液是以油为分散介质、沥青为分散相的钻井液。该类型的钻井液多用于探井 2的油层取心等情况。 测井常根据钻井液矿化度的高低即泥浆电阻率的不同而将泥浆分为淡水泥浆系列和咸水泥浆系列。 淡水泥浆通常是指 18℃时泥浆电阻率大于 m 的泥浆。而咸水泥浆则是指 18℃时泥浆电阻率小于 m 的泥浆。 根据泥浆电阻率的不同,通常测井时要选择不同的电法测井仪器系列。 2、钻井液的性能 钻井液的性能常用密度、粘度、含砂量、失水量、泥饼厚度、矿化度、钻井液切力等指标来衡量。 (1)钻井液密度:是指 20℃是每立方厘米钻井液的质量。单位是克/厘米3。 (2)钻井液粘度:是指一定量的钻井液通过一定的流程所需的时间。单位是 s。它代表了钻井液流动时的粘滞程度。 (3)钻井液含砂量:是指钻井液中所含直径大于 砂子体积占钻井液总体积的百分数。 (4)钻井液失水量:是指钻井液中的水渗入地层的多少,单位是毫升。它表示了钻井液中的水渗入地层的能力。 (5)泥饼厚度:钻井液在失水时形成的附着于井壁的固相物叫泥饼。其厚度的大小就是泥饼的厚度,单位是毫米。泥饼厚度的大小对测井的安全施工及测井资料的质量都会造成很大影响。 (6)钻井液矿化度:是指钻井液中所含氯化物的数量。单位是毫克/升。钻井液矿化度的高低决定了钻井液的导电性能,矿化度高的钻井液导电性能好,钻井液电阻率就低;反之导电性能差,电阻率高。 (7)钻井液切力:使钻井液由静止到开始流动时,作用在单位面积上的力。单位是毫克/平方厘米。它表示了钻井液静止时防止岩屑下沉的能力。 3、钻井液的用途 钻井液不但在钻井过程中起着冲刷钻头、随时将钻下的岩屑携带回地面及平衡地层压力、保护井壁等极为重要的作用,而且与测井及井壁取心作业密切相关。 在电法测井(感应测井除外)中,导电的钻井液将使测井仪器和地层之间有了导电介质,成为电法测井的基础;在声波测井中,钻井液成为声波仪器发射信号和接收信号与地层之间的耦合剂,没有钻井液这些测井项目将无法完成。 以上这些是钻井液对测井有利的一面,但也有不利的一面。为了防止井喷,通常配制的钻井液密度将使井眼钻井液柱的压力偏大于地层流体压力,由于存在压差,钻井液就会侵入到渗透性地层,置换原状地层的流体,形成侵入带和冲洗带。由于侵入带和冲洗带内的流体与地层的物理特性和钻前的地层状况相比有了一定的变化,使测井工作为消除侵入 3作用的影响,而增加了测井技术的复杂性;同时钻井液的侵入,还将使生产层的渗透率降低,这都给测井和射孔作业提出了更高的要求,即必须穿透这个环带才能获取较准确的地层参数及油气产能。 另外,测井和井壁取心施工一般都在下套管前进行,钻井液性能的好坏将直接影响到下井仪器能否下至目的层位及测井施工的安全进行。而且钻井液的性能还会影响测井资料的质量。 钻井液电阻率在测井中也是一个重要的测量参数,同时它也是测井资料解释中的一个重要参数。 为保证测井施工安全顺利地进行,一般对钻井液有如下要求: (1)测井前,钻井液应充分循环并调整好钻井液性能,同时尽量保证测井全井段钻井液矿化度基本一致。 (2)要求钻井液粘度不宜过大,通常要求钻井液粘度小于 90s。因为粘度太大,将使井壁粘附较多的钻屑,导致井壁太脏,造成仪器下放遇阻,上提时电缆、仪器粘卡。 (3)钻井液厚度一般应小于 (4)钻井液失水量一般应小于 5(5)钻井液含砂量小于 2%。 (6)钻井液电阻率 1~5Ω• m 较为适宜。 4、常用的钻井液净化设备 常用的钻井液净化设备:(1)振动筛,作用是清除大于筛孔尺寸的砂粒;(2)旋流分离器,作用是清除小于振动筛筛孔尺寸的颗粒;(3)螺杆式离心分离机,作用是回收重晶石,分离粘土颗粒;(4)筛筒式离心分离机,作用是回收重晶石。 5、钻井中钻井液的循环程序 钻井液罐→泥浆泵→地面管汇→立管→水龙带、水龙头→钻柱内→钻头→钻柱外环形空间→井口泥浆(钻井液)槽→钻井液净化设备→钻井液罐。  三、井身结构 包括:(1)一口井的套管层次;(2)各层套管的直径和下入深度;(3)各层套管相应的钻头直径和钻进深度;(4)各层套管外的水泥上返高度等等。 四、套管柱下部结构 (1)引鞋:引导套管入井,避免套管插入或刮挤井壁;(2)套管鞋:引导在其内部起钻的钻具进入套管;(3)旋流短节:使水泥浆旋流上返,利于替泥浆,提高注水泥质量;(4)套管回压凡尔:防止水泥浆回流,下套管时间阻止泥浆进入套管;(5)承托环:承托胶塞、控制水泥塞高度;(6)套管扶正器:使套管在钻井中居中,提高固井质量。 五、固井 固井就是向井内下入一定尺寸的套管串,并在其周围注入水泥浆,把套管固定在井壁 4上,避免井壁坍塌。其目的是:封隔疏松、易塌、易漏等复杂地层;封隔油、气、水层,防止互相窜漏;安装井口,控制油气流,以利钻进或生产油气。 注水泥施工工序为 :下套管至预定深度→装水泥头、循环泥浆、接地面管线→打隔离液→注水泥→顶胶塞→替泥浆→碰压→注水泥结束、候凝。  第二节 测井基本原理 一、测井工作原理 测井就是对井下地层及井的技术状况进行测量,其工作原理就是利用不同的下井仪器沿井身连续测量地质剖面上各种岩石的地球物理参数,如电阻率、声波传播速度、原子核特性等,以电信号的形式通过电缆传送到地面仪器并按照相应的深度进行记录。图 11—连接线;2—电缆;3—井口滑轮;4—下井仪器 图 1测井现场作业示意图 二、测井所用的设备 井场测井作业需用如下设备: (1)地面仪器:以计算机为核心,凭借着所加载的各种程序的控制,完成各种不同的测井作业。如对测量信号的处理、记录、显示、质量控制以及对现场测井资料的井场快速处理和解释。 (2)下井仪器:用来测量地层的各种物理参数。 (3)电缆:测井过程中起传输及信道作用。 (4)动力系统:为输送下井仪器提供动力,目前测井动力系统通常为液压绞车。 (5)深度系统:有深度传送和深度信号处理等部分组成,以提供井下测量信号的准确 5深度。 (6)供电系统:为地面系统和井下仪器提供电源,目前常用的测井供电系统有车载发电机及井场外引电源。 (7)工程车:安放仪器、工具、备件等。 (8)辅助设备:包括井口设备及仪器托盘、仪器架、源罐或源车、防爆箱、各种刻度器和专用工具等。 三、测井公司总部或基地设施 作为测井公司总部或一个完善的测井作业基地,应具备以下设施: 大型数字处理解释中心; 机械维修车间; 车库和各种仪器刻度场地; 刻度井群和一级刻度器; 仪器制造或维修车间; 高温高压实验装置; 新技术新方法研究; 培训中心或培训学校; 电缆维修车间及测井深度校准井; 办公场所。 四、测井方法的分类 由于各种测井方法基本上是间接地、有条件地反映岩层地质特性的某一侧面。要全面认识地下地质面貌,发现和评价油气层,就需要综合使用多种测井方法,其中电、声、核测井是三种基本方法。一般来说,地层不同的物理特性需依据不同的方法和测量原理进行测量,按照测量原理的不同,石油测井常见的测井方法可分为以下几类: (1)电法测井:以岩石的导电性质为基础的测井方法。如:普通视电阻率测井、感应测井、侧向测井、微电阻率扫描测井等。 (2)声波测井:以岩石的声学性质为基础的测井方法。如:声速测井、声幅测井、声成像测井等。 (3)核测井:以岩石的原子物理及核物理性质为基础的测井方法,如:自然伽马测井、中子测井、密度测井、核磁测井等。 (4)电化学测井:以岩石的电化学性质为基础的测井方法。如:自然电位测井、激发极化电位测井等。 (5)其他测井方法:如地层倾角测井、井温测井、井径测井、介电测井、气测井、井壁取心及检查井内技术状况的测井。 五、测井的基本任务 6地球物理测井的研究对象是井下的各种地质体及井内的技术状况,它贯穿于石油勘探和开发的全过程。它不仅是现代石油地质和钻采工程中最常用的技术手段,而且已成为油气田勘探开发过程中必不可少的工作环节。目前石油测井所担负的任务可以概括为以下几个方面: 1、建立钻井剖面,详细划分岩性和各类储集层,准确地确定岩层的深度和厚度。 2、评价油气层的生产能力,包括确定油气层的有效厚度、定量或半定量计算储层的性能:孔隙度、渗透率、含油气饱和度、可动油气饱和度、地层压力、地层流体密度及相对渗透率等。 3、进行地层对比,研究构造产状和地层沉积等问题。 4、在油田的开发过程中,提供地下各储层的动态资料,如残余油饱和度、出水层位等。 5、研究油气井的技术状况,如井斜、井径、固井质量、地层压裂效果、套管技术状况等。 六、影响测井质量的因素 井下的地质条件决定了地层的物理参数,但钻井和测井的施工条件均会影响测井资料的可靠性。测井曲线不仅反映了地层的物理参数,而且还是各种因素综合影响的结果。测井质量的影响因素主要包括以下三个方面: 井仪器具有计量器具的属性, 最重要的测井质量应该是测井资料数据的质量。 因此,要求测井仪器的测量误差一定要在允许的范围内,否则,测量出来的测井资料就是废品。测井所使用的地面仪器和下井仪器都有具体的技术要求和技术指标,但都要做到“三性一化” ,即稳定性、直线性、一致性和标准化。 稳定性是指测井仪在其允许的技术指标范围及允许的连续工作期间,测量误差不超过规定范围。 直线性是指在规定的条件范围内输入信号与输出信号成线性关系,误差不超过规定范围。 一致性是指用不同的同类仪器进行测量时, 只要测量条件相同, 测量的结果应该一致,测量误差在规定范围内。 标准化是指对测井仪器的标准刻度,测井仪器只有经标准量具进行标定后才能应用,不经标准刻度测出的数据是没有应用价值的。 钻井过程中,钻井泥浆滤液侵入孔隙性和渗透性地层时,泥浆滤液对地层内可动流体进行驱替,形成一个称为侵入带的环带,同时在井壁上形成一层泥浆过滤后的沉淀物即泥饼。泥浆侵入地层后将使地层的物性参数发生变化,这对电阻率测井结果会产生很大的影响。另外,钻井周期的长短、井眼直径的扩大和不规则、钻井液中化学处理剂的成分及 7泥浆电阻率的高低均会对测量结果有所影响。 下不同地层的厚度是各不相同的,有的地层厚度可达几十米甚至上百米,而有的地层则只有几十厘米甚至几厘米。有的地层岩性非常均匀,而有的地层则是非均质的。受测井仪器的纵向分辨率的限制,厚而均匀的地层容易求准地层的物理参数,而要求准非均质薄层的各种物理参数就非常困难了。 虽然影响测井结果的因素很多,但这些影响应该是有规律可循的,通过分析和研究,采取相应的解决措施,即可减少或消除这些影响。 七、测井系列及服务内容 井测井) 通常将在钻井过程中和钻至设计井深后所进行的一系列测井项目叫勘探测井,勘探测井项目繁多,目前各油田应用最普遍的测井项目有三孔隙度、三电阻率及部分辅助测井项目,限于缆芯数目及井下安全考虑通常组成几个测井仪器串系列分别进行测量。但在允许的条件下,利用脉冲编码调制器,可以将多个测井仪器串组合起来,形成“大满贯”或“小满贯”下井,从而减少下井次数,提高测井时效。 下面介绍各油田常见的几个测井系列及测井内容: (1)电极与微电极井径测井系列:由电极系与微电极井径组合仪组合而成。提供地层长短电极视电阻率、自然电位、微电阻率及井眼井径测井资料。 (2)声感测井系列:由自然伽马、补偿声波、双感应八侧向或双感应球形聚焦测井仪组合而成。提供地层自然伽马强度、声波纵波时差、深中浅三电阻率、自然电位测井资料。 (3)侧向测井系列:由自然伽马、脉冲编码调制器、双侧向、微球或微侧向组合而成。提供地层自然伽马强度、深中浅三电阻率及自然电位测井资料。 (4)核测井系列:由自然伽马、补偿中子、补偿密度测井仪组合而成,提供地层自然伽马强度、补中孔隙度、地层密度测井资料。 (5)连斜测井:由连续测斜仪测量井身倾角与方位。 (6)地层倾角测井:由地层倾角测井仪测量井斜角度、井斜方位、地层倾角和地层倾角方向以及井径和井眼容积等资料。 (7)地层测试测井:由自然伽马和地层测试器组成。由自然伽马提供准确的仪器定位深度,由地层测试器测量地层的实际压力,并可对地层中所含流体进行取样。 (8)井壁取心:利用井壁取心器按照测井结果准确地从确定层位取出岩心,用于分析地层岩性及含油性,验证解释结果,弥补钻井取心的不足。 另外,还有岩性密度、自然伽马能谱、介电、微差井温测井等,都能向用户提供有用的井下或地层信息资料,为油气田勘探与开发服务。 8近年来,随着成像和核磁测井技术的发展,其应用也越来越广泛,该部分内容将在后面相关单元中讲述。 产测井是指油气井完井后及其整个生产过程中所进行的一系列测井工作。其主要目的是了解和分析油气藏的动态特性,提高油气产量和采收率以及了解井下的技术状况。它主要是套管井的测井作业,根据测井目的和测量对象的不同,生产测井可以划分为以下三大系列: (1)生产动态测井系列:为了评价生产效率,需要了解生产井的产出剖面以及注入井的注入剖面。测井方法主要包括流量测井、流体密度测井、持水率测井、温度测井、压力测井以及自然伽马、接箍磁定位、微井径等辅助测井项目。 (2)产层剖面(储能参数)测井系列:为了评价投产后的储集层,了解产层的含油性、渗透性以及油水界面的变化情况,需要测量残余油饱和度、渗透率等地层参数。主要测井方法包括:中子寿命、次生伽马能谱(或 C/O 测井) 、井温、流体密度、持水率测井以及自然伽马、接箍磁定位等辅助测井方法。 (3)工程测井系列:测量的主要对象是井身结构、套管的技术状况,固井水泥胶结质量等,以确定井下水动力的完整性,评价酸化、压裂、封堵等地层作业效果。主要测井仪器包括:管柱分析仪、井径仪、磁测井仪、井温仪、噪声仪、伽马仪、流量计、水泥胶结测井仪、超声成像测井仪以及自然伽马、中子伽马仪等辅助测井方法。另外,工程测井还包括:射孔、下桥塞、测卡点、爆炸松扣、切割、打捞等工程作业。 9第二章 测井安全知识概述 测井施工主要是以电缆为传输工具在井下进行的作业。由于井下条件复杂多变,例如常见的高温高压井、大斜度井、水平井、泥浆气侵井、含硫化氢气体井等,而井下仪器还带有推靠器、扶正器、偏心器、爬行器及其他一些辅助设施,为测井安全施工带来很多不利因素。同时测井作业时还要使用很强的放射性源、火药、炸药等危险品。所以安全是测井作业中极为重要的问题,各测井公司对测井作业小队的基本要求都是:安全、优质、高效,把安全放在首位。 第一节 放射性源 在测井项目中,为探测地层的孔隙度、划分地层岩性、判断泥质含量及进行同位素示踪等通常要使用放射性源。 一、测井作业小队常用的放射性源 (1)镅铍中子源:用于补偿中子测井仪,常见源强为 20 居里。 (2)镅铍中子源Ⅱ:用于中子伽马测井仪,常见源强为 5 居里。 (3)镅铍中子源Ⅲ:用于补偿中子测井仪的校验,常见源强为 400 毫居里。 (4)铯 137 伽马源:用于补偿密度测井仪,常见源强为 2 居里。 (5)镭源:用于自然伽马仪器刻度,常见源强为 居里。 (6)钴 60 伽马源:用于油管输送射孔校深,常见源强为 2~5 微居里。 (7)放射性同位素:用于示踪测井,常用的同位素为锌 65、碘 131、银 110、铱 192、铟 113 等。 二、放射性射线对人体的伤害 测井作业使用的放射性源主要有两类:一类是伽马源,另一类是中子源。它们对人体的伤害是由它们放射的伽马射线和中子射线引起的。伽马射线对人体的伤害主要是杀伤白血球和血小板。中子射线对人体的伤害主要是当中子射线被人体中的氢慢化,然后被人体内的氯或钠元素俘获,产生次生伽马射线杀伤人体的细胞。 实际上在我们的生活环境中,放射性射线无处不在。像宇宙射线、建筑材料及我们日常的生活用具和食品中都会有一定剂量的放射性射线,但由于剂量不大,而我们自身又有一定的抵抗力和再生能力,所以,都不会觉得对我们有什么伤害。 经职业病防治医院体检后,符合从事放射性工作条件的人员,只要注意安全防护,在安全的剂量范围内从事作业,注意营养和休息,是可以保持身体健康的,但违章蛮干将会引起严重的不良后果。 10三、放射性射线的防护原则与手段 在使用放射源活度不变的情况下,放射性工作人员所接受的外辐射剂量的大小,与照射距离的远近、照射时间的长短以及屏蔽物的使用有着直接的关系。因此,把距离防护、时间防护、屏蔽防护称为放射性外照射防护原则,也称为放射性外照射防护三要素。 射性射线的通量与距离的平方成反比。所以,在使用放射性源时,在保证工作顺利的条件下,应尽可能地增大人与放射性源之间的距离,使受照射的剂量降到最低限度。这就要求操作者严格执行操作规程,正确使用装源工具,操作时尽量加大人体与放射性源之间的距离,尽量减少人体受照射的面积。例如:拿源走动时高举到头顶就比将源平伸向侧方照射面积小的多。但违章蛮干,如徒手操作等将会产生严重后果。 事放射性的工作人员受到的外照射累积剂量与照射时间成正比。因此,缩短放射性照射时间就是最好的防护方法。为了达到这一要求,从事放射性的工作人员必须进行安全技术培训教育,用假源模型反复进行模拟操作,达到熟练后才能进行装源操作,以达到缩短操作时间,减少受照射剂量的目的。如果工作场所放射性强度较大,且需要较长的工作时间才能完成某项工作(例如修源) ,工作人员有可能达到或超过受照射剂量的限值时,则应组织人员限时或限剂量操作,以避免伤害。 蔽防护是依据射线通过不同物质时会被不同程度减弱的原理,在操作人员和放射性源之间使用适当的屏蔽材料,以减少对人体的伤害。 铅对伽马射线的屏蔽能力最强,每 1 ㎝厚的铅板就能屏蔽掉 90%的伽马射线。因此,装卸伽马源时可戴铅眼镜、穿铅衣来实现屏蔽防护。 屏蔽中子射线的物质以含氢量高的为好。所以,石蜡、塑料、水、聚乙烯都能起防护作用。在操作中子源时,可以戴有机玻璃眼镜、穿中子防护服来起屏蔽作用。 四、开放型同位素的防护 使用开放型同位素测井,存在内外照射的双重危害。因此,在进行此项工作时,应正确采用内外照射的防护原则和手段。 (1)操作人员必须充分做好上岗前的准备工作,包括技能培训、操作规程和管理制度的学习。 (2)正确穿戴个人防护用品,使用防护用具。 (3)操作谨慎、熟练,严格执行规章制度和操作规程。 (4)放射性废物、废液要按规定及时进行妥善处理。 (5)放射性工作场所严禁吸烟、进食、喝水和存放食物。 (6)离开放射性场所,必须按规定做好个人的清洁卫生工作。 11五、对从事放射性作业人员的要求 (1)从事放射性操作人员必须经过培训,懂得有关放射性源的原理、特性、安全知识和防护方法,取得放射性源操作合格证。 (2)必须懂得测井、刻度对装卸源的要求,经过装卸源的培训和练习,操作时不要紧张,做到动作熟练、准确、可靠。 (3)必须懂得放射性源是重大的危险物品,必须严防丢失、落井、泄漏和污染环境。必须严格遵守领还、押运、使用和暂存的安全规定。 (4) 从事放射性作业前, 必须到职业病防治医院进行体检, 合格者才可从事这一工作,以后每年都必须进行一次体检,并由医院和工作单位建立体检档案。 (5)从事放射性作业人员,必须注意合理分散接触剂量,切忌过于集中,必须保证营养和休息。 六、使用和运输放射性源的安全注意事项 (1)放射性源的领用和送还必须办理相关手续,以保证其随时处于受控状态。 (2)不论是近距离还是长途运输,放射性源必须由作业人员或专职人员押运。运输途中,押运人员必须认真负责,保证源罐固定牢靠。同时源罐必须加锁,运载途中,应注意远离人群集中的场所,不得在城镇闹市停车。 (3)对使用的各类放射性源,要定期进行检查和维护。 (4)装源前,应检查清洗保养源室并做好其他相关准备工作,以减少照射时间。 (5)井口装卸源时,应使用专用盖板盖好井口、鼠洞及钻盘附近的孔洞。 (6)卸源完毕后,应由护源员对所使用的各种源进行检查。 (7) 当带源的放射性仪器在井内遇卡时, 不能强行拉断电缆弱点, 必须进行穿芯打捞,以确保放射性源的安全。 (8)放射性源在井场或钻井船存放时,必须远离生活区和工作区,以减少对人体的照射。 第二节 火工品 一、测井用火工器材的种类 测井作业中,使用火工器材的作业项目有射孔、井壁取心、下桥塞、爆炸松扣解卡、切割钻具、井下爆炸等。使用的火工器材大体上可分为三类: (1)火药类:包括井壁取心药包、桥塞火药、油管输送用延时火药。 (2)一类炸药(或叫起爆炸药) :包括电雷管、传爆管、撞击式雷管等。 (3)二类炸药:包括射孔弹、切割弹、导爆索、散装炸药等。 以上三类,习惯上总称为火工品,它们和放射性源一样都属于受控危险品。 12二、火工品的特性 火工品之所以属于受控危险品就在于它的爆炸性和可燃性。在施工、运输和贮存时,都必须确保安全。在使用时,应做好以下几方面的预防工作: (1)防火:贮存和运输时,必须远离火源。 (2)防高温:火工品会在较高的环境温度下发生质变,影响作业性能,甚至会发生事故。 (3)防雷电:火工品在受到雷击时,易被引爆。 (4)防静电:静电能引爆火工品,所以火工品使用者应穿戴防静电工作服。 (5)防碰撞:雷管类火工品在强烈的撞击、震动下可能被引爆。所以,在包装、运输、贮存及使用时,必须注意防止碰撞。 (6)防潮湿:测井作业用火工品都怕潮湿。 三、火工品的运输 (1)火工品的领用、送还,必须办理相关手续。 (2)火工品的运输必须由专人押运,押运人员应懂得火工品的性能和安全知识。 (3)火工器材在运输时必须装在防爆箱内,且雷管类不能与火药或第二类炸药混装在同一防爆箱。 (4)运输途中,押运人员不能远离,夜间必须有人看守,防爆箱必须加锁。过乡镇集市必须绕行。 (5)在防爆箱吊运时,押运人员必须在场,提醒装卸人员轻吊轻放,平稳操作。 四、火工器材使用安全事项 使用火工品应注意以下安全事项: (1)使用火工品的作业人员必须持有爆炸品操作合格证才能上岗作业。 (2)各种火工品的组装、连接、拆卸、下井和引爆,都必须严格遵守有关的操作规程。 (3)使用火工品的场所,严禁明火和吸烟。 第三节 安全用电 一、电气事故类别 电气事故包括电流对人体的伤害、电场对人体的伤害、电气火灾和爆炸、雷击和异常触电等。 流对人体的伤害可分为电击和电伤。电击是电流通过人体内部造成的对人体的伤害,绝大部分触电死亡事故是由于电击造成的。电伤是电流的热效应、化学效应或机械效 13应对人体外部造成的局部伤害。 气火灾或爆炸是在一定的条件下由电器设备的危险湿度或电火花造成的。它既是重大设备事故,也可能造成重大人身事故。 击是由雷电造成的,是一种自然灾害,它不仅能毁坏建筑及设备,也可直接伤人。 二、安全电压 人的皮肤角质层的电阻在正常情况下是 30当人体接触电压超过 30V 时,人体电阻急剧下降至 800Ω左右。而在短时间内危及人体生命的最小电流为 50此规定正常安全工作电压为 36V。但在潮湿条件下,安全工作电压值还应降低。 三、安全用电措施 (1)保证电气设备的带电部分具有足够的绝缘强度,并应经常检查,保证安全。 (2)对用电设备外壳,必须进行保护接地。 (3)外引连接电源时,必须戴绝缘手套,并同时两人在场。 (4)不允许乱接照明线及电气设备线。 (5)电设备电源前端,必须使用漏电保护器。 四、触电急救 人触电后会出现神经麻痹、呼吸中断、心脏停止跳动等症状,必须迅速而持久地进行抢救。 (一)解脱电源 1)电源开关在触电地点附近时,关断开关。 (2)电源开关不在附近时,可用带绝缘套的电工钳或其他利器切断电线,或用木板等绝缘物插入触电者身下,以隔断电流。 1)通知电力部门断电。 (2)使用专用工具断电。 (3)抛掷裸金属线使高压电路短路接地,迫使保护装置动作,以断开电源。 (二)急救方法 (1)若触电者伤势较重,但心脏跳动或呼吸还存在,应使触电者安静平卧,并速请医生或送医院诊治。 (2) 若触电者伤势严重, 呼吸或心脏跳动停止, 应立即施行人工呼吸和胸外心脏挤压, 14并速请医生诊治或送往医院。 第四节 消防基本知识 一、燃烧的条件 燃烧必须在可燃物、助燃物和着火源三个基本条件的相互作用下才能发生。 (1)可燃物:可燃物是指能被着火源点燃并继续燃烧的物质。凡是能与空气、氧气及其他氧化剂发生剧烈氧化反应的物质都可称为可燃物。 (2)助燃物:助燃物是指具有较强的氧化性能,能与可燃物发生化学反应并能引起燃烧的物质。如空气、氧气等。 (3)着火源:能引起可燃物着火的能源称为着火源。 二、防火基本措施 (1)消除着火源。 (2)控制可燃物。 (3)隔绝空气。 三、灭火的基本方法 (1)隔离法:将可燃物与火源隔离。 (2)冷却法:将燃烧物的温度降至着火点以下。 (3)窒息法:消除燃烧的助燃物,使燃烧停止。 四、灭火器材的使用方法 (1)手提式泡沫灭火器的使用方法:使用时倾斜灭火器筒身,使筒内两种药液混合后发生化学反应,产生泡沫,由喷嘴喷出。使用时,应注意不要将筒盖、筒底对着人体,以防发生爆炸伤人。 (2)提舟车式泡沫灭火器的使用方法:先将瓶盖机构向上扳起,中轴即向上弹出开启瓶口,然后颠倒筒身,酸碱两种溶液混合生成泡沫从喷嘴喷出。使用注意事项与相同。 (3)推车式泡沫灭火器的使用方法:由灭火者施放皮管,双手握住喷枪对准燃烧物;另一个灭火者按逆时针方向旋动手轮,开启胆塞。然后将筒身倒转,使拖杆触地,再将旋塞阀手柄扳直,使泡沫喷出。 (4)干粉灭火器的使用方法:打开保险销,把喷管喷口对准火源,拉动拉环,干粉即喷出灭火。 (5)手轮式二氧化碳灭火器的使用方法:将铅封去掉,手提提把,翘起喷筒,再将手轮按逆时针方向旋转开启,高压气体即可喷出。应注意不能逆风使用。 (6)手提式“1211”灭火器的使用方法:使用“1211”灭火器时,首先要拔掉 15安全销,然后紧把压把开关压杆使密封阀开启。 “1211”灭火器在氮气压力的作用下,通过电工吸管由喷嘴射出。当松开压把时,压杆在弹簧作用下,恢复原位,阀门关闭,另外,使用时应垂直操作,不可平放或颠倒使用。 五、常用灭火器的检查与保养 (1)做好灭火器材的防腐和清洁工作。 (2)定期检查灭火器压力表指针是否在绿色区域。 (3)定期检查灭火器重量是否变轻。 第五节 作业安全 一、测井作业的风险性 测井作业存在要使用火工器材,接触放射性源,测井时可能突发井喷,井口溢出有毒气体,钻台上有可能发生落物,海上作业有乘船、乘机、冰冻、火灾等危险因素。因此,测井作业具有一定的风险性。 二、对测井作业
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