3.3.11 Метод меченых атомов: применяемые модификации, физические основы, методика применения, область применения

В буровой раствор вводят радиоактивный изотоп и продвижение такого меченого раствора прослеживают путем измерения гамма–излучения по стволу скважины. Наибольший интерес представляет обнаружение коллекторов по повышению их радиоактивности в результате проникновения в них активированного бурового раствора или его фильтрата. Такие исследования проводят как в необсаженных, так и в обсаженных скважинах, например, для определения зон поглощения в нагнетательных скважинах. Другое применение метода – разделение водо– и нефтенасыщенных пород путем закачки активированного раствора, преимущественно проникающего либо в водоносные (например, раствор на водной основе), либо в нефтеносные пласты (раствор на нефтяной основе). Довольно широко этот метод используют при изучении технического состояния скважин.

Работы с радиоактивными изотопами проводят в следующей последовательности:

• исследуют разрез скважины гамма–методом («фоновый» замер);

• вводят радиоактивный изотоп в буровой раствор, заполняющий ствол скважины;

• выжидают время, необходимое для проникновения меченного раствора в пласты, пройденные скважиной (во многих случаях, особенно при малой плотности раствора, осуществляют искусственное «продавливание» раствора, после этого ствол скважины промывают для удаления остатков радиоактивного вещества);

• повторяют измерения гамма–методом сопоставляя два замера ГМ, обнаруживают интервалы, радиоактивность которых существенно изменилась между двумя замерами.

Для активирования раствора применяют радиоактивные вещества, хорошо растворимые в буровом растворе. Иногда используют взвеси порошкообразных веществ, обогащенных радиоактивным изотопом. Чтобы уменьшить срок радиоактивного заражения скважины, пери­од полураспада изотопа следует брать небольшим. Наиболее широко применяются изотопы ⁵³Fe (Т_1/2 45 дней), ¹³¹I (8 дней) и ⁹³Zr(65 дней). Активность раствора обычно порядка 108 Бк на 1 м³ раствора.

Для обеспечения безопасности работ вводить радиоактивный пре­парат в раствор следует в стволе скважины. Лучше всего вводить изотопы с помощью специальных инжекторов — глубинных приборов, в которых размещены камеры для отдельных порций радиоактивного вещества и устройство, позволяющее вводить это вещество в раствор на любой заданной глубине.

Помехами при применении метода радиоактивных изотопов является сорбция радиоактивных соединений непроницаемыми поро­дами, особенно глинами, а в обсаженных скважинах – обсадной колонной. Благодаря этому наблюдается некоторое повышение показаний ГМ почти по всему стволу скважины. Кроме того, возможны ложные аномалии на забое (вследствие скопления активных осадков) и на верхней границе нефти или эмульсии в стволе скважины (из–за сорбции нефтью радиоактивного изотопа и других причин). Поскольку при работе методом изотопов происходит радиоактивное загрязнение скважинного прибора из–за сорбции радиоактивного вещества его корпусом, такие приборы не следует применять при обычном ГМ.

Работы с использованием открытых радиоактивных изотопов относятся к числу весьма опасных и требуют исключительно тщательного соблюдения установленных мер техники безопасности. Указанные недостатки метода изотопов стимулируют разработку способов решения тех же задач с применением растворов, меченных нерадиоактивными веществами, к которым чувствителен тот или иной метод исследования скважин. Среди них важное место занимают вещества с высоким сечением поглощения нейтронов и частично вещества, хорошо активирующиеся нейтронами. Пути движения таких растворов определяют с помощью соответственно импульсных нейтронных методов и метода наведенной активности. Совокупность таких методов, применяющих меченые вещества (включая и метод изотопов), называют методом индикаторных веществ.