摘要：随钻测井在目前海上作业中应用非常普遍，发挥了越来越大的作用。有些生产井在对目的层进行地层分析和价值分析时，需要研究钻井地质剖面，来寻找油气藏以及研究油井工程，就需要进行放射性测井。然而在实际作业时，由于放射源涉及安全、环保、生态环境因素，对环境、生物的危害性较大。所以，放射源的作业属于特殊作业，需事先做好技术方案和安全应急预案。文章针对斯伦贝谢的方位性密度和中子孔隙度仪器在作业中发生的放射源卡钻问题，阐述了现场如何成功实现放射源打捞作业。
关键词：随钻测井；放射源；打捞作业
0引言
放射源测井是一项特殊的作业，在石油勘探过程中，放射性测井在分析地层的元素组成、确定地层孔隙度、划分地层岩性等方面发挥了重要作用[1-2]。但是由于放射源的特殊性，对环境和生物的危害较大。因此，涉及放射源的作业都是特殊作业，需要高度重视。在放射性测井带源作业前，需对作业井的基本情况及作业环境熟知并调研，做好防范预案。
1放射源打捞作业的背景
油田开发生产过程中产生的放射性污染主要来源于放射源落井，其发射出的伽马射线和中子射线会对人体产生严重的伤害，对生态环境也会造成极大的破坏，因此放射源的打捞预案是十分必要的[3]。放射源能否进行打捞作业，与仪器的结构和设计有关，本文以具备打捞设计的斯伦贝谢ADN工具为例，介绍打捞作业中需要注意的事项。某井12-1/4"井段，钻进至3306m中完井。在起钻过程中，测井钻具组合长起至1 274.73 m遇阻（1 245～1 272 m测点狗腿2.6°,1 258～1 283 m为旋转井段），司钻过提20 t左右（正常上提71 t，中和悬重68 t，最高提至91 t），后下压至30 t左右，发生卡钻事故，活动空间1 274.73～1 275.69 m，开泵正常，正常循环，泵压稳定，钻具无法转动（开转蹩停顶驱）。该井井下放射性测井工具为：8-1/4"ADN，密度源为CS-137，活度为1.7居里；中子源核素为Am-Be241，活度为10居里。放射源打捞设计打捞工具，井下仪器组合，打捞绞车负载等问题。
2放射性测井工具
在随钻测井中，放射性测井是以地层和井内介质的核物理性质为基础的地球物理方法。测井时，用探测器在井中连续测量由天然放射性核素发射的或由人工激发产生的核射线，以计数率或标准化单位记录射线强度随深度的变化，也可直接转换成测井分析所需要的地球物理参数，以更直观的形式进行记录。
2.1 ADN工具简介
ADN是斯伦贝谢方位密度和中子孔隙度仪器的简称，可测量地层的密度和孔隙度、光电指数等。
ADN的测量值对地层评价具有重要意义，可以得出地层密度、中子及井眼超声波等参数，得到比较合理的体积孔隙度，进行定性的地层评价[4]。同时，成像导出密度、井眼校正中子孔隙度，超声波井径和密度测量井径作为ADN工具在密度、中子和井径测量方面的高级测量产品，已得到广泛应用。
在ADN工具旋转时将整个井眼划分成均匀16个扇区，密度探测器所测量数据被编译写入这些扇区中。中子传感器负责读取中子数据，数据分为整体平均值和4个象限的平均值。超声波数据也是象限性的平均读值。
2.2基本理论
2.2.1密度测量原理
ADN密度测量原理与电缆的测量原理类似，采用Cs137伽马源与2个碘化钠晶体探测器测量（分为长距离和短距离）。测井放射源发射伽马射线，经过地层衰减后返回射线探测器。传感器按照伽马射线的能量进行分类。每个能量级别区间记录不同的数量，因此，每个能量区间可反映出地层的某种属性和特征，如体积密度和光电指数。利用长短距离两个探测器的数据进行井眼补偿，校正扩径或者非光滑井壁的影响，给出可靠的密度数据。密度的环空间隙校正利用脊-肋校正图补偿技术，使得即便环空间隙增至最高25.4 mm时仍能确保密度值的准确性。
2.2.2中子孔隙度测量原理
ADN工具中子孔隙度测量利用强度10居里的Am241-Be镅铍中子放射源和两排氦3探测器来测量地层中子孔隙度。AND可以测量整体平均性和方向性地层中子孔隙度。中子源向地层发射高能量中子束，与地层发生作用，中子束减速，能量降低，达到热中子量级，热中子随后被氦3探测器所探测。远近距离两组探测器对地层中返回中子计数，通过远近探测器数值的比率计算孔隙度。
2.2.3中子、密度源结构
ADN工具的放射源设计为带打捞头结构，为作业中的险情处理和打捞提供依据，便于打捞矛抓紧。中子源和密度源的结构决定了其可打捞，放射源安装前后要对放射源进行检查，维保人员也要对放射源进行定期的维护，保证在现场操作的可行和安全，中子、密度源内部结构如图1所示。
3打捞过程的处理和分析
3.1计算打捞落鱼位置
钻具组合：钻头位置1 255.35 m，落鱼位置的井斜为42°,中子源距离钻头位置22.34 m，密度源离钻头位置19.95m，打捞头到钻头位置22.29 m。放射源位置信息如表1所示。
3.2打捞工具尺寸核算
打捞工具外径必须小于井下钻具的内径尺寸，井下钻具的尺寸如表2所示。
3打捞过程的处理和分析
3.1计算打捞落鱼位置
钻具组合：钻头位置1 255.35 m，落鱼位置的井斜为42°,中子源距离钻头位置22.34 m，密度源离钻头位置19.95 m，打捞头到钻头位置22.29 m。放射源位置信息如表1所示。
3.2打捞工具尺寸核算
打捞工具外径必须小于井下钻具的内径尺寸，井下钻具的尺寸如表2所示。
由表2可知，打捞工具可通过钻具内径，满足打捞条件。
3.3打捞工具
为使打捞工具顺利下到钻具中放射源的位置，放射源以上钻具的最小内径来调整打捞工具上Centralizer的橡胶棒尺寸，鉴于最小内径是7.13 cm,将橡胶棒调整到6.98～7.11 cm。
打捞工具串为绞车托撬电缆头+SLB电缆头转换接头(Xover)＋4根加重杆(Sinker Bar或Heavy weight bar)＋JAR(震击器)＋Centralizer with rubbers(橡胶扶正器)＋Overshot(打捞头)。打捞BHA从下到上如图2所示。
打捞工具尺寸如表3所示，打捞矛和扶正器短节如图3所示。
3.4打捞拉断力计算
放射源打捞成功时，打捞头部分的安全销被固定在仪器中，安全销的拉断力要大于8 006 N，故绞车拉断力需提供下放电缆重量和打捞工具串之和后附加上8 006～8 896 N的拉力，通过计算得出8 mm电缆的最大拉断力为24.46 kN，满足此次放射源的打捞作业条件。
打捞前工程师需重新制作电缆头，按照要求进行电缆的曲绕试验，电缆头为外层12根钢丝，内层3根钢丝电缆头。
3.5绞车就位
在作业过程中，绞车负载需满足重量需求，提前进行固定和加固。作业由于条件限制绞车就位于多排套管之上，为保障绞车的负载满足要求，保证作业安全，作业前需将绞车进行了固定。
3.6打捞工具入井前准备工作
3.6.1天滑轮的高度和强度固定
作业中天滑轮和导轮均使用大滑轮，并用安全销进行固定。天滑轮高度应考虑到打捞工具的总长、遇卡点钻台钻具高度、天滑轮悬挂方式与放射源入罐的安全措施。
3.6.2井口操作注意事项
将钻杆接箍尽量放低并做卡，这样既有利于打捞工具进出钻杆，还能更好控制放射源出钻杆后的晃动，避免因意外碰撞导致坠落和泄漏；放射源箱的位置，应便于放射源的及时就位，最大限度地减少辐射剂量。清空钻台，做好井口防护，对井口的孔洞进行遮挡，防止出井放射源掉落孔洞。
3.7打捞作业过程
放射源打捞示意图如图4所示。
3.7.1下放打捞工具
预案分析：若打捞工具悬挂在钻杆中无法下放，则上提至少30 m，尝试不同的速度快放。执行过程：钻台组合好打捞工具开始下放，在钻杆台面清零，量好钻台面钻杆长度，下放电缆速度在20 m/min以内,并做好张力记录。仪器井口初始张力为289 N，下放到1 000 m张力增长到890 N左右；再以10 m/min下放至放射源打捞位置，张力迅速下降至400 N，稍作停留，开始缓慢上提电缆，张力逐渐增大至4.2 kN，随后瞬间张力减少至1.15 kN，放射源同仪器，本体固定装置分离成功。随后以5 m/min速度上提电缆过加重钻杆后，再以10 m/min速度上提至井口。作业中发现此次安全销的剪断力小于计算的额度，分析原因为打捞管串缺乏定期维护造成，在实际准备中加强安全工作的管理，防止因此造成重大安全事故发生。
3.7.2安全广播，拆卸放射源
待起至距离钻台200 m处，进行广播，无关人员远离，遵循时间、距离和防护。放射源出井前，测量井口放射性强度，并做好记录；待放射源出井后，作业人员将打捞矛上端固定放射源的安全销拔掉，放射源整体落入罐内。放射源井入罐后，及时测量罐内放射性强度，并做好记录。
4结语
放射源作业被列为钻井工程安全防范的重中之重，事关企业的安全发展，保护环境和人员的生命财产安全应慎之又慎。在放射性测井过程中，由于各种原因，仪器会卡死在井中[5]。放射源打捞不上来，影响资源开发，导致财产损失；或不慎将放射源损坏而致使放射元素泄漏，都可能对周围环境造成放射性污染。若防护不当，现场人员当时就可能受到放射性伤害。因此如何打捞放射源的意义重大。探究打捞作业为安全生产敲响了警钟，也为国产中子密度仪器的改进提供很好的借鉴意义。
参考文献：
[1]梁正中,郝素凤.物理学在测井中的应用[J].科学技术与工程,2006,6(8)：1036-1042.
[2]路菁,李军,武清钊.页岩油气储层有机碳含量
测井评价方法研究及应用[J].科学技术与工程,2016,16(6)：143-147.
[3]陈茂柯,向宇亚,徐培刚.测井作业风险分析及安全管理措施研究[J].化工安全与环境,2022,35(23),22-24.
[4]刘书强,周海燕,商明.方位密度中子(ADN)成像测井技术及应用[J].新疆石油地质,2007,28(6):775-776.
[5]宋文义.测井放射源事故处理方法研究[J].煤炭与化工,2016,39(7)：140-141.
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