油田进入三次采油阶段，为了解注水(包括注聚合物)驱油情况，采用放射性核素示踪测井技术是掌握油田各采油层注入剖面、产油和产出剖面的有效方法。自上世纪80年代起，放射性核素示踪测井技术一直为现代采油的关键核心技术，对提高原油采收率具有举足轻重的作用。放射性核素¹³¹Ba(还有¹³¹I)具有半衰期短、毒性小、作业简便等优点，多年来被首选为测井示踪剂(包括固态微球与液态) ^[1]。

近期试用的一种新型的双示踪薄层识别地面采集测井仪，它带有微型¹³⁷Cs-^137mBa核素发生器(以下简称发生器)，并以^137mBa作为示踪剂，此设备目前处于室内实验和现场测井试验阶段，望有良好的应用前景。本文对此设备的辐射安全性进行了放射卫生学调查。

1 双示踪薄层识别地面采集测井仪简介

识别器的核心部件是放射核素发生器，放射核素发生器是从其中长半衰期的核素(称为母体)衰变分离出短半衰期的核素(称为子体)的装置。犹如从母牛身上挤奶，故又有“母牛”之称。¹³⁷Cs-^137mBa发生器的衰变链为:

¹³⁷Cs被固定在铯层柱内(球形亚铁氰化钴钾-硅胶无机离子交换剂)，它对Cs⁺具有很强的吸附能力，而对Ba²⁺离子几乎没有吸附能力，使用一种特殊淋洗液即可将生成的Ba^2+137m离子淋洗下来作为测井用示踪剂^[2]。

现提供的发生器内装50 μCi (1.85 MBq) ¹³⁷Cs，按¹³⁷Cs 100%衰变至^137mBa，淋洗效率70%，一次可供最大^137mBa测井量为1.3 MBq^137mBa。发生器长171 mm，直径38 mm，重2.5 kg; 壳体为钨镍合金，厚28 mm; 可有效屏蔽放射线。

发生器由厂方安装入测井释放器，取代¹³¹Ba或¹³¹I，测井时测井人员将释放器接入测井仪器串送入井下。淋洗液的注入是测井人员在测井车内操作。测井前测井人员可一次性注入约60 ml淋洗液，约可测井20次。

2 检测内容、仪器与方法 2.1 监测内容

释放器储藏坑周围γ空气比释动能率，释放器周围空气比释动能率，测井吊车周围γ空气比释动能率，注水井口周围γ空气比释动能率，相关部位的表面放射性污染水平，测井现场土样和水样的¹³⁷Cs污染情况，测井工作人员接受剂量的跟踪监测与估算。

2.2 监测条件与方法

发生器在释放器内，不取出。监测方法是依据HJ/T 61-2001《辐射环境监测技术规范》和GB/T 11743-2013《土壤中放射性核素的γ能谱分析方法》等相关技术标准进行。

2.3 监测仪器

GH-102A环境χ、γ剂量率仪; FJ1210α、β、γ表面沾污测量仪(经检定); PGT8008HPGeγ能谱分析仪(使用前用标准源进行能量刻度)。

3 结果与分析 3.1 释放器储藏坑周围γ空气比释动能率

监测结果见表 1。

3.2 释放器周围空气比释动能率

释放器裸置地面，监测结果见表 2。

3.3 测井吊车周围γ空气比释动能率

释放器置铅存贮箱内，监测结果见表 3。

3.4 注水井口周围γ空气比释动能率

释放器在井内，监测结果见表 4。

表 1 ~ 表 4监测结果分析:黑龙江省天然γ辐射水平，室内为26.2 ~ 134.4 nGy/h，原野为54.0 ~ 229.3 nGy/h(未减去宇宙射线响应值) ^[3]，除释放器表面1 m内γ空气比释动能率(最大2658.0 nGy/h)稍高于本底外，其他所有相关场所γ空气比释动能率最大为80 nGy/h，均在黑龙江省天然γ辐射水平范围内。

3.5 相关部位的表面放射性污染水平测量

监测结果见表 5。标准规定工作场所的放射性表面污染控制水平在0.4 ~ 40B q/cm^2[4]，监测结果最大值为0.083 Bq/cm²，远低于污染控制水平，表明无污染。

3.6 土样与水样监测

在测井现场取土样和水样，制样后用γ能谱仪分析其中的¹³⁷Cs。实测土样与水样，在γ能谱图上未见¹³⁷Cs的峰，按标准规定^[5]，测空样品盒本底谱，求出探测下限。结果见表 6。

4 人员剂量估算与危害分析 4.1 正常工况

厂方提供发生器表面剂量率为6 μGy/h，现监测释放器表面为2.8 μGy/h; 工作人员提供有时监测到7 μGy/h，这种差异可能是由于不同发生器或不同测量条件(发生器是否在释放器管内)引起的。

从偏安全角度考虑，取释放器周围剂量率为10 μGy/h。在一次测井过程中，测井工作人员接受剂量跟踪监测结果见表 7。

其中接受剂量最大的一步是发生器接入仪器串，且较容易出问题，接入时受卡，将延长操作时间。

一次测井操作，测井工作人员接受剂量为0.355 μSv。假设按每人年测井50口，年有效剂量为17.75 μSv ~ 0.018 mSv，远远低于年有效剂量限值5 mSv，辐射安全有保障。

4.2 异常工况

① 对¹³⁷Cs源，厂方提供的发生器最大用量为2.9 MBq(80 μCi)。按国家环保总局2005年第62号放射源分类办法的公告划分，属于Ⅴ类源，为极低危险源，不会对人造成永久性损伤。②对含^137mBa的淋洗液，厂方提供的淋洗最大效率为70%，即最多可淋洗出2.07 MBq (56 μCi)，仍属Ⅴ类源，危害情况同上。

极低危险不等于没有危险，不会对人造成永久性损伤不等于没有损伤，放射源被盗、丢失，裸露或散落，淋洗出的^137mBa澈、漏，还有可能通过皮肤或食入造成内照射，不能麻痹，同样应按放射源严格管理。

5 结论

双示踪薄层识别地面采集测井仪新颖，其结构、辐射安全性、储运、操作与测井应用等方面有一定优势，有良好开发前景。

经监测，正常工况时，发生器存贮、运输、工作等场所，周围环境辐射为天然本底水平，未发现有放射性表面污染。对环境、工作人员与公众无辐射危害。

正常工况时，操作发生器工作人员只受到略高于本底的附加有效剂量，远低于年目标管理限值5 mSv; 公众不受到高于本底的附加有效剂量，符合GB 18871-2002《电离辐射与辐射源安全基本标准》关于人员剂量的相关要求。