专利名称：油田微量物质井间示踪测试技术的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于油田开发过程测取地层流体流动、驱替状态资料的测试技术。
在油田开发过程中，为了及时、准确地分析、掌握被开采油层内油、气、水等各种流体的驱替、运移状况和动态，以便采取相应的开发调整方案和措施改善开发效果，需要采用井间示踪测试技术对有关油、气、水井进行监测，录取相关资料。半个多世纪以来，国内外油田井间示踪测试技术经历了化学示踪剂—放射性同位素示踪剂—非放射性同位素示踪剂的发展历程。其中，50年代采用的无机盐、染料、卤代烃和醇类等第一代化学示踪剂需要矿场作业，且用量大，成本高，适应性和可选择性差，测试分辨率低，部分示踪剂对录井、测井解释及后加工带来影响，并有环境和人员安全问题等弊端，逐渐呈淘汰之势；70年代研究、应用的以氚及氚化物为代表的第二代放射性同位素示踪剂虽具有用量少、检测方便且检测分辨率较高等优点，但由于具有放射性，对人员、环境安全不利，使其应用受到限制；80年代研究、应用的第三代示踪剂以氘及其化合物为代表，优点同于第二代，并且克服了矿场投放油水井、取样、管理等的环境和安全问题，但由于非放射性同位素示踪剂品种更少，仅是在使用时不让其在矿场显示出放射性，取样后仍需通过室内的原子反应堆激活，用中子活化法测量其放射性活度，而且只能由原子能机构进行室内检测操作，且分析测试繁杂，费用昂贵，使其应用受限。
本发明的目的在于提供一种既检测方便，检测分辨率高，可以获得油层注采流体动态信息，而且耗资较少、对人员环境无伤害的油田微量物质井间示踪测试技术。
本发明提供的测试技术是这样实现的。此种测试技术乃是在对被监测油田或油井的地层水和水源水进行背景浓度高分辨率全分析的基础上，找出其中没有或非常微量的一种或多种(视油井单一或多层段而定)高纯度元素作为示踪剂材料，将其处理成与被跟踪流体同步的液体、气体或固体粉末，按油藏条件设计用量，从井口加入或矿场注入；然后，通过观察井井口取样和样品处理、净化，在高分辨率测试设备上对被跟踪示踪剂同时高速检测，并利用示踪剂解释软件对样品检测结果进行处理，得到动态参数；最后，结合现场油水井生产动态对示踪剂分析结果和软件处理结果进行分析解释，提供客户所需的各种动态资料。该测试技术的实施步骤如下1、制定测试实施方案，其中包括区块、井组、目的层选择、注入井、监测井井号、测试目的、实施要点、进度安排等；2、对油田水进行全分析，确定背景浓度后选择一种或多种其中没有或非常微量的物质作为示踪剂；3、计算确定示踪剂用量。根据井组的井距、储层厚度、孔隙度、含水率、连通系数及仪器 最低检测限等资料，按下列步骤及公式计算出使用的微量物质示踪剂用量(一般为几克到上百克)首先，计算注入地层的最大稀释体积Vp＝πr2·h·φ·Sw·Er式中Vp—最大稀释体积，m3；r—注入井与采样井的距离，m；h—注入井有效厚度，m；Sw—砂层含水饱和度，％；Er—连通系数，％；φ--孔隙度，％；其次，计算示踪剂的投加量A＝μ·MDL·Vp式中A—示踪剂用量，克；μ—保障系数；MDL—仪器最低检测限；4、按设计用量向示踪剂注入井投加预先处理制备好的示踪剂水溶液或络合溶液，投加方式可采用井口专用工具在井口直接投加或采用注水管线注入；5、按实施方案规定的取样制度和要求在监测井取样；
6、利用分辨率可达ppq级(1×10-15)的感应耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)对样品及时进行分析，并绘制示踪剂产出曲线；7、利用示踪剂解释软件对示踪剂产出曲线进行拟合，得到地层参数分布情况和实际窜流通道参数；8、依据地层参数分布情况，分析注入流体平面窜流状况，通过对见示踪剂时间、井距进行计算，得到窜流方向和速度；9、依据实际窜流通道参数，结合注水井吸水剖面或注汽井吸汽剖面得到流体纵向实际窜流情况；10、利用上述拟合解释结果，分析主流、主渗通道窜流参数及连通状况；11、根据建立的地质模型，按照常规油藏非均质评价方法，计算得到相关的非均质系数(罗伦兹常数、渗透率变异系数等)，进行油藏非均质情况分析；12、利用原油或稠油运移规律模拟软件解释及示踪剂数值模拟软件、相关的动、静态和生产测井资料进行解释，得到剩余油饱和度分布情况。
本发明所提供的油田微量物质井间示踪剂测试技术近年来在我国辽河、华北、长庆油田开展了试验性实施和应用，并分别达到预期目的，取得了良好效果。例如，对辽河油田冷43块45-164井组和43-164井组两个注蒸汽开采稠油的井组S1+2油层按上述实施步骤分别在45-164井和43-164井投加了120克和3.5克示踪剂，并进行测试，取得了下列成果(1) 确定了汽窜井蒸汽推进速度；(2) 确定了汽窜方向和流线及上下层系间汽窜状况；(3) 确定了注汽波及范围及参数(面积系数、体积系数和波及系数)；(4) 通过数值模拟，监测并计算出注示踪剂突破时井组的压力场分布；(5) 对吞吐井与周围观察井之间汽窜裂缝状况进行分析；(6) 对油层非均质性(罗伦磁常数、渗透率变异系数)进行描述；(7) 确定了汽窜的油层组及数量，提供堵汽或调剖方案思路；(8) 确定了试验井组井间剩余油饱和度及其分布情况。
本发明提供的测试技术易于实施，检测方便，所采用的井间示踪剂具有费用低、品种多、适应性强、用量少、检测分辨率高、可同时分辨单种和多种示踪剂、矿场加入方便、无人身安全和环境问题以及性能稳定、耐高低温等特点，应用前景广阔，对监测和指导油田开发有重要实用意义。
权利要求
1.一种油田微量物质井间示踪测试技术，其特征在于，该技术乃是在对被监测油田或油井的地层水和水源水进行背景浓度高分辨率全分析的基础上，找出其中没有或非常微量的一种或多种高纯度元素作为示踪剂材料，将其处理成与被跟踪流体同步的液体、气体或固体粉末，按油藏条件设计用量，从井口加入或矿场注入；然后，通过观察井井口取样和样品处理、净化，在高分辨率测试设备上对被跟踪示踪剂同时高速检测，并利用示踪剂解释软件对样品检测结果进行处理，得到动态参数；最后，结合现场油水井生产动态对示踪剂分析结果和软件处理结果进行分析解释，提供客户所需的各种动态资料；该测试技术的实施步骤如下(1)定测试实施方案，其中包括区块、井组、目的层选择、注入井、监测井井号、测试目的、实施要点、进度安排等；(2)对油田水进行全分析，确定背景浓度后选择一种或多种微量物质作为示踪剂；(3)计算确定示踪剂用量，根据井组的井距、储层厚度、孔隙度、含水率、连通系数及仪器最低检测限等资料，按下列步骤及公式计算出使用的微量物质示踪剂用量首先，计算注入地层的最大稀释体积Vp＝πr2·h·φ·Sw·Er式中Vp—最大稀释体积，n3；r—注入井与采样井的距离，m；h—注入井有效厚度，m；Sw—砂层含水饱和度，％；Er—连通系数，％；φ--孔隙度，％；其次，计算示踪剂的投加量A＝μ·MDL·Vp式中B—示踪剂用量，克；μ—保障系数；MDL—仪器最低检测限(4)按按设计用量向示踪剂注入井投加预先处理制备好的示踪剂，投加方式可采用井口专用工具在井口直接投加或采用注水管线注入；(5)按实施方案规定的取样制度和要求在监测井取样；(6)利用分辨率可达ppq级的感应耦合等离子体质谱仪对样品及时进行分析，并绘制示踪剂产出曲线；(7)利用示踪剂解释软件对示踪剂产出曲线进行拟合，得到地层参数分布情况和实际窜流通道参数；(8)依据地层参数分布情况，分析注入流体平面窜流状况，通过对见示踪剂时间、井距进行计算，得到窜流方向和速度；(9)依据实际窜流通道参数，结合注水井吸水剖面或注汽井吸汽剖面得到流体纵向实际窜流情况；(10)利用上述拟合解释结果，分析主流、主渗通道窜流参数及连通状况；(11)根据建立的地质模型，按照常规油藏非均质评价方法，计算得到相关的非均质系数，进行油藏非均质情况分析；(12)利用原油或稠油运移规律模拟软件解释及示踪剂数值模拟软件、相关的动、静态和生产测井资料进行解释，得到剩余油饱和度分布情况。
全文摘要
本发明涉及一种用于油田开发的油田微量物质井间示踪剂测试技术,该技术以油田现场地层水和水源水中的微量物质为示踪剂材料,利用示踪剂解释软件对样品检测结果处理,得到动态参数,为客户提供所需的各种动态资料。此种测试技术易于实施,检测方便,所采用的示踪剂品种多,适应性强,用量少,费用低,检测分辨率高,无人身安全和环境问题,并具有性能稳定、耐高低温等特点,应用前景广阔,对监测和指导油田开发具有重要实用意义。
文档编号G01N31/22GK1360213SQ0113883
公开日2002年7月24日 申请日期2001年12月13日 优先权日2001年12月13日
发明者刘安建 申请人:刘安建