CN102650207A - 井间分层示踪监测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种井间分层示踪监测方法，该方法包括：在注入井中分层段地注入不同种示踪剂；在采油井中取样并萃取富集所述示踪剂；检测富集后的所述示踪剂的浓度；根据所述示踪剂的浓度，分析确定产油井各层段的剩余油分布状况。本发明可以得到注入流体对受效井各层段的贡献率和生产井的产液（油）剖面，以及各层段剩余油分布状况和规律。
Description
技术领域
本发明涉及石油开采技术领域，尤其涉及油井的井间分层示踪监测方法。
背景技术
井间示踪监测方法是对油藏进行精细描述的监测方法，其特点是可提供注采连通的直接证据，提供注采井在平面上和纵向上的非均质性及示踪剂波及区域平均剩余油饱和度。但由于国内外的示踪剂是笼统注入的，监测出的示踪剂产出曲线为多层叠加的结果，现有技术只是根据示踪剂产出峰来分层段，因此示踪监测结果只是笼统描述油藏注采井间的注采动态，油层在平面上的动用程度。对于示踪剂产出曲线的产出峰与地质上各小层的对应关系以及油层纵向动用程度情况分析描述则始终未能有效地解决。
对油藏和注采动态的正确认识是提高采收率的必要前提，只有对各层的注采动态有了正确的认识，才能制定出合理的分层注水、分层汽驱等工艺方案。分层示踪监测技术则是达对油藏能更精细地进行描述的一个重要手段。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种井间分层示踪监测方法，能够解决现有技术中无法确定示踪剂产出曲线的产出峰与地质上各小层的对应关系的技术问题。
为实现上述目的，本发明实施例提供一种井间分层示踪监测方法，该方法包括：在注入井中分层段地注入不同种示踪剂；在采油井中取样并萃取富集示踪剂；检测富集后的示踪剂的浓度；根据示踪剂的浓度，分析确定产油井各层段的剩余油分布状况。
其中，示踪剂为选取含氟有机酸及其衍生物，包括12种同系物。
采用采油井的原井管柱和泵车注入示踪剂，利用泵车将示踪剂依次从原井的油管、套管、空心管注入地层。如果原井为偏心分注管柱注入井，则可利用分层注入管柱来实现示踪剂的分层注入。原井管柱包括油管、套管和空心管或偏心分注管柱。
其中，采用固相萃取法萃取示踪剂。固相萃取法萃取示踪剂包括：预处理萃取柱；将样品加入萃取柱，示踪剂和杂质被吸附；冲洗萃取柱中的杂质；洗脱萃取柱中的示踪剂；将洗脱的示踪剂吹干并富集。萃取柱为C18固相萃取小柱或ENV类固相萃取小柱。
其中，用液相色谱法或气相色谱－质谱法检测富集后的示踪剂的浓度。液相色谱法灵敏度达ppb（10-9）数量级，气相色谱－质谱法灵敏度达ppt（10-12）数量级。
本发明提供的井间分层示踪监测方法，除可直接测定和计算各层段的运移速度、波及面积和波及体积，各层段渗透率、厚度等物性参数、非均质参数及压力分布等参数外，还可以得到注入流体对受效井各层段的贡献率和生产井的产液（油）剖面，以及各层段剩余油分布状况和规律。与分层注水、分层汽驱等工艺配套，为油田高效开发和长期稳产提供强有力的技术支持和保障。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，并不构成对本发明的限定。在附图中：
图1为本发明的井间分层示踪监测方法的流程示意图；
图2为本发明的分层注入管的结构示意图；
图3为本发明的固相萃取示踪剂的流程示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明实施例做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
实施例一
本实施例提供一种井间分层示踪监测方法。如图1所示，该方法包括：
步骤S101：在注入井中分层段地注入不同种示踪剂；
（一）示踪剂的筛选：
通过试验筛选出适用某一井组各层段的多种分层示踪剂。具体包括：选择的示踪剂要不易被生物降解，易于分析，不影响测井，耗费成本低；备选示踪剂与地层流体（地下原油、地层水）进行配伍性测试；在相邻多井组同时分层注示踪剂的情况下，同时选用的多种示踪剂之间不反应，多种示踪剂可同时分析，互不干扰。最后选取含氟有机酸及其衍生物，包括12种同系物具体为：2,3-二氟苯甲酸、2,4-二氟苯甲酸、2,5-二氟苯甲酸、2,6-二氟苯甲酸、2,3,6-三氟苯甲酸、2,4,6-三氟苯甲酸、2,4,5-三氟苯甲酸、3,4,5-三氟苯甲酸、2,3,4,5-四氟苯甲酸、2-三氟甲基－苯甲酸、3-三氟甲基－苯甲酸、3,5-二(三氟甲基)－苯甲酸，能够满足上述各种要求，其中用液相色谱法可达ppb（10-9）数量级，用气相色谱－质谱法可达ppt（10-12）数量级。其中，配伍性测试和干扰实验与现有技术要求和评价方法相同。
（二）注入示踪剂到各层段：
示踪剂的配制方式为将化学药剂（干粉）溶解在水中搅拌均匀。可将几种药剂分别倒入不同罐车中，加水后拉到井场，路上的颠簸可将示踪剂全部溶解。
可采用原井管柱注入（如油套分注管柱、三管分注管柱、偏心分注管柱），施工前必须进行验封，如果不密封，注入时发生窜层，导致分层示踪的失败。采用泵车注入。利用泵车将示踪剂依次从原井的油管、套管、空心管注入地层。如果原井为偏心分注管柱注入井，则可利用分层注入管柱来实现示踪剂的分层注入,该分层注入管柱采用液压座封方式座封、上提解封，施工方便、安全可靠。并且配有特殊的洗井阀结构设计，在注入过程中，实现环空与管柱内双重密封，大大提高了封隔器的密封性能，从而避免了因洗井阀密封不严，造成示踪剂损失及层间示踪剂互窜现象。
结构如下：
主要由七部分组成：座封动力部分由两级液缸组成；密封部分由四只尺寸完全相同的胶筒及密封件组成；验封部分由特殊接箍及胶筒组成；锁紧部分由锁簧组成；洗井部分由洗井阀及液缸组成；洗井阀前端硫化橡胶；停注时防层间连通部分采用双凡尔结构。
原理为：
管柱下到预定位置后，由油管正憋压8-15MPa，液缸和洗井凡尔在压力的作用下沿轴向上移，推动外中心管，压缩胶筒。当液缸和洗井凡尔的行程达到70mm时，胶筒与套管完全贴合密封，外中心管前部的爪簧与锁簧锁紧，完成封隔器座封。在座封的同时，外中心管的验封孔与中心管的验封孔及隔环上的验封孔对在一起，且与套管连通。即验封孔上下组胶筒的承受压力与油管相同，如压力不降证明密封合格，否则视为失效。洗井时由油管环空打入洗井液，在套管压力高出油管压力3MPa时，洗井阀开启，洗井液由外中心管环空流过，绕过胶筒从管柱底部进入油管，返出地面完成洗井。解封时上提油管，封隔器在胶筒和套管摩擦力的作用下不动。此时只有中心管上移，解封体撑开锁簧，使之与爪簧脱开，液缸与外套在胶筒的弹力和摩擦力的作用下复位完成解封。
分层配注阀的研制
分层配注阀采用偏心结构设计，使得示踪剂可分层注入，并且可任意调节配注量；在配注阀工作筒偏孔处，采用特殊的结构设计，在注入过程中可防止因地层压力高造成示踪剂返排现象的发生，从而影响注入效果。
结构如下：
如图2所示，分层配注阀220由工作筒、堵塞器和回压凡尔三部分组成。注示踪剂时是一层一层的注入，堵塞器的作用是封堵目前不注的层段，待一层注完后，将待注层的堵塞器捞出，进行示踪剂的注入，注前，还需再用堵塞器将别的不注层堵住，依次类推，完成分层注入。所以，分层配注阀包括堵塞器。堵塞器由打捞头、配水体、水嘴、密封圈及水嘴压帽组成。
原理为：
封隔器210坐于工作筒主体的偏孔上，凸轮卡于偏孔上部的扩孔处，封隔器210主体的上下两组胶圈封住偏孔的出液槽。注入水经堵塞器滤网、水嘴、堵塞器主体的出液槽和工作筒主体的偏孔及回压凡尔进入油套环空后注入地层。注示踪剂时，封隔器210用录井钢丝带投捞器进行投捞作业，分层更换水嘴，投捞堵塞器，完成示踪剂的分层注入。
示踪剂注入时，开启待注层的分层配注阀220，封堵其他层的分层配注阀220，然后用泵车将示踪剂溶液注入待注层，其他层示踪剂注入同上。
步骤S102：在采油井中取样并萃取示踪剂
（一）从采油井中取样
打开采油井井口阀门，用250ml取样桶接够200ml以上且不溢出。此项与现有技术方法相同。
（二）固相萃取示踪剂
固相萃取（SPE）是一种用途广泛而且越来越受欢迎的样品前处理技术，其建立在传统的液-液萃取（LLE）基础之上，结合物质相互作用的相似相溶机理和目前广泛应用的HPLC、GC中的固定相基本知识逐渐发展起来的。SPE具有有机溶剂用量少、便捷、安全、高效等特点。SPE根据其相似相溶机理可分为四种：反相SPE、正相SPE、离子交换SPE、吸附SPE。SPE大多数用来处理液体样品，萃取、浓缩和净化其中的半挥发性和不挥发性化合物，也可用于固体样品，但必须先处理成液体。目前国内主要应用在水果、蔬菜及食品中农药和除草剂残留分析，抗生素分析，临床药物分析等方面。在石油监测领域中应用该方法尚属首例。如图3所示，本发明中的固相萃取示踪剂过程具体包括：
S310：预处理萃取柱
萃取柱可以选取C18固相萃取小柱、ENV类固相萃取小柱等现有萃取柱。在萃取样品之前,为了湿润固相萃取柱填料,用一满管溶剂冲洗管子。反相类型硅胶和非极性吸附剂介质,用水溶性有机溶剂预处理,然后用水或缓冲溶液。水溶性有机溶剂湿润吸附剂表面和渗透键合烷基相,以允许水更有效地湿润硅胶表面。有时前预处理溶剂使用在水溶性有机溶剂之前。这些溶剂通常是与洗脱溶剂一样，用以消除固相萃取管上的杂质及其对分析物的干扰。正相类型固相萃取硅胶和极性吸附剂介质，通常用样品所在的有机溶剂来预处理。离子交换填料将用于非极性有机溶剂中的样品,其用3-5ml的去离子水或低浓度的离子缓冲溶液来预处理。为了使固相萃取填料从预处理到样品加入时都保持湿润,允许大约1毫升的预处理溶剂在管过滤片(frit)或萃取片表面之上。如果样品是从一个贮液管或过滤管引入固相萃取管,则多加入0.5毫升最后的预处理溶剂到1毫升的固相萃取管中,如果是2毫升到3毫升的萃取柱中,多加入4升到6毫升管中等等。这是为了保证在样品加入之前萃取柱湿润。如果在样品加入之前,萃取柱中的填料干了,重复预处理过程。在重新引入有机溶剂之前,用水冲洗柱中缓冲溶液的盐。
S320：加入样品
将样品装入萃取柱，此时，固相萃取小柱中的填料会吸附样品中所感兴趣的化合物或者样品中的杂质。当样品流出时，所选择的化合物（包括杂质）被留在萃取柱上，如苯乙烯类聚合物、硅胶。
S330：冲洗填料
用一种强得能洗脱杂质而又弱得能保留感兴趣的化合物的冲洗液来冲洗杂质，例如低浓度磷酸二氢钠水溶液。确定洗脱剂的浓度需80％以上可以完全收集在固相萃取小柱上的分层示踪剂。
S340：洗脱示踪剂
用洗脱剂将被吸附在萃取柱上的示踪剂洗脱在溶液里，如甲醇。
最后，再将分层示踪剂富集，将溶解有分层示踪剂的洗脱液经吹干再将分层示踪剂溶解富集到可检测的浓度范围，富集倍数达500～1000倍。
步骤S103：分析确定产油井各层段的余油分布状况
用液相色谱法，灵敏度达ppb（10-9）数量级，或气相色谱－质谱法，灵敏度达ppt（10-12）数量级，对多种分层示踪剂进行同时分析，得到了各油井各层段示踪剂产出浓度分析结果，结合地层各层段的相关参数确定每口井各层段的示踪剂浓度产出曲线。进而可测定和计算各层段的运移速度、波及面积和波及体积，各层段渗透率、厚度等物性参数、非均质参数及压力分布等参数外，还可计算注入流体对受效井各层段的贡献率和生产井的产液（油）剖面，以及各层段剩余油分布状况和规律。
本发明通过采用不同示踪剂分层注入，固相萃取法富集，富集倍数达500～1000倍，延长了色谱柱的使用寿命，可减少示踪剂的投注量，节约了成本，减轻了施工工作量。富集后的样品可采用液相色谱仪分析法或气相色谱-质谱仪分析法，该方法实现了多种分层示踪剂的同时分析，最低检测下限为ppt级（10-12）。可直接分析测定各层段的油藏非均质性及油层动用程度外，还可以认识注入流体对受效井各层段的贡献率和生产井的产液（油）剖面，以及各层段剩余油分布状况和规律。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种井间分层示踪监测方法，其特征在于，该方法包括：
在注入井中分层段地注入不同种示踪剂；
在采油井中取样并采用固相萃取法萃取富集所述示踪剂,所述固相萃取法包括：将样品加入所述萃取柱，所述示踪剂和杂质被吸附；冲洗所述萃取柱中的所述杂质；洗脱所述萃取柱中的所述示踪剂；将洗脱的所述示踪剂吹干并富集；
检测富集后的所述示踪剂的浓度；
根据所述示踪剂的浓度，分析确定产油井各层段的剩余油分布状况。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述示踪剂为选取含氟有机酸及其衍生物。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述示踪剂包括12种同系物。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：采用所述采油井的原井管柱和泵车注入所述示踪剂。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述原井管柱包括油管、套管和空心管或偏心分注管柱。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：用浓度为80％以上的磷酸二氢钠水溶液冲洗所述萃取柱中的杂质。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，
用甲醇洗脱所述萃取柱中的所述示踪剂。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述萃取柱为C18固相萃取小柱或ENV类固相萃取小柱。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：。用液相色谱法检测富集后的所述示踪剂的浓度，灵敏度达ppb（10-9）数量级。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：用气相色谱－质谱法检测富集后的所述示踪剂的浓度，灵敏度达ppt（10-12）数量级。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
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