CN104612666B - 一种监测火线前缘温度的方法 - Google Patents
一种监测火线前缘温度的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104612666B CN104612666B CN201410718638.9A CN201410718638A CN104612666B CN 104612666 B CN104612666 B CN 104612666B CN 201410718638 A CN201410718638 A CN 201410718638A CN 104612666 B CN104612666 B CN 104612666B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- tracer
- marks
- catabolite
- temperature
- isotope
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 36
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 title claims abstract description 21
- 239000000700 radioactive tracer Substances 0.000 claims abstract description 44
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims abstract description 16
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims abstract description 16
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims abstract description 10
- KKEYFWRCBNTPAC-UHFFFAOYSA-N Terephthalic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=C(C(O)=O)C=C1 KKEYFWRCBNTPAC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 claims description 8
- 239000001923 methylcellulose Substances 0.000 claims description 8
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 claims description 8
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 claims description 8
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 claims description 8
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 claims description 8
- 229920000609 methyl cellulose Polymers 0.000 claims description 7
- 229920002401 polyacrylamide Polymers 0.000 claims description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- DHKHKXVYLBGOIT-UHFFFAOYSA-N acetaldehyde Diethyl Acetal Natural products CCOC(C)OCC DHKHKXVYLBGOIT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 125000002777 acetyl group Chemical class [H]C([H])([H])C(*)=O 0.000 claims description 5
- 229920000180 alkyd Polymers 0.000 claims description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-ZSJDYOACSA-N heavy water Substances [2H]O[2H] XLYOFNOQVPJJNP-ZSJDYOACSA-N 0.000 claims description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 4
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims description 4
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 abstract description 18
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 13
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 abstract description 9
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 18
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 15
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 13
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 5
- 239000003129 oil well Substances 0.000 description 5
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 3
- 239000010779 crude oil Substances 0.000 description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
- 230000002459 sustained effect Effects 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 238000003556 assay Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 1
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 1
- 235000013399 edible fruits Nutrition 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000000295 fuel oil Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000006213 oxygenation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 description 1
- KUCOHFSKRZZVRO-UHFFFAOYSA-N terephthalaldehyde Chemical compound O=CC1=CC=C(C=O)C=C1 KUCOHFSKRZZVRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
- 238000004227 thermal cracking Methods 0.000 description 1
- 239000003643 water by type Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B47/00—Survey of boreholes or wells
- E21B47/06—Measuring temperature or pressure
- E21B47/07—Temperature
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Geophysics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
Abstract
本发明提供了一种监测火线前缘温度的方法。该方法包括以下步骤：在注气井注气时，将同位素标记的示踪物注入到注气管线中，随空气一起注入到井底；从生产井中定时取样分析，通过检测含相应同位素的分解产物，判断油层的燃烧温度。本发明的方法应用到监测稠油油藏火烧油层点火过程及生产过程中的油层燃烧温度，可以判断油层燃烧状态及连通状态，为火驱生产过程中的调控提供一定的指导作用。
Description
技术领域
本发明提供了一种监测火线前缘温度的方法，具体为一种监测稠油油藏火烧油层点火过程及生产过程中油层燃烧温度的方法，属于火烧油层开采领域。
背景技术
火烧油层技术是一种有效提高采收率的技术，也是稠油热采转换开发方式的重要技术之一。火烧油层燃烧部分裂解的重质油分，采出轻质油分，而且采收率很高，可达80％以上。
火烧过程中有很多反应，包括热裂解、物理蒸馏等，但氧气参与的只有两个反应：①Oil+O2→CxHyOz→Coke(加氧反应，即低温氧化反应)，该反应过程中原油会不断变稠，如果时间充足，就会在地下形成焦炭、沥青质。②Oil+O2→CO2+CO+H2O(裂解反应，即高温氧化反应)，该反应主要为重质组分地下原油与氧气反应，消耗重质组分，生成CO2、CO和H2O。在任何一个氧化作用中，这两种反应皆是同时存在的，对于火烧油层开发而言，实际生产中希望进行的反应为后者，即高温燃烧的裂解反应。
对于稠油油藏，油层温度低于350℃时，反应速率较低，主要进行低温氧化反应；当温度超过350℃时，反应速率开始升高，超过400℃后，裂解反应占主导地位，即高温氧化占主导地位。因此，稠油油藏火烧油层时需保证燃烧温度大于400℃。而要让裂解反应占主导地位必须满足两个条件，一是成功点火，点火后油层燃烧温度超过400℃；二是保证充足的注气量，以保证原油持续燃烧。
稠油火烧油层的燃烧温度主要引起以下两个问题：
(1)对点火的影响。稠油自燃的温度在350-400℃之间，火烧油层在点火时，油层温度必须超过这个温度才能点燃油层，而且必须使油层持续燃烧，燃烧温度超过400℃，才能成功点火。而油层是否点燃并达到高温氧化燃烧无从判断，只能通过分析注入井底的注气温度和临井的燃烧尾气组分来推断，因此，如果油井点火失败，必将导致二次点火，二次点火的难度增大，而且会带来一定的经济损失。
(2)对生产调控的影响。在火驱辅助重力泄油生产过程中，需要调控产液的温度，从而保证生产的安全。在中国专利201320302364.6中，仅通过水平生产井井筒中的热电偶来辅助调控，而不能确定油层中的燃烧温度。对于特殊条件下，如，火线突进，突进的温度无法了解，调控难度较大。
因此，有必要提供一种监测油层燃烧温度的方法，来解决上述问题。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种监测火线前缘温度的方法，具体为一种监测稠油油藏火烧油层点火过程及生产过程中油层燃烧温度的方法。本方法在现场应用可以判断油层燃烧状态及连通状态，为火驱生产过程中的调控提供一定的指导作用。
为达到上述目的，本发明提供了一种监测火线前缘温度的方法，其包括以下步骤：
a、在注气井注气时，将同位素标记的示踪物注入到注气管线中，随空气一起注入到井底；
b、从生产井中定时取样分析，通过检测含相应同位素的分解产物，判断油层的燃烧温度。
在上述方法中，优选地，同位素标记的示踪物为粉末状，其粒径为50-100目。
在上述的方法中，优选地，以标记示踪物的同位素的摩尔体积为单位，采用的同位素标记的示踪物的注入体积量Q根据式(1)计算：
其中，D为保障系数，其值为1.5-2.5；R为井距，单位为m；h为油层厚度，单位为m；为油层平均孔隙度；Sw为平均含水饱和度；MDL为分析仪器的最低监测浓度。
在上述的方法中，优选地，采用的同位素标记的示踪物包括第一示踪物、第二示踪物、第三示踪物和第四示踪物，更优选地，采用的第一示踪物为13C标记的甲基纤维素；第二示踪物包括15N标记的聚丙烯酰胺和/或17O标记的缩乙醛；第三示踪物包括18O标记的醇酸树脂和/或14C标记的环氧树脂；第四示踪物包括2H标记的聚氯乙烯和/或3H标记的对苯二甲酸。
在上述的方法中，优选地，采用的13C标记的甲基纤维素的聚合度为100，分子量为18000-20000；15N标记的聚丙烯酰胺的聚合度为10万，分子量为700万-1000万，目数为20-80；14C标记的环氧树脂的聚合度为1，分子量为1000-1500；2H标记的聚氯乙烯的聚合度为600，分子量为3万-4万。
在上述的方法中，优选地，采用的13C标记的甲基纤维素的分解产物为13CO2和/或13CO；15N标记的聚丙烯酰胺的分解产物为15NO2和/或15NO；17O标记的缩乙醛的分解产物为H2 17O；18O标记的醇酸树脂的分解产物为H18O2；14C标记的环氧树脂的分解产物为14CO2和/或14CO；2H标记的聚氯乙烯的分解产物为2H2O；3H标记的对苯二甲酸的分解产物为3H2O。
在上述的方法中，优选地，采用的第一示踪物对应的标记温度为350-400℃；第二示踪物对应的标记温度为400-500℃；第三示踪物对应的标记温度为500-600℃；第四示踪物对应的标记温度为600-700℃。
本发明采用同位素对示踪物进行标记，在温度达到示踪物的燃点时，示踪物会燃烧释放出含有相应同位素的物质，因此，当检测到相应的同位素时，就表明温度达到的某个相应的范围，这个范围即为该示踪物或者说同位素对应的“标记温度”。
在上述的方法中，优选地，采用的13C标记的甲基纤维素的分解产物为13CO2和/或13CO，当监测到13CO2和/或13CO时，说明火线前缘燃烧温度达到了350-400℃；
采用的15N标记的聚丙烯酰胺的分解产物为15NO2和/或15NO，17O标记的缩乙醛的分解产物为H2 17O，当监测到15NO2和/或15NO、H2 17O时，说明火线前缘燃烧温度达到了400-500℃；
采用的18O标记的醇酸树脂的分解产物为H18O2，14C标记的环氧树脂的分解产物为14CO2和/或14CO，当监测到H18O2、14CO2和/或14CO时，说明火线前缘燃烧温度达到了500-600℃；
采用的2H标记的聚氯乙烯的分解产物为2H2O，3H标记的对苯二甲酸的分解产物为3H2O，当监测到2H2O、3H2O时，说明火线前缘燃烧温度达到了600-700℃。
在本发明的监测火线前缘温度的方法中，主要分析物为气体,而气体在地层的运移速度要比液体快得多,而且不需要经过复杂的实验过程，确定地层燃烧状况所需时间短；另外，本发明采用同位素标记的示踪物进行测试,精度高,测试方法简单，被测试的同位素在很低的浓度下就可以检测到。
本发明的方法应用到监测稠油油藏火烧油层点火过程及生产过程中油层燃烧温度，可以判断油层燃烧状态及连通状态，为火驱生产过程中的调控提供一定的指导作用。
附图说明
图1为实施例1中所监测的油井的井位图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本发明的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。
实施例1
本实施例提供一种监测火线前缘温度的方法，其包括以下步骤：
同位素标记的示踪物的加入量的计算：
以标记示踪物的同位素的摩尔体积为单位，同位素标记的示踪物的注入体积量Q根据式(1)计算：
其中，D为保障系数，其值为2；R为井距，为保证注入每口生产井的同位素标记的示踪物的注入体积量最大，计算时，井距取最大值141m；h为油层厚度，其值为10m；为油层平均孔隙度，其值为25％；Sw为平均含水饱和度，其值为0.4；MDL为分析仪器的最低监测浓度，C、H、O元素的MDL均为10ppm、本实施例中的H、O元素采用水同位素分析仪(型号为理加联合科技有限公司，LWIA-24d)分析；C元素采用Picarro G1101-I CO2同位素分析仪分析。
将1.3m3的13C标记的甲基纤维素、1.3m3的17O标记的聚丙烯酰胺、1.3m3的14C标记的环氧树脂、1.3m3的2H标记的聚氯乙烯四种粉末状的示踪物(粒径均为50-100目)混合均匀，然后由空气携带注入注气井5，其中，加药速度为3-5m3/h，段塞间隔为每5m3间隔2小时，即注入5m3后，停止加药，只注入空气，2小时后继续加药，加药时间一天内完成。
本实施例中所监测的油井的井位图如图1所示，上述示踪物注入后，生产井一线井51、52、53、54、55、56、57、58第五天开始取样，生产井二线井511、512、513、514、515、516、517、518第七天开始取样，均为每天1个样，取样周期为2个月，具体的取样方法为：
水样取样方法：在生产井井口用取样桶直接取得油水样，每口油井对应1个取样桶。对油水样进行油水分离，每个样品不能相互污染，根据油水样含水的多少，采取不同的措施(静置、过滤、加破乳剂、电脱水等)分离出大约1000mL干净的水(不含油、泥砂等杂物)倒入取样瓶中，以待分析；
气样取样法：将生产井井口气体阀门打开放空5min，然后，将气体取样袋与气体阀门接好充气，充满为止。
样品检测分析，在第7天时，一线生产井检测到的13CO2，浓度由初始的1-10ppm突然上升至大于10ppm，并持续7天；
在第10天时，一线生产井检测到的14CO2；
在第20天时，一线生产井水溶液检测到H2 17O，浓度由初始的5-10ppm突然升至100-500ppm，并持续5天；
在之后的时间没有检测到别的同位素，这说明火线前缘燃烧温度最高达到了500-600℃，且经历过400-500℃的温度范围，处于高位氧化燃烧，且燃烧剧烈。
本实施例中油井的具体参数如下：油藏埋深1500m，油层厚度10m，孔隙度25％，注采井井距为100m(生产井52、54、56、58)和141m(生产井51、53、55、57)两种，平均含水饱和度为40％。
Claims (6)
1.一种监测火线前缘温度的方法，其包括以下步骤：
a、在注气井注气时，将同位素标记的示踪物注入到注气管线中，随空气一起注入到井底；
b、从生产井中定时取样分析，通过检测含相应同位素的分解产物，判断油层的燃烧温度；
所述同位素标记的示踪物包括第一示踪物、第二示踪物、第三示踪物和第四示踪物；
其中，所述第一示踪物为13C标记的甲基纤维素；
所述第二示踪物包括15N标记的聚丙烯酰胺和/或17O标记的缩乙醛；
所述第三示踪物包括18O标记的醇酸树脂和/或14C标记的环氧树脂；
所述第四示踪物包括2H标记的聚氯乙烯和/或3H标记的对苯二甲酸。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述同位素标记的示踪物为粉末状，其粒径为50-100目。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，以标记示踪物的同位素的摩尔体积为单位，所述同位素标记的示踪物的注入体积量Q根据式1计算：
其中，D为保障系数，其值为1.5-2.5；R为井距，单位为m；h为油层厚度，单位为m；为油层平均孔隙度；Sw为平均含水饱和度；MDL为分析仪器的最低监测浓度。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述13C标记的甲基纤维素的聚合度为100，分子量为18000-20000；
所述15N标记的聚丙烯酰胺的聚合度为10万，分子量为700万-1000万，目数为20-80；
所述14C标记的环氧树脂的聚合度为1，分子量为1000-1500；
所述2H标记的聚氯乙烯的聚合度为600，分子量为3万-4万。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述13C标记的甲基纤维素的分解产物为13CO2和/或13CO；
所述15N标记的聚丙烯酰胺的分解产物为15NO2和/或15NO；
所述17O标记的缩乙醛的分解产物为H2 17O；
所述18O标记的醇酸树脂的分解产物为H18O2；
所述14C标记的环氧树脂的分解产物为14CO2和/或14CO；
所述2H标记的聚氯乙烯的分解产物为2H2O；
所述3H标记的对苯二甲酸的分解产物为3H2O。
6.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其中，所述第一示踪物对应的标记温度为350-400℃；
所述第二示踪物对应的标记温度为400-500℃；
所述第三示踪物对应的标记温度为500-600℃；
所述第四示踪物对应的标记温度为600-700℃。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410718638.9A CN104612666B (zh) | 2014-12-01 | 2014-12-01 | 一种监测火线前缘温度的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410718638.9A CN104612666B (zh) | 2014-12-01 | 2014-12-01 | 一种监测火线前缘温度的方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104612666A CN104612666A (zh) | 2015-05-13 |
| CN104612666B true CN104612666B (zh) | 2018-04-06 |
Family
ID=53147291
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201410718638.9A Active CN104612666B (zh) | 2014-12-01 | 2014-12-01 | 一种监测火线前缘温度的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN104612666B (zh) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110344798B (zh) * | 2019-06-20 | 2021-08-03 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种利用水平排气井改善重力火驱调控的重力火驱方法 |
| CN113803014B (zh) * | 2020-06-11 | 2023-07-25 | 中国石油天然气股份有限公司 | 水平井的封堵方法 |
| CN112505073B (zh) * | 2020-10-29 | 2022-11-04 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种利用碳酸盐矿物确定稠油油藏火驱燃烧温度的方法 |
| CN116411902A (zh) * | 2021-12-31 | 2023-07-11 | 中国石油天然气股份有限公司 | 中温气汽驱采油氧化前缘的确定方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103670356A (zh) * | 2013-11-26 | 2014-03-26 | 里群 | 用于火烧油层的变温示踪剂组合物，以及火烧油层温度场分布图、其制备方法和开发火烧油层的方法 |
-
2014
- 2014-12-01 CN CN201410718638.9A patent/CN104612666B/zh active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN104612666A (zh) | 2015-05-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104612666B (zh) | 一种监测火线前缘温度的方法 | |
| CN101427005B (zh) | 从地下油层中提取液态碳氢化合物的方法 | |
| CN102606117B (zh) | 中深层低渗透稀油油藏的空气氮气交替驱开采方法 | |
| CN102080524B (zh) | 火驱采油多层注气分层电点火方法 | |
| US20120024524A1 (en) | Method for Monitoring Oil Field Development | |
| MXPA06014207A (es) | Proceso mejorado de combustion de campo petrolero en el lugar de origen. | |
| CN101427006A (zh) | 从地下油层中提取液态碳氢化合物的方法 | |
| Welge | Displacement of oil from porous media by water or gas | |
| US9810064B2 (en) | Method of monitoring unconventional hydrocarbon exploration and development sites | |
| Matter et al. | Towards cleaner geothermal energy: subsurface sequestration of sour gas emissions from geothermal power plants | |
| CN109339755B (zh) | 一种提高致密岩油藏采收率的方法及其装置 | |
| Garon et al. | A laboratory investigation of fire-water flooding | |
| CN104314525B (zh) | 一种利用油酸进行原位改质的火驱采油方法 | |
| CN113073960B (zh) | 一种在非储层空气钻井中防止井下燃爆的方法 | |
| US4315656A (en) | Method for reducing porosity of rubblized oil shale | |
| CN104594887B (zh) | 一种检测油层是否进入高温氧化阶段的试剂和应用及设备 | |
| RU2550632C1 (ru) | Способ разработки нефтяной залежи системой горизонтальной и вертикальной скважин с использованием термического воздействия | |
| CN1212319A (zh) | 稠油油田井间高温示踪技术 | |
| RU2565613C1 (ru) | Способ разработки нефтяной залежи горизонтальной и вертикальной скважинами с использованием внутрипластового горения | |
| CN105019889B (zh) | 一种轻质油藏原油低温氧化速率预测及安全防范方法 | |
| US9512699B2 (en) | Systems and methods for regulating an in situ pyrolysis process | |
| Madhavan et al. | Experimental investigation of caustic steam injection for heavy oils | |
| AU2014340644A1 (en) | Systems and methods for regulating an in situ pyrolysis process | |
| Kortam et al. | Designing and Implementing Adequate Monitoring Plan for Pilot Project of Polymer Flooding in Belayim Land Field | |
| US3452816A (en) | In situ combustion method |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |