CN1064758C - 同位素井间示踪测定技术 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种油田勘探开发中利用同位素井间示踪测定技术，特别是同位素井间示踪测定油藏剩余油饱和及其分布的技术，在注水(汽)井中，同时投加两种同位素示踪剂，一种为非分配型示踪剂，另一种为分配型示踪剂，其中非分配型示踪剂只能溶于水，分配型示踪剂既能溶于水也能溶于油，根据色谱分离原理和界标比较法，利用两种示踪剂的采出曲线，就可求得注入井与生产井间的剩余油饱和度，采用陷压显饱和浓度的方法进行计算，就可获得剩余油饱和度的分布。

Description

同位素井间示踪测定技术

本发明涉及一种油田勘探开发中利用同位素井间示踪测定技术，特别是同位素井间示踪测定油藏剩余油饱度和及其分布的技术。

同位素井间示踪测定技术是近年来发展起来的油田开发过程中监测油藏开发生产动态及储层动用程度的一项新技术方法。目前所使用的同位素示踪剂由于其放射性大，稳定性差，并且相互干扰和高温转化，使确定平面上和纵向上多层系的剩余油饱和度及其分布上精度低，污染油层，成本高。

本发明的目的在于提供一种同位素井间示踪测定技术，经过两年多时间的刻苦攻关与现场试验，我们在国内外同类技术的基础上开发研制，并提出了具有自己研究特点且被现场认可解决油田开发生产过程中监测油藏生产动态及储层动用程度的技术方法，开发出的示踪剂，其放射性小，稳定性好，无相互干扰和高温转化，确定的剩余油饱和度及其分布精度高，不污染油层，成本低。

本发明的目的是这样实现的：

1、在注水(汽)井中，同时投加两种同位素示踪剂，一种为非分配型示踪剂，另一种为分配型示踪剂，其中非分配型示踪剂只能溶于水，分配型示踪剂既能溶于水也能溶于油。

2、在生产井上利用检测仪，分别检测两种类型的示踪剂到达井口不同时间处示踪剂的浓度和在峰值处的浓度。注入以后，非分配型示踪剂由于其仅溶于水，因此只随水流动，分配型示踪剂由于其既溶于水又溶于油，因此它在油和水间不断地进行分配，这样两种示踪剂到达生产井的时间就有差异，即非分配型示踪剂先到达生产井，分配型示踪剂后到达生产井。

3、根据色谱分离原理和界标比较法，利用两种示踪的采出曲线，就可求得注入井与生产井间的剩余油饱和度。见下式： $\frac{C_P\left(\mathrm{\τ}\right)}{C_{P,\max }}=\frac{C_n\left(t\right)}{C_{n,\max }}$

及τ=t(l+β)……………………①式中：C_n(t)和C_n，max-非分配示踪剂在时间t时和在峰值处的浓度，dpm／mlC_p(τ)和C_p，max-分配示踪剂在时间t时和在峰值处的浓度，dpm／mlt和τ-非分配示踪剂和分配示踪剂的生产时间，s $\mathrm{\β}=\frac{K_c{S}_{\mathrm{orw}}}{1-S_{\mathrm{orw}}}-----\left(2\right)$

式中：K_c-为分配示踪剂的分配系数

      S_orw-为剩余油饱和度

4、根据示踪剂采出曲线和获得的井间剩余油饱和度以及现场的生产动态、静态资料和储层物性，利用三维两相(油、水，分配型示踪剂和非分配型示踪剂)问题的数值模型。

非分配型示踪剂：

分配型示踪剂：

水组份：

油组份：

式中：C_ij表示i组份在j中的浓度；k为渗透率；

K_rw，K_ro分别为水、油的相对渗透率；

B_w，B_o分别为水、油的体积系数；

μ_w，μ_o分别为水、油的粘度；

ρ_w，ρ_o分别为水、油的地层密度；

ρ_wsc，ρ_wsc分别为水、油在地面标准状况下的密度；

P_w，P_o分别为水、油压力；

Φ为孔隙度；

S_w，S_o分别为水、油饱和度；

K_ij表示组份i在j相中的扩散张量；

q_i为地面标准状况下单位体积岩石中注入或采出组份i的质量流量；

g为重力加速度；

D为标度；

．表示散度；

表示梯度。

5、通过解上述方程，最后可得到压力方程、饱和度方程和浓度方程，采用隐压显饱和浓度的方法进行计算，就可获得剩余油饱和度的分布。

本发明成功地总结出一套利用同位素示踪剂监测剩余油饱和度及其分布的新技术和新方法，并通过对兴42块的三个井组的现场试验，证明了该技术的准确性和可行性，并且结合注水井的吸水剖面，可以确定平面上和纵向上多层系的剩余油饱和度及其分布。该技术具有操作简单、成本低、精度高、无油层污染等特点。该技术方法在油田开发领域的推广应用，可使我们认识到油藏的内部深处，从而提供油田开发过程中油藏剩余油饱和度及其分布规律的有关资料信息，对于评价一、二次采油措施均具有十分重要的意义。除此，这项技术还可以解决许多单点测度技术(C／O比测井)所不能解决的问题，如研究注入流体在地下的运动规律、储层非均质性等。

实施例一：

1、开发出一组可配对使用的同位素示踪剂-氚水和氚化正丁醇，它是一种高度浓缩的物质，几居里及至几十居里。体积用玻璃瓶就可装下。

2、现场投加只需专业人员将盛装在小玻璃瓶中的示踪剂8居里倒入井筒中就可完成，无需其它设备。

3、采用液相闪烁仪在生产井口对示踪剂的浓度进行检测。分别检测氚水和氚化丁醇在不同时间的浓度和在峰值处的浓度。

4、利用两种示踪剂的采出曲线，根据式(1)、式(2)就可求得注入井与生产井间的剩余油饱和度。

5、根据示踪剂采出曲线和获得的井间剩余油饱和度以及现场的生产动态、静态资料和储层物性，利用三维两相(油、水，分配型示踪剂和非分配型示踪剂)问题的数值模型，式(3)、式(4)、式(5)、式(6)。

6、通过解上述方程，最后可得到压力方程、饱和度方程和浓度方程，采用陷压显饱和浓度的方法进行计算，就可获得剩余油饱和度的分布。

实施例二：

1、开发出一组可配对使用的同位素示踪剂-氚标异戊醇和氚化乙醇，它是一种高度浓缩的物质。

2、现场投加只需专业人员将盛装在小玻璃瓶中的示踪剂8居里倒入井筒中就可完成，无需其它设备。

3、采用液相闪烁仪在生产井口对示踪剂的浓度进行检测。分别检测氚标异戊醇和氚化乙醇在不同时间的浓度和在峰值处的浓度。

4、根据色谱分离原理和界标比较法，利用两种示踪剂的采出曲线，根据式(1)、式(2)就可求得注入井与生产井间的剩余油饱和度。

5、根据示踪剂采出曲线和获得的井间剩余油饱和度以及现场的生产动态、静态资料和储层物性，利用三维两相(油、水，分配型示踪剂和非分配型示踪剂)问题的数值模型，式(3)、式(4)、式(5)、式(6)。

6、通过解上述方程，最后可得到压力方程、饱和度方程和浓度方程，采用陷压显饱和浓度的方法进行计算，就可获得剩余油饱和度的分布。

采用本方法监测一个井组(按9口井算)的ROS及其分布，其费用约为10万元左右，而采用其它方法，成本比这高出许多，如：C／O比测井，最低计算，每口井5万元，总计就是45万元，加上起下管柱的作业费用，超过60万元。

监测范围大，准确率较高。在注水涉及到的范围内都可描绘出ROS及分布，并且该方法经历史拟合等手段计算出的ROS分布的准确率更高。

适用范围广。不但适用于注水开发的砂岩储层，而且适用于裂缝古潜山油藏、热力开采的稠油、高凝油油藏。

对油层不产生伤害。化学示踪剂因需溶解在水中，所以，往往其注入量很大，约十几至几十吨，注入过程必然引起油层伤害，特别是热力开采油藏，其冷伤害很严重，而同位素示踪剂因其注入量只有几十毫升，不会对油层产生任何伤害。

Claims (3)

1、一种油田勘探开发中利用同位素井间示踪测定油藏剩余饱和及其分布的方法，其特征在于：

(1)在注水井或者注汽井中，同时投加两种同位素示踪剂，一种为非分配型示踪剂，另一种为分配型示踪剂，其中非分配型示踪剂只能溶于水，分配型示踪剂既能溶于水也能溶于油；

(2)在生产井上利用检测仪，分别检测两种类型的示踪剂到达井口不同时间处示踪剂的浓度和在峰值处的浓度；

(3)根据色谱分离原理和界标比较法，利用两种示踪剂的采出曲线，就可求得注入井与生产井间的剩余油饱和度：如下式； $\frac{C_p\left(\mathrm{\τ}\right)}{C_{p,\max }}=\frac{C_n\left(t\right)}{C_{n,\max }}$ 及 τ=t(1+β)…………………①式中：C_n(t)和C_n，max-非分配示踪剂在时间t时和在峰值处的浓度，dpm／mlC_p(τ)和C_p，max-分配示踪剂在时间t时和在

            峰值处的浓度，dpm／mlt和τ-非分配示踪剂和分配示踪剂的生产时间，s $\mathrm{\β}=\frac{K_c{S}_{\mathrm{orw}}}{1-S_{\mathrm{orw}}}---\left(2\right)$ 式中：K_c-为分配示踪剂的分配系数S_orw-为剩余油饱和度

(4)根据示踪剂采出曲线和获得的井间剩余油饱和度以及现场的生产动态、静态资料和储层物性，利用关于油、水、分配型示踪剂、以及非分配型示踪剂的三维两相问题的数值模型：

非分配型示踪剂：

分配型示踪剂：

水组份：

油组份：

式中：C_ij表示i组份在j中的浓度；k为渗透率；

K_rw，K_ro，分别为水、油的相对渗透率；

B_w，B_o分别为水、油的体积系数；

μ_w，μ_o分别为水、油的粘度；

ρ_w，ρ_o分别为水、油的地层密度；

ρ_wsc，ρ_wsc分别为水、油在地面标准状况下的密度；

P_w，P_o分别为水、油压力；

Φ为孔隙度；

S_w，S_o分别为水、油饱和度；

K_ij表示组份i在j相中的扩散张量；

q_i为地面标准状况下单位体积岩石中注入或采出组份i的质量流量；

g为重力加速度；

D为标度；

．表示散度；

．表示梯度；

(5)、通过解上述方程，最后可得到压力方程、饱和度方程和浓度方程，采用隐压显饱和浓度的方法进行计算，就可获得剩余油饱和度的分布。

2．根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的同位素示踪剂采用氚标异戊醇或氚化乙醇。

3．根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的同位素示踪剂采用氚水和氚化正丁醇。