CN106680147A - 卤代醇作为注水化学示踪剂在油田中的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及示踪剂技术领域,是一种卤代醇作为注水化学示踪剂在油田中的应用;本发明首次公开了卤代醇作为注水化学示踪剂在油田中的应用;4‑氯苯甲醇、2,3,5,6‑四氟苯甲醇和2‑溴乙醇具有灵敏度高、检出限低和稳定性好的特点,2‑溴乙醇能够与4‑氯苯甲醇和2,3,5,6‑四氟苯甲醇中的一种配合使用,不仅可以监测油藏分布和油层运动情况,而且可以测定井下残余油饱和度;同时4‑氯苯甲醇、2,3,5,6‑四氟苯甲醇和2‑溴乙醇较传统醇类示踪剂具有耐细菌和微生物侵蚀、投入量小和抗干扰小,大大减少了投放量,降低了生产成本,能够很好的应用于油田注水化学示踪剂的示踪检测。
Description
技术领域
本发明涉及示踪剂技术领域,是一种卤代醇作为注水化学示踪剂在油田中的应用。
背景技术
近年来,随着三次采油乃至四次采油的快速发展,为了了解油藏的地质构造进而提高原油采收率,在采油过程中加入示踪剂已经成为必不可少的手段。示踪技术即选择合适的物质加入到需要示踪流体中,通过监测采出示踪剂浓度变化来分析流体运动状态规律的技术。注水开采原油的方式已经成为国内外各大油田主要的开采方式,注水化学示踪剂具有高灵敏度、本底浓度低、稳定性好、配伍性好等特点。
目前油田示踪剂种类很多,包括水溶化学示踪剂、水溶放射性示踪剂、非放射性同位素示踪剂、稳定同位素示踪剂,其中放射性示踪剂因其具有放射性,对技术和施工人员要求很高,而且容易造成环境污染,受到很大限制,而同位素示踪剂虽然具有检测灵敏度高,污染小等特点,但是其种类少,且检测费用昂贵。虽然化学示踪剂用量大,投入成本高的缺点,但是由于其种类多,在一种示踪剂本底浓度高时,可以换用另一种示踪剂,而且检测费用低,方法比较成熟,是当今油田示踪的主要方式。
由于长期的注水开发,大部分水驱采油水淹严重,测定残余油饱和度对于水淹严重的老油田来说,可以决定今后的开发方式,调整开发方向,如何确定残余油饱和度变化,是目前油藏研究的核心问题之一。在残余油饱和度的计算中,分配系数需要在实验室中测得,确定出一套完整的方案精确的测定分配系数成为计算残余油饱和度关键。
传统示踪剂有一些缺点:(1)检测灵敏度低,检出限高,不易于气相色谱检测。(2)检出限高使示踪剂投放量增大,从而提高了成本。(3)传统醇类示踪剂如正丁醇、正戊醇、异戊醇等醇类在投入到井下后容易被细菌和微生物腐蚀,失去示踪作用,在示踪过程中受环境干扰大。(4)荧光类示踪剂经过长期应用本底浓度很高,且在井下受岩层吸附严重,不能准确进行示踪监测。综上所述传统示踪剂已很难满足油田开采要求;但有关卤代醇作为注水化学示踪剂在油田中的应用在国内外均未见有报道,也未检索到有相关的文献。
发明内容
本发明提供了一种卤代醇作为注水化学示踪剂在油田中的应用,克服了上述现有技术之不足,其能有效解决传统示踪剂已很难满足油田开采要求,有关卤代醇作为注水化学示踪剂在油田中的应用在国内外均未见有报道的问题。
本发明的技术方案是通过以下措施来实现的:一种卤代醇作为注水化学示踪剂在油田中的应用。
下面是对上述发明技术方案的进一步优化或/和改进:
上述卤代醇为4-氯苯甲醇或2,3,5,6-四氟苯甲醇或2-溴乙醇。
本发明首次公开了卤代醇作为注水化学示踪剂在油田中的应用;4-氯苯甲醇、2,3,5,6-四氟苯甲醇和2-溴乙醇具有灵敏度高、检出限低和稳定性好的特点,2-溴乙醇能够与4-氯苯甲醇和2,3,5,6-四氟苯甲醇中的一种配合使用,不仅可以监测油藏分布和油层运动情况,而且可以测定井下残余油饱和度;同时4-氯苯甲醇、2,3,5,6-四氟苯甲醇和2-溴乙醇较传统醇类示踪剂具有耐细菌和微生物侵蚀、投入量小和抗干扰小,大大减少了投放量,降低了生产成本,能够很好的应用于油田注水化学示踪剂的示踪检测。
附图说明
附图1为卤代醇作为注水化学示踪剂与传统示踪剂正丁醇稳定性对比图。
附图2为实施例4中B-3井中2-溴乙醇和4-氯苯甲醇示踪剂浓度随产出时间的变化曲线图。
附图3为实施例4中B-5井中2-溴乙醇和4-氯苯甲醇示踪剂浓度随产出时间的变化曲线图。
附图4为实施例5中D-1井中2-溴乙醇和2,3,5,6-四氟苯甲醇示踪剂浓度随产出时间的变化曲线图。
附图5为实施例5中D-3井中2-溴乙醇和2,3,5,6-四氟苯甲醇示踪剂浓度随产出时间的变化曲线图。
附图6为实施例5中D-5井中2-溴乙醇和2,3,5,6-四氟苯甲醇示踪剂浓度随产出时间的变化曲线图。
附图7为实施例6中C-2-1井中2-溴乙醇和4-氯苯甲醇示踪剂浓度随产出时间的变化曲线图。
附图8为实施例6中C-2-2井中2-溴乙醇和4-氯苯甲醇示踪剂浓度随产出时间的变化曲线图。
具体实施方式
本发明不受下述实施例的限制,可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。
实施例1,该卤代醇作为注水化学示踪剂在油田中的应用。
实施例2,作为上述实施例的优化,卤代醇为4-氯苯甲醇或2,3,5,6-四氟苯甲醇或2-溴乙醇。2-溴乙醇与4-氯苯甲醇配合使用时,2-溴乙醇与4-氯苯甲醇的质量比为6至8:9至11。2-溴乙醇与2,3,5,6-四氟苯甲醇配合使用时,2-溴乙醇与2,3,5,6-四氟苯甲醇的质量比为80至92:95至105。
该卤代醇作为注水化学示踪剂在油田中的应用通过以下实验进行检测:
1.该卤代醇作为注水化学示踪剂的气相色谱检测方法条件,所用仪器为气相色谱仪ECD检测器。其中色谱柱:DB-5或同类型的色谱柱;分流比:1:10;载气:氮气;检测器温度:300℃;流量1.5ml/min;柱箱温度:初始80℃,然后以10℃/min升温到230℃;进样量:1μL。
2.该卤代醇作为注水化学示踪剂的稳定性实验,分别配制10mg/L的4-氯苯甲醇水溶液,5mg/L的2,3,5,6-四氟苯甲醇水溶液,7mg/L的2-溴乙醇水溶液和2.5mg/L的正丁醇水溶液,静置30天,期间定期采用气相色谱仪测定其响应峰面积并计算其浓度,通过示踪剂浓度的变化评价其稳定性。卤代醇作为注水化学示踪剂与传统示踪剂正丁醇稳定性对比图见图1所示,从图1可以看出,本发明4-氯苯甲醇、2,3,5,6-四氟苯甲醇和2-溴乙醇的稳定性均符合要求,相对标准偏差RSD值小于2%,且本发明中4-氯苯甲醇、2,3,5,6-四氟苯甲醇和2-溴乙醇的稳定性大大优于传统示踪剂正丁醇的稳定性。
3.该卤代醇作为注水化学示踪剂的配伍性实验,将油田水用0.45μm过滤膜过滤,控制温度为地层温度,将浓度均为10mg/L的4-氯苯甲醇水溶液、2,3,5,6-四氟苯甲醇水溶液和2-溴乙醇水溶液分别跟油田水等体积混合,检测混合液透光率,透光率应大于90%;通过检测结果显示,本发明4-氯苯甲醇、2,3,5,6-四氟苯甲醇和2-溴乙醇的透光率均为98%以上,符合检测标准。
4.该卤代醇作为注水化学示踪剂的最低检出限实验,将4-氯苯甲醇、2,3,5,6-四氟苯甲醇和2-溴乙醇分别配制成1000mg/L的水溶液,将三个浓度的溶液以10倍为步长进行逐级稀释。将各逐级稀释的样品经气相色谱检测,当信号值小于3倍基线噪声时的浓度,即为所检测气体示踪剂的方法检出限。通过检测结果显示,本发明4-氯苯甲醇、2,3,5,6-四氟苯甲醇和2-溴乙醇的最低检出限均为10-2mg/L。
5.该卤代醇作为注水化学示踪剂的吸附性实验,分别将4-氯苯甲醇、2,3,5,6-四氟苯甲醇和2-溴乙醇分别配制成适宜浓度的水溶液,测定其浓度,记为C0,称取岩样40g,打散至自然粒径,分别按1:3(质量比)加入上述示踪剂水溶液,搅拌均匀,密封瓶口,在地层温度下震荡48h,离心,过滤,分析浓度,记为C1,求出C1/C0的值。再称取岩样40g,按岩样与原油2:1的质量比加入20g原油,按1:3(质量比)加入上述示踪剂溶液,搅拌均匀,密封瓶口,在地层温度下震荡48h,离心,过滤,分析浓度,记为C1,求出C1/C0的值。结果显示2-溴乙醇的C1/C0的值为0.99,4-氯苯甲醇的C1/C0值为0.96,2,3,5,6-四氟苯甲醇的C1/C0值为0.97,三种示踪剂与岩样混合后的C1/C0的值都大于0.8,符合示踪剂标准要求。与原油和岩样混合实验结果显示2-溴乙醇的C1/C0的值为0.98,4-氯苯甲醇的C1/C0值为0.6,2,3,5,6-四氟苯甲醇的C1/C0值为0.65,2-溴乙醇为非分配型示踪剂,4-氯苯甲醇和2,3,5,6-四氟苯甲醇为分配型示踪剂。
6.该卤代醇作为注水化学示踪剂间干扰实验,将浓度均为10mg/L的4-氯苯甲醇水溶液、2,3,5,6-四氟苯甲醇水溶液和2-溴乙醇水溶液在地层温度下等体积混合,色谱进样,发现几种示踪剂间无干扰,色谱峰可以很好的区分开。且配制好的水溶液透光率均为98%以上,符合标准。上述实验按国标SY/T5925-2012《油田注水化学示踪剂的选择方法》的标准进行。
7.该卤代醇作为注水化学示踪剂的分配系数测定实验,模拟油田井下环境,设定井下温度、压力、组分等条件,采用静置平衡容器法,在可以控温的压力反应釜中加入油水体积比为1:1的原油和分配型示踪剂4-氯苯甲醇或2,3,5,6-四氟苯甲醇,连续搅拌加快平衡,5天后等到示踪剂在水相和原油中达到平衡后,取油水混合样品中的水,用0.45μm过滤膜过滤掉水样中油滴,然后色谱进样,最后通过计算分析得到分配系数K值。实验过程中采用内标法,内标物为三氯丙醇。分配系数测定中需要用到的公式如下,引用杨二龙等(杨二龙,陈彩云,宋考平等.大庆油田南二区试验区井间示踪剂筛选[J].油田化学.2007.24(1):12-16)测定分配系数的公式:
K=(C0/C1-1)×VW/V0 (1)
(1)式中C0为示踪剂投放前的初始浓度,mg/L;C1为示踪剂在平衡时测定的浓度,mg/L;VW为水相的体积,L;VO为油相的体积,L。
计算油田投入量Brigham-Smith公式为:
(2)式中mT为示踪剂用量,t;H为油层厚度,m;φ为油层孔隙度,量纲1,Sw为含水饱和度,量纲1;Cp为设计采出浓度峰值,mg/L;α为分散常数,一般情况下取值为0.015;L为井距,m。
实施例3,在塔里木油田A区进行示踪监测,经过多年开采已经进入高含水阶段,地层中油水分布十分复杂,砂岩厚度7.2m,有效厚度6.4m,由两个正韵律油层叠加而成,岩芯水洗剖面上表现为两段水淹;投产初期日产油17t,渗透率降低,一般为500×10-3μm2至2000×10-3μm2,投入2-溴乙醇作为非分配型示踪剂,传统示踪剂正丁醇作为分配型示踪剂,两种示踪剂配合使用进行测井,监测井间连通性,波及面积和残余油饱和度等参数。
将100Kg的2-溴乙醇和1.7t的正丁醇分别配成水溶液从生产井投入到井下,通过在生产井监测取样进行分析,发现2-溴乙醇在20天时率先突破,正丁醇在27天突破,然后计算得到这两口井间的残余油饱和度为41%,可以很好的完成示踪监测。
通过实施例3可以看出传统示踪剂正丁醇在用于测定残余油饱和度时,由于投放量大,投入时间长,所以会对示踪作业产生一些误差,而且投入量太大也会造成成本升高,且正丁醇在投放时为了防止井下微生物分解,需要对井下进行抑菌的前处理,过程比较繁琐;2-溴乙醇作为非分配型示踪剂,投入量少,而且不受井下微生物干扰,适合作为注水化学示踪剂在油田中进行示踪检测。
实施例4,吐哈油田是一个注水开发的油田,该油田的B区块有生产井10口,B-1为注入井,其中9口为生产井,分别为B-2、B-3、B-4、B-5、B-6、B-7、B-8、B-9、B-10。该油田的油藏温度为50℃,油藏压力为12MPa,含蜡质26.9%,密度0.8551g/cm3,黏度140mPa.s,投放70Kg的2-溴乙醇和80Kg的4-氯苯甲醇示踪剂,油层深度1050m左右,保持7MPa左右,将2-溴乙醇和4-氯苯甲醇示配成水溶液注入,然后再注水,让水驱动示踪剂和原油向生产井运动。
油田采用水驱采油方式进行开发,为了研究残余油饱和度,投入的2-溴乙醇为非分配型示踪剂,4-氯苯甲醇示踪剂为分配型示踪剂,在生产井进行取样,每2天取样一次,监测两种示踪剂的到达时间和随着时间的延长示踪剂浓度变化情况。B-3井在第30天,非分配型示踪剂2-溴乙醇从生产井中突破,之后浓度不断升高,在55天时浓度达到峰值0.45mg/L,之后又不断降低,直到80天检测不到示踪剂2-溴乙醇;分配型示踪剂4-氯苯甲醇是在第40天从生产井中突破,然后浓度升高,到第48天时达到峰值0.245mg/L,之后浓度不断降低,在第76天时基本检测不到示踪剂了,示踪完成。实施例4中B-3井中2-溴乙醇和4-氯苯甲醇示踪剂浓度随产出时间的变化曲线图见图2;实施例4中B-5井中2-溴乙醇和4-氯苯甲醇示踪剂浓度随产出时间的变化曲线图见图3;从图2和图3可以看出井下连通性很好,有个主峰,说明井下通道只有一条。通过对产出曲线分析确定出2-溴乙醇和4-氯苯甲醇示踪剂的驻留时间,并通过实验室得到的分配系数K值综合计算得出,B-1到B-3井间示踪测得的残余油饱和度最高为40%,B-1到B-5井间示踪测得的残余油饱和度最低为38.5%,同一块区域测定的结果的偏差跟不同区块地质情况有关。
该油田采用2-溴乙醇和4-氯苯甲醇的示踪组合,不仅达到了示踪操作目的,而且通过加入分配型示踪剂4-氯苯甲醇,同时测定了油田的残余油饱和度,为下一步设计开采方案提供了参考;卤代醇示踪剂2-溴乙醇和4-氯苯甲醇由于其具有抗细菌和微生物腐蚀的优点,在示踪剂注井时就可以省略掉向井下注入氢氧化钠和甲醛等溶液来灭菌的步骤,使施工更简便,而且检出限低,大大减少了投放量,降低了生产成本。
实施例5,塔里木油田C区从70年代开始注水生产,目前进入高含水开发阶段,含水高达90%以上,采出程度45%,由于含水率得不到控制,原油产量不稳定,为了进一步了解井下连通、非均质情况及残余油饱和度分布,将80Kg的2-溴乙醇和115Kg的2,3,5,6-四氟苯甲醇配成水溶液,在C-1和C-2两口井投入,进行井间残余油饱和度测定工作。
两口井组,共有5口监测井,经过6个月的监测,有3口井见到示踪剂,注入井为C-1井,采出井为D-1井见示踪剂时间为68天,水驱速度1.6m/d,采出井为D-3井见示踪剂时间为75天,水驱速度1.4m/d。注入井为C-2井,采出井为D-5井见示踪剂时间为70天,水驱速度为1.5m/d。井水驱速度最快,可能存在高渗透条带与低渗透地层连通,使示踪剂过早突破,在油田施工中应采取相应的办法,提高采油率。实施例5中D-1井中2-溴乙醇和2,3,5,6-四氟苯甲醇示踪剂浓度随产出时间的变化曲线图见图4;实施例5中D-3井中2-溴乙醇和2,3,5,6-四氟苯甲醇示踪剂浓度随产出时间的变化曲线图见图5;实施例5中D-5井中2-溴乙醇和2,3,5,6-四氟苯甲醇示踪剂浓度随产出时间的变化曲线图见图6;从图4、图5和图6可以看出,图4和图5分别都有2个峰,说明各井下有两个通道,井间连通性好,图6仅有一个峰说明井下仅有一个通道。
通过监测数据计算残余油饱和度,C-1井组周边残余油饱和度在25%左右,C-2井组周边残余油饱和度在28%左右,虽然在实际操作和测量中会有一些误差,但是塔里木油田C区残余油饱和度大致在25%到28%这个范围附近,测定出残余油饱和度后,油田采取了一些措施,如调剖堵水高渗层,产油量得到上升,含水率变稳定,产油量从10.1m3/d上升到15.2m3/d。通过井间2-溴乙醇和2,3,5,6-四氟苯甲醇示踪剂的示踪监测并测定残余油饱和度的技术,并进行了注水井调剖、油井提液和打调整井等措施,提高了产油率,残余油饱和度的测定为老油田开发中后期施工方案的调整及三次采油方案的制定提供了可靠的依据。
2-溴乙醇和2,3,5,6-四氟苯甲醇的示踪剂组合在测定残余油饱和度实际现场施工中发挥了很好效果,是一种性能优良的分配型示踪剂。
实施例6,吐哈油田F区块面积20km2,地质储量2300×104t,标定采收率25%,井组位于构造破碎带上,储层非均质严重,开发效果较差,针对这种情况采取示踪技术对该区块油田进行监测,希望通过示踪监测得到的结果做出相应的稳油控水措施,并且测定目前井下残余油饱和度参数。
2-溴乙醇做为非分配型示踪剂,4-氯苯甲醇作为分配型示踪剂在油田中应用,C-1井为注入井,C-2-1井和C-2-2井为生产井,将100Kg 2-溴乙醇和114Kg 4-氯苯甲醇分别配成水溶液,从C-1井为注入,经过150天示踪监测,2口生产井都发现了示踪剂,通过对产出浓度的曲线拟合,发现存在多个峰值,井间可能存在水窜通道。
通过测定发现C-2-1井残余油饱和度为40%,相比于C-2-2井要高些,分析原因是C-2-1井的非均质系数较小,注水波及率相对较高,使残余油饱和度数值较大;C-2-2井由于有均质高渗透层,突破速度快,采取了调剖堵水的措施,通过采取相应措施,该井的采收率变得稳定;实施例6中C-2-1井中2-溴乙醇和4-氯苯甲醇示踪剂浓度随产出时间的变化曲线图见图7;实施例6中C-2-2井中2-溴乙醇和4-氯苯甲醇示踪剂浓度随产出时间的变化曲线图见图8;从图7和图8可以看出,图7和图8中有多个峰,说明C-2-1井和C-2-2井的井下通道复杂,成网状分布,所以在监测中示踪剂会有滞后情况。
综上所述,本发明首次公开了卤代醇作为注水化学示踪剂在油田中的应用;4-氯苯甲醇、2,3,5,6-四氟苯甲醇和2-溴乙醇具有灵敏度高、检出限低和稳定性好的特点,2-溴乙醇能够与4-氯苯甲醇和2,3,5,6-四氟苯甲醇中的一种配合使用,不仅可以监测油藏分布和油层运动情况,而且可以测定井下残余油饱和度;同时4-氯苯甲醇、2,3,5,6-四氟苯甲醇和2-溴乙醇较传统醇类示踪剂具有耐细菌和微生物侵蚀、投入量小和抗干扰小,大大减少了投放量,降低了生产成本,能够很好的应用于油田注水化学示踪剂的示踪检测。
以上技术特征构成了本发明的实施例,其具有较强的适应性和实施效果,可根据实际需要增减非必要的技术特征,来满足不同情况的需求。
Claims (2)
1.一种卤代醇作为注水化学示踪剂在油田中的应用。
2.根据权利要求1所述的卤代醇作为注水化学示踪剂在油田中的应用,其特征在于卤代醇为4-氯苯甲醇或2,3,5,6-四氟苯甲醇或2-溴乙醇。
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2017
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