CN114991759B - 油田测井用密度可控同位素固体示踪剂载体及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种油田测井用密度可控同位素固体示踪剂载体及其制备方法，包括：将一定比例活性炭粉、树脂粉、中空玻璃微珠、颜料在V型混合机中充分混合；将一定比例的粘合剂和得到的混合物在高速混合机中充分混合；然后转移至摇摆整粒机中整粒；产物在滚圆机中滚圆一段时间后干燥；然后根据需要以不同的粒径范围筛分。本发明具有密度调节范围宽、耐热性好、强度高、同位素吸附性好，所用原料易得，方法简单易行等优点。本发明在制备密度可控同位素载体时，原料组分中的树脂粉和中空玻璃微珠可降低载体密度，通过调节树脂粉和中空玻璃微珠含量可调节载体密度，原料组分中的颜料既可调节载体密度，也可用不同的颜色标识不同密度载体，让用户使用更方便。
Description
技术领域
本发明属于油田监测的技术领域，涉及一种同位素载体及其制备方法，具体涉及一种密度可控同位素载体及其制备方法，所制备的密度可控同位素载体具有密度调节范围宽、耐热性好、强度高、同位素吸附性好，所用原料易得，方法简单易行等优点。
背景技术
油田长期开发导致地层能量(压力)不断下降，开采难度越来越大，采用注水、注气、注蒸汽、注聚合物等驱油技术来提高剩余油采收率和采收效率，其中注水驱油占较大比例。注入水流经地层，将地层中的原油带到采油井，然后由采油机采出，而采出的混合物经分离后，其中的原油被送往炼油厂，注入水则被重新利用注入地下，如此循环采出更多的油。
现有注采方案的制定是剩余油开采的关键，注入动态监测为分析注入与产油的关系、注采方案的制定提供决策依据，是前导工作。现有的注入监测技术有噪声仪器、热流量仪器、脉冲中子氧活化、涡轮流量计、同位素示踪法等，其中同位素示踪法具有分层明显、不受管柱影响、方法简单有效且成本低廉等优点而被油田广泛采用。
现有同位素示踪法主要有两大类型：相关流量测井和注入剖面测井。相关流量测井采用的同位素示踪剂是液体，其原理是同位素示踪剂在注水井吸水层上方释放，示踪剂随水流动，探测仪器追踪射线信号得到注入水流速信息，当经过吸水层时，一部分示踪剂会随水进入地层，注入水流速度也会随之降低，探测仪器记录这种变化，可以得到各个吸水层注入动态。注入剖面测井，又称三参数或五参数测井等，原理是采用的放射性同位素示踪剂是固体颗粒，在注水井吸水层上方释放，示踪剂随注入水流动，到达吸水层后，水进入地层，示踪剂滤积在吸水层表面，探测仪器探测放射性同位素发出的伽玛射线得到地层位置，同时射线强弱又对应着该位置注水量的大小，由此得到各个吸水层的注入情况。
油田放射性同位素示踪测井中，注入剖面测井大约占70％，其所用的放射性同位素示踪剂为球形固体颗粒，通常采用中国发明专利CN201110057628.1的方法制备，负载同位素的载体通常为硅胶或活性炭。随油田测井技术水平和精细化程度的提高，对固体示踪剂密度的要求不再是千篇一律，需要根据测井工艺、油田地层条件和注入水矿化度等因素来确定示踪剂的密度大小。现有同位素载体密度是固定的，单纯的利用表面处理的方法去微调节示踪剂密度，已经满足不了油田测井要求。为此我们发明了一种新的载体制备方法以满足固体示踪剂制备需要。
发明内容
(一)发明所要解决的技术问题
针对现有同位素载体密度大小固定、单纯利用表面处理方法微调示踪剂密度无法满足油田测井要求的技术问题，本发明提供了一种油田测井用密度可控同位素固体示踪剂载体及其制备方法，所制备的密度可控同位素载体具有密度调节范围宽、耐热性好、强度高、同位素吸附性好，所用原料易得，方法简单易行等优点。
(二)发明为解决技术问题所采用的技术方案
一种油田测井用密度可控同位素固体示踪剂载体制备方法，其特征在于，所述制备方法至少包括如下步骤：
SS1.将一定比例活性炭粉、树脂粉、中空玻璃微珠、颜料在V型混合机中充分混合；
SS2.将一定比例的粘合剂和步骤SS1中得到的混合物在高速混合机中充分混合；
SS3.将步骤SS2中得到的混合物转移至摇摆整粒机中整粒；
SS4.将步骤SS3中得到的整粒产物在滚圆机中滚圆一段时间后干燥；
SS5.将步骤SS4中得到的干燥整粒产物根据需要以不同的粒径范围筛分。
优选的，上述步骤SS1中，所述活性炭粉、树脂粉、颜料为粉状，细度为20-600目。
优选的，上述步骤SS1中，所述树脂粉为聚4-甲基-1-戊烯或聚丙烯；所述颜料为炭黑等无机或有机颜料。
优选的，上述步骤SS1中，所述活性炭粉、树脂粉、中空玻璃微珠、颜料的质量比例为0-70：0-90：0-90：0-50，更优选地，质量比例为5-70：0-90：0-90：0-50。
优选的，上述步骤SS1中，在V型混合机中的混合时间为10-30分钟。
优选的，上述步骤SS2中，在高速混合机中充分混合时，剪切转速为0-500转/分钟，优选为10-500转/分钟，混合转速为0-200转/分钟,优选为10-200转/分钟,混合时间10-30分钟。
优选的，上述步骤SS2中，所述粘合剂为:(1)聚4-甲基-1-戊烯或聚丙烯的环己烷溶液；(2)乙基纤维素、甲基纤维素、聚丙烯酸树脂或聚乙烯醇缩丁醛的乙醇溶液；(3)聚乙烯醇的水溶液；(4)聚乙烯醇缩丁醛的乙酸乙酯溶液、环氧树脂和固化剂的乙酸乙酯溶液,或聚氨酯预聚物和多元醇的乙酸乙酯溶液，或(1)、(2)、(4)中两粘合剂的混合物。
优选的，上述步骤SS3中，所述摇摆整粒机所用筛网为5-80目。
优选的，上述步骤SS4中，所述滚圆机中滚圆，滚圆转速为0-300转/分钟，优选为10-300转/分钟，气流速度为0-100m3/h，优选为10-100m3/h，时间控制在1-20分钟，在滚圆的过程中加入的粘合剂或粘合剂的溶剂，加入量为总物料量的0-20％，优选为1-20％。
优选的，上述步骤SS4中，干燥过程采用流化干燥机，干燥温度为30-90℃，气流速度为0-1500m3/h，优选为100-1500m3/h，干燥时间为0.1-3小时。
本发明的另一个发明目的在于提供一种利用本发明的上述制备方法得到的密度可控同位素载体。
本发明的油田测井用密度可控同位素固体示踪剂载体及其制备方法，其工作原理为：现有的硅胶载体密度主要是在0.99-1.02g/ml之间，活性炭载体密度较大通常在1.2g/ml以上，本发明制备的同位素载体其密度在0.2-1.2g/ml之间可控,充分满足油田注水、注气(汽)、注聚监测技术要求。制备本发明的密度可控同位素载体时，原料组分中的树脂粉和中空玻璃微珠可降低载体密度，如只加活性炭粉不加树脂粉或中空玻璃微珠，得到的载体密度在1.5g/ml左右，如加入50％的树脂粉得到载体密度在1.0-1.15g/ml之间，如加入20％中空玻璃微珠密度在1.05-1.2g/ml之间。原料组分中的颜料可以发挥两种作用：一是调节载体密度，二是可以用不同的颜色标识不同密度的载体，让用户使用更方便。
(三)发明所能达到的技术效果
同现有技术相比，本发明的油田测井用密度可控同位素固体示踪剂载体及其制备方法，具有以下有益效果：密度调节范围宽、耐热性好、强度高、同位素吸附性好，所用原料易得，方法简单易行。制备本发明的密度可控同位素载体时，原料组分中的树脂粉和中空玻璃微珠可降低载体密度，通过调节树脂粉和中空玻璃微珠的组分含量可有效调节载体密度，原料组分中的颜料既可调节载体密度，也可以用不同的颜色标识不同密度的载体，让用户使用更方便。
具体实施方式
为了更好的理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解。需要说明的是，以下所述仅为本发明的较佳实施例，但本发明的内容不局限于下面的实施例。实际上，在未背离本发明的范围或精神的情况下，可以在本发明中进行各种修改和变化，这对本领域技术人员来说将是显而易见的。例如，作为一个实施例的一部分示出或描述的特征可以与另一个实施例一起使用来产生又一个实施例。因此，意图是本发明将这样的修改和变化包括在所附的权利要求书和它们的等同物的范围内。
本发明提供了油田测井用密度可控同位素固体示踪剂载体制备方法，该方法包括：
SS1.将一定比例活性炭粉、树脂粉、中空玻璃微珠、颜料在V型混合机中充分混合。所述树脂粉为聚4-甲基-1-戊烯或聚丙烯；所述颜料为炭黑等无机或有机颜料。所述活性炭粉、树脂粉、中空玻璃微珠、颜料的质量比例为5-70：0-90：0-90：0-50。在V型混合机中的混合时间为10-30分钟。
SS2.将一定比例的粘合剂和得到的混合物在高速混合机中充分混合；在高速混合机中充分混合时，剪切转速为10-500转/分钟，混合转速10-200转/分钟,混合时间10-30分钟。所述粘合剂为:(1)聚4-甲基-1-戊烯或聚丙烯的环己烷溶液；(2)乙基纤维素、甲基纤维素、聚丙烯酸树脂或聚乙烯醇缩丁醛的乙醇溶液；(3)聚乙烯醇的水溶液；(4)聚乙烯醇缩丁醛的乙酸乙酯溶液、环氧树脂和固化剂的乙酸乙酯溶液,或聚氨酯预聚物和多元醇的乙酸乙酯溶液，或(1)、(2)、(4)中两粘合剂的混合物。
SS3.然后转移至摇摆整粒机中整粒；摇摆整粒机所用筛网为5-80目。
SS4.产物在滚圆机中滚圆一段时间后干燥；所述滚圆机中滚圆，滚圆转速10-300转/分钟，气流速度10-100m3/h，时间控制在1-20分钟，在滚圆的过程中加入的粘合剂或粘合剂的溶剂，加入量为总物料量的1-20％。
SS5.然后根据需要以不同的粒径范围筛分。干燥过程采用流化干燥机，干燥温度为30-90℃，气流速度100-1500m3/h，干燥时间为0.1-3小时。
利用本发明的上述制备方法可以得到密度0.2-1.5g/ml、直径100-10000微米的颗粒，适用于油田同位素示踪测井。
实施例1
将0.1Kg 150目活性炭粉、0.8Kg 80目聚丙烯粉和0.1Kg 600目碳黑在V型混合机中混合25分钟。上述混合物转移到高速混合机中，在30转/分钟的混合转速和60转/分钟剪切转速下加入900ml 10％聚乙烯醇缩丁醛的乙酸乙酯溶液，加完后，在120转/分钟混合转速和180转/分钟剪切转速下混合30分钟。上述产物放入摇摆整粒机，筛网用24目，筛出物放入滚圆机中滚圆，转速为60转/分钟，气流速度为30m3/h，同时在10分钟内均匀加入500ml乙醇，后滚圆10分钟出料。得到的产物放入流化干燥机中干燥2小时，气流速度800m3/h，干燥温度为65℃。利用旋振筛将干燥后的产物按照0-100μm、100-450μm、450-750μm、750-1000μm、1000-1500μm、1500-2000μm的粒径范围分离得到成品。
现有的硅胶载体密度主要是在0.99-1.02g/ml之间，活性炭载体密度较大通常在1.2g/ml以上，本发明的载体可以在0.2-1.2g/ml之间可控,充分满足油田注水、注气(汽)、注聚监测技术要求。树脂粉和中空玻璃微珠可降低载体密度，如只加活性炭粉不加树脂粉或中空玻璃微珠，得到的载体密度在1.5g/ml左右，如加入50％的树脂粉得到载体密度在1.0-1.15g/ml之间，如加入20％中空玻璃微珠密度在1.05-1.2g/ml之间。颜料可以发挥两种作用：一是调节载体密度，二是可以用不同的颜色标识不同密度的载体，让用户使用更方便。
油田测井工艺、注入水压力、温度、矿化度等测井条件不同，要求载体密度不同，比如测上返井，密度低于1g/ml，例如0.98g/ml可能更适合。注入水矿化度较高，水的密度也会较高如可能达到1.02g/ml,那么选择密度1.02g/ml的载体更合适。
凡依本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
本发明未详细阐述部分属于本领域技术人员的公知技术。
Claims (4)
1.一种油田测井用密度可控同位素固体示踪剂载体的制备方法，其特征在于，所制备的同位素固体示踪剂载体的密度在0.2-1.2 g/ml之间可控，该方法包括：
SS1. 将一定比例活性炭粉、树脂粉、中空玻璃微珠、颜料在V型混合机中充分混合10-30分钟，其中，所述树脂粉及中空玻璃微珠用以调节载体密度，所述颜料用以调节载体密度并以其不同颜色标识不同密度的载体，所述树脂粉为聚4-甲基-1-戊烯或聚丙烯，所述颜料为无机或有机颜料，所述活性炭粉、树脂粉、颜料为细度为20-600目的粉状；
SS2. 将一定比例的粘合剂和步骤SS1中得到的混合物在高速混合机中充分混合10-30分钟，其中，所述粘合剂为：
（1）聚4-甲基-1-戊烯或聚丙烯的环己烷溶液；
（2）乙基纤维素的乙醇溶液、甲基纤维素的乙醇溶液、聚丙烯酸树脂的乙醇溶液或聚乙烯醇缩丁醛的乙醇溶液；
（3）聚乙烯醇的水溶液；
或，
（4）聚乙烯醇缩丁醛的乙酸乙酯溶液、环氧树脂和固化剂的乙酸乙酯溶液，或聚氨酯预聚物和多元醇的乙酸乙酯溶液；
SS3. 将步骤SS2中得到的混合物转移至摇摆整粒机中整粒，所述摇摆整粒机所用筛网为5-80目；
SS4. 将步骤SS3中得到的整粒产物在滚圆机中滚圆一段时间后干燥，其中，所述滚圆机的滚圆转速为10-300转/分钟，气流速度为10-100 m3/h，时间控制在1-20分钟，在滚圆的过程中加入粘合剂或粘合剂的溶剂，加入量为总物料量的1-20 %；
SS5. 将步骤SS4中得到的干燥整粒产物根据需要以不同的粒径范围筛分。
2.根据权利要求1中所述的油田测井用密度可控同位素固体示踪剂载体的制备方法，其特征在于，上述步骤SS2中，在所述高速混合机中充分混合，剪切转速为10-500转/分钟，混合转速为10-200转/分钟。
3.根据权利要求1中所述的油田测井用密度可控同位素固体示踪剂载体的制备方法，其特征在于，上述步骤SS4中，干燥过程采用流化干燥机，干燥温度为30-90 ℃，气流速度100-1500 m3/h，干燥时间为0.1-3小时。
4.一种利用上述权利要求1至3任一项所述的方法制备的油田测井用密度可控同位素固体示踪剂载体。
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