CN1224848A - 化学示踪剂井间示踪测定技术 - Google Patents

Abstract

本发明涉及油田开发中利用化学示踪剂进行井间示踪测定的技术,尤其是在三次采油中的应用,提供一种化学示踪剂监测技术,经8年多的现场试验,取得了较好的效果。我们在国内外同类技术的基础上,研究出一整套具有自己特点化学示踪剂监测技术的使用方法,开发出的示踪剂,生物稳定性和化学稳定性好,采用流动注射分析法进行浓度检测,速度快,灵敏度高,数据重现性好,准确度大大提高。

Description

化学示踪剂井间示踪测定技术

本发明涉及油田开发中利用化学示踪剂进行井间示踪测定的技术，尤其是在三次采油中的应用。

井间化学示踪技术是近年发展起来的对油藏进行精细描述的一项新的监测技术，目前所使用的化学示踪剂技术由于其检测的灵敏度低，重现性差，致使监测数据不准，影响油田的开发效果。

本发明的目的在于提供一种化学示踪剂监测技术，使用该方法，开发出的示踪剂，其生物稳定性和化学稳定性好，采用流动注射分析法进行浓度检测，速度快，灵敏度高，数据重现性好，准确度大大提高。

本发明的目的是这样实现的：

1、在注水井中注入化学示踪剂；

2、在生产井中取样，经过滤、脱色，用流动注射分析法分析化学示踪剂的离子浓度；

3、将浓度随时间的变化画出一条示踪剂产出曲线，通过对实测的若干个示踪剂产出浓度值进行拟合计算，可得到需要的地层参数，即示踪剂到达的水淹层的层数、渗透率和厚度。

根据示踪剂产出曲线可计算出来平面流动速度的差异，了解井网连通程度。

拟合时使下列目标函数F最小： $F=\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{({c_i}^{*}-{\stackrel{\‾}{c}}_i)}^2$

式中    c_i ^*——实测浓度    mg/l

        c_i——计算浓度      mg/l

        n——实测点数

理论上，计算的示踪剂浓度应为各层浓度之和，即： $\stackrel{\‾}{c}=\underset{j=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}\frac{{\left(\mathrm{kh}\right)}_j}{\mathrm{kh}}\·{\stackrel{\‾}{c}}_j$

式中    (kh)_j——是水淹小层的k、h之积。

        k——油层平均渗透率。

    h——油层平均有效厚度。

     c_j——某小层示踪剂的浓度。

    m——小层层数(即峰值数)。而示踪剂浓度 c与示踪剂无因次浓度 c_D有以下关系： ${\stackrel{\‾}{c}}_D=\frac{\stackrel{\‾}{c}}{c_0\·F_r\·\sqrt{a/\mathrm{\α}}}$ 式中    c_o——注入示踪剂浓度     mg/l。

    F_r——注入示踪剂段塞的无因次体积。 $F_r=\frac{V_{\mathrm{Tr}}}{\mathrm{A\φ}{\mathrm{hS}}_w},$

    其中V_Tr为注入示踪剂溶液体积。

        为孔隙度，h为油层厚度。

        S_w为含水饱和度。

        A为油层面积。

    a——井距m。

    α——扩散常数m。

其中 $F_{\mathrm{rj}}=\frac{V_{\mathrm{Tr}}}{A{\left(\mathrm{\φh}\right)}_j{S}_w}\·\frac{\left(\mathrm{kh}\right)j}{\mathrm{kh}}=\frac{k_j}{{\mathrm{\φ}}_j\mathrm{kh}}\·\frac{V_{\mathrm{Tr}}}{{\mathrm{AS}}_w}$ 为进入j层的示踪剂段塞无因次体积。

对应于示踪剂产出曲线上第i个示踪剂浓度值 ${\stackrel{\‾}{c}}_i=\underset{j=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}\frac{{\left(\mathrm{kh}\right)}_j}{\mathrm{kh}}\·{\stackrel{\‾}{c}}_{\mathrm{ji}}$ 而 ${\stackrel{\‾}{c}}_{\mathrm{ji}}=c_0\·F_{\mathrm{rj}}\·\sqrt{a/\mathrm{\α}}\·{\stackrel{\‾}{c}}_{\mathrm{Dji}}$ 而 ${\stackrel{\‾}{c}}_{\mathrm{Dji}}=\frac{4\sqrt{k\left(m\right)}\·k^{\′}\left(m\right)}{{\mathrm{\π}}^2\sqrt{\mathrm{\π}}}$ $\·{\∫}_0^{\frac{\mathrm{\π}}{4}}\frac{\exp [-\frac{k\left(m\right)\·k^{\′2}\left(m\right)}{{\mathrm{\π}}^{2}Y\left(\mathrm{\ψ}\right)}\·\frac{a}{\mathrm{\α}}\·(C_{\mathrm{PDbi}}\left(\mathrm{\ψ}\right)-V_{\mathrm{PD}}{)}_{\mathrm{ji}}^2]}{\sqrt{Y\left(\mathrm{\ψ}\right)}}\mathrm{d\ψ}$ 而 $V_{\mathrm{PDji}}=\frac{V_{\mathrm{Tji}}}{A{\left(\mathrm{\φh}\right)}_j{S}_w}=\frac{{\left(\mathrm{kh}\right)}_j}{\mathrm{kh}}\·\frac{V_{\mathrm{Ti}}}{A{\left(\mathrm{\φh}\right)}_j{S}_w}$ $V_{\mathrm{PDbt}}\left(\mathrm{\ψ}\right)=\frac{{\left(\mathrm{kh}\right)}_j}{\mathrm{kh}}\·\frac{V_{\mathrm{Tbt}}}{A{\left(\mathrm{\φh}\right)}_j{S}_w}$ 为流管突破时的无因次孔隙体积。

其中k(m)——第一类完全椭圆积分。

    k′(m)——第一类不完全椭圆积分。

    Y(ψ)——突破时流管ψ中注入水的无因次孔隙体积。

$\·{\∫}_0^{\frac{\mathrm{\π}}{4}}\frac{\exp [-\frac{k\left(m\right)\·k^{\′2}\left(m\right)}{{\mathrm{\π}}^{2}Y\left(\mathrm{\ψ}\right)}\·\frac{a}{\mathrm{\α}}\·(C_{\mathrm{PDbt}}\left(\mathrm{\ψ}\right)-V_{\mathrm{PD}}{)}_{\mathrm{ji}}^2]}{\sqrt{Y\left(\mathrm{\ψ}\right)}}\mathrm{d\ψ}$ 令    T_r＝c_oVT_r

可见， c_i与Tr、a、α、V_Ti、A、S_w有关，当上述参数确定之后， c_i与k_j、h_j有关。

令 $\mathrm{\Γ}[\frac{k_j}{{\mathrm{\φ}}_j\mathrm{kh}},{\left(V_T\right)}_i]=\sqrt{a/\mathrm{\α}}\·\frac{T_r}{{\mathrm{AS}}_w}\·\frac{4\sqrt{k\left(m\right)}\·k^{\′}\left(m\right)}{{\mathrm{\π}}^2\sqrt{\mathrm{\π}}}$ $\·{\∫}_0^{\frac{\mathrm{\π}}{4}}\frac{\exp [-\frac{k\left(m\right)\·k^{\′2}\left(m\right)}{{\mathrm{\π}}^{2}Y\left(\mathrm{\ψ}\right)}\·\frac{a}{\mathrm{\α}}\·(C_{\mathrm{PDbt}}\left(\mathrm{\ψ}\right)-V_{\mathrm{PD}}{)}_{\mathrm{ji}}^2]}{\sqrt{Y\left(\mathrm{\ψ}\right)}}\mathrm{d\ψ}$ 称为伽玛函数

令 $\frac{k_j}{{\mathrm{\φ}}_j\·\mathrm{kh}}=Z_j$ 非线性参数 $\frac{k_j}{{\mathrm{\φ}}_j\·\mathrm{kh}}\·\frac{{\left(\mathrm{kh}\right)}_j}{\mathrm{kh}}=X_j$ 线性参数

通过参数分离的非线性最小二乘优化法，可求得X_j，Z_j。然后求得h_j，k_j。

可得 ${\left(\mathrm{kh}\right)}_j=\frac{X_j}{Z_j}\·\mathrm{kh}$ 又

将上述方法编写计算机程序，見计算框图。

本发明提供一种化学示踪剂监测技术，经8年多的现场试验，取得了较好的效果。我们在国内外同类技术的基础上，研究出一整套具有自己特点化学示踪剂监测技术的使用方法，开发出的示踪剂，生物稳定性和化学稳定性好，采用流动注射分析法进行浓度检测，速度快，灵敏度高，数据重现性好，准确度大大提高。

实施例一：

1、在三采注剂站的示踪剂配液罐中配制600mg/的溴化钠，用微量泵将其注入管汇，高压管汇将其注入井口。

2、在井口取样，经过滤、脱色，用流动注射分析法测溴离子的浓度。

3、将监测结果用示踪剂产出曲线数值分析软件进行拟合计算，可计算出水淹层的厚度、渗透率、孔道半径，以此可计算出渗透率变异系数，Lorentg系数，单层突进系数等参数，从监测结果还可计算出注入流体在平面上的流动速度，流动方向和波及体积。

实施例二：

1、有三口相邻注水井需同时注示踪剂时，我们选用3.种化学示踪剂，在兴1-6井的井口注入5％的溴化钠1t，在兴检1-06井的井口注入8％的硫氰酸铵1.5t，在兴更1-2井注10％硝酸铵2t，注完示踪剂后正常注水。

2、对与3口井距离很近可能连通的监视井中所取样皆进行3种示踪剂的浓度分析，以此来确定注采受益关系。

3、将监测结果进行计算分析可定量描述注入流体的流动趋势，油藏的非均质性，以及估算波及体积。

实施例3：

1、三次采油中如注聚合物驱油，在注聚合物之前注一次示踪剂亚硝酸钠2t，注入浓度5％，在注聚合物之后再注一次示踪剂碘化钾0.3t10％，皆在三采站上配泵入井口。

2、前后二次在相同的监测井取样分析示踪剂的浓度。

3、定量计算出描述注入流体的流动趋势、油藏非均质性等参数，对此二次差异，来评价三次采油的效果。

Claims (4)

1、本发明涉及油田开发中利用化学示踪剂进行井间示踪测定的技术，尤其是在三次采油中的应用，其特征在于：

(1)在注水井中注入化学示踪剂；

(2)在生产井中取样，经过滤、脱色，用流动注射分析法分析化学示踪剂的离子浓度；

(3)将浓度随时间的变化画出一条示踪剂产出曲线，通过对实测的若干个示踪剂产出浓度值进行拟合计算，求得需要的地层参数，即示踪剂到达的水淹层的层数、渗透率和厚度；

2、根据权利要求1所述的化学示踪剂井间示踪技术，其特征在于：

(1)在三采注剂站的示踪剂配液罐中配制600mg/的溴化钠，用微量泵将其注入管汇，高压管汇将其注入井口。

(2)在井口取样，经过滤、脱色，用流动注射分析法测溴离子的浓度。

(3)将监测结果用示踪剂产出曲线数值分析软件进行拟合计算，可计算出水淹层的厚度、渗透率、也道半径，以此可计算出渗透率变异系数，Lorentg系数，单层突进系数等参数，从监测结果还可计算出注入流体在平面上的流动速度，流动方向及波及体积。

3、根据权利要求1所述的化学示踪剂技术，其特征在于：

(1)有三口相邻注水井需同时注示踪剂时，我们选用3种化学示踪剂在兴1-6井的井口注入5％的溴化钠1t，在兴检1-06井的井口注入8％的硫氰酸铵1.5t，在兴更1-2井注10％硝酸，注完示踪剂后正常注水；

(2)与3口井距离很近可能连通的监视中所取样皆进行3种示踪剂的浓度分析，以此来确定注采受益关系；

(3)将监测结果进行计算分析可定量注入流体的流动趋势，描述油藏的非均质性，以及估算及体积；

4、根据权利要求1所述的化学示踪剂技术，其特征在于：

(1)三次采油中如注聚合物驱油，在注聚合物之前注一次示踪剂亚硝酸钠2t，注入浓度5％，在注聚合物之后再注一次如碘化钾0.3t浓度10％，皆在三采站上配泵入井口；

(2)前后二次在相同的监测井取样分析示踪剂的浓度。

(3)定量计算出描述注入流体的流动趋势、油藏非均质性等参数，对此二次差异，来评价三次采油的效果。

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