采油一厂王窑作业区荧光示踪剂监测汇报课件.ppt

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1、采油一厂王窑作业区荧光示踪剂井间监测成果汇报,二一一年十二月,濮阳市中欧石油科技有限公司,2,示踪剂监测目的意义及主要解决技术问题荧光示踪剂监测技术原理示踪剂应用现状及常用类型荧光示踪剂井间监测技术特点示踪剂的评价选择监测仪器及监测方法示踪剂监测成果,汇 报 内 容,3,注水开发的油田，由于油藏平面和纵向上的非均质、油水粘度的差别以及注采井组内部的不平衡，势必造成注入水在平面上向生产井方向的舌进现象和在纵向上向高渗透层的突进现象，形成注入水在注水井和生产井之间的循环流动，大大降低了水驱油的效率。井间示踪监测技术是一套从示踪剂评价筛选、产出液检测、模拟解释到综合油藏工程研究，为系统研究油藏动静态

2、现状的主要技术手段。在油田开发中，井间示踪检测技术已经广泛地应用于定性、定量地描述水驱油藏生产动态的变化规律，如水驱方向、水线推进速度、水体波及范围、井间连通性及储层非均质性等，为开发过程中及时采取措施，调整开发效果提供理论依据。,示踪剂监测目的意义及主要解决技术问题,4,示踪剂监测目的意义,注水开发的油田，由于油藏平面和纵向上的非均质、油水粘度的差别以及注采井组内部的不平衡，势必造成注入水在平面上向生产井方向的舌进现象和在纵向上向高渗透层的突进现象，形成注入水在注水井和生产井之间的循环流动，大大降低了水驱油的效率。目前提出了各种治理措施，如注水井调剖、油井堵水、打调整井和利用水动力学方法改变

3、液流方向等，而这些措施是否有效，关键是对油藏的认识程度，从而提出要对油藏进行精细描述，井间示踪剂监测便是为这一目的而提出来的。,5,荧光示踪剂监测技术原理,井间技术的基本原理是参照监测井组的有关动静态资料，设计监测方案，选择、制备合适的示踪剂，在监测井组的注水井中投加示踪剂，按照制定的取样制度，在周围生产油井中取样、制样，用特定的仪器进行检测分析，获取样品中的示踪剂含量，同时绘制出生产井的示踪剂采出曲线。通过模拟综合分析监测井组的示踪剂采出曲线和动静态等相关资料，最终得到注入流体的运动方向、推进速度、波及情况等信息。,6,荧光示踪剂监测技术原理,示踪剂注入井后，首先随着注入沿高渗层或大孔道突入

4、生产井，示踪剂的产出曲线会出现峰值，同时由于储层参数的展布和注采动态的不同，曲线的形状也会有所不同。典型的示踪剂产出曲线如图。,7,示踪剂监测解释模型及解释软件,示踪剂产出曲线分析的物理模型 示踪剂在多孔介质中流动时，会发生传质扩散现象。按其扩散方式可分为对流扩散和分子扩散，按其扩散方向可分为纵向扩散和横向扩散。,纵向扩散示意图,横向扩散示意图,均质油藏连续注入后对流动几何形态的影响,均质油藏连续注入后B的产出百分比关系,8,示踪剂监测解释模型及解释软件,段塞注入后对流动几何形态的影响,段塞注入后B的产出百分比关系,非均质多层油藏示流动意图,非均质多层示踪剂产出情况,9,示踪剂监测解释模型及解

5、释软件,示踪剂产出曲线分析的计算方法,读入示踪剂产出曲线数据：峰值个数、峰值时间、峰值浓度、实测点数、拟合点数,读入生产数据：注水井日注水量、生产井日产水量,读入示踪剂数据：示踪剂重量、扩散常数,计算无因次注入体积和伽玛函数,输出计算结果,程序结束,运用参数分离的非线性最小二乘优化方法计算线性参数和非线性参数,计算高渗透层厚度和渗透率,计算生产井示踪剂浓度校正系数,程序开始,读入注水井与生产井静态参数：孔隙度、渗透率、厚度、井距、含水饱和度,10,示踪剂应用现状及常用类型,油田示踪剂及其监测技术从诞生到现今已有五代，也就是第一代染料类示踪剂如胭脂红、柠檬兰。第二代化学类示踪剂如硝酸铵（NH4N

6、O3）、硫氰酸铵(NH4SCN)。第三代非稳定放射同位素示踪剂如57CO，但其检测必需用中子源照射将其激活，一般条件下难以做到。第四代稳定放射同位素示踪剂如氚水（HTO）、14C、氚化醇类、氚化烃类。第五代微量物质类示踪剂如稀土荧光(C9H7N-L)、高分子显光类、螯合微量物质（Mg、Ti、Al等）。从发展趋势看，常规化学示踪剂的应用困难增大，放射性示踪剂半衰长对生产环境有影响，且受国家环境允许量的限制，要由专门部门投放和监测，微量示踪剂目前只有中科院核能物理研究所能够使用HR-ICP-MS等先进仪器检测，且检测程序杂，费用较高，而高分子荧光类、稀土荧光示踪剂技术因其特有的优势而得到发展和应用

7、。,11,荧光示踪剂井间监测技术特点,具有离子浓度和可视光识别双重特性。是一种惰性隐现光物质，不受矿化度与其它化学物质的干扰。耐高温不转化，既可用于常温井的动态监测，也可用于稠油油藏蒸汽驱开采等高温井的生产监测。检测极限极低，能达到ppb级（为常规化学示踪剂检测极限的千分之一），可更准确地反映储层特征。用量少（井组用量不超过10Kg），检测方法直接准确，施工简便、安全环保。,12,示踪剂的评价选择,在井间示踪监测过程中，选择适当的示踪剂是非常重要的环节。通常情况下，对示踪剂有以下要求：本底低，分析灵敏度高；足够的化学、生物及热稳定性,并与被跟踪的流体特性相似，配伍性好；在地层中滞留量少；与地层

8、矿物不发生反应；同时使用几种示踪剂时，彼此间无干扰，能满足定量监测要求。货源广，价廉，无毒、副作用，对测井无影响，安全环保。,示踪剂的选择,13,示踪剂的评价选择,为了筛选出适应于监测井组使用的示踪剂，在注入示踪剂前，对注入水及周边对应油井的产出水取样，测定示踪剂的背景浓度，作为投入示踪剂后判断所投示踪剂是否在周围油井中突破的对比数据。,示踪剂评价,注：1、示踪剂背景值单位cd（坎德拉）其物理意义为物质的发光强度。2、无水井样以第一次取样采取破乳加热法测得值，做为背景浓度。,塞87井组对应油井示踪剂背景浓度分析结果,14,示踪剂的评价选择,为了筛选出适应于监测井组使用的示踪剂，在注入示踪剂前，

9、对注入水及周边对应油井的产出水取样，测定示踪剂的背景浓度，作为投入示踪剂后判断所投示踪剂是否在周围油井中突破的对比数据。,示踪剂评价,王18-21井组对应油井示踪剂背景浓度分析结果,15,示踪剂的评价选择,为了筛选出适应于监测井组使用的示踪剂，在注入示踪剂前，对注入水及周边对应油井的产出水取样，测定示踪剂的背景浓度，作为投入示踪剂后判断所投示踪剂是否在周围油井中突破的对比数据。,示踪剂评价,王8-23井组对应油井示踪剂背景浓度分析结果,16,示踪剂的评价选择,评价地层产出液与示踪剂配伍性试验的目的，是检验地层产出液与示踪剂混合后是否产生沉淀及其它化学变化，对光强度值是否存在干扰。,示踪剂评价,

10、塞87井对应地层产出液与示踪剂配伍性试验表,塞87井注入水与示踪剂配伍性试验表,评价注入水与示踪剂配伍性试验的目的，是检验注入水与示踪剂混合后是否产生沉淀及其它化学变化。,17,示踪剂的评价选择,评价地层产出液与示踪剂配伍性试验的目的，是检验地层产出液与示踪剂混合后是否产生沉淀及其它化学变化，对光强度值是否存在干扰。,示踪剂评价,王18-21井对应地层产出液与示踪剂配伍性试验表,王18-21井注入水与示踪剂配伍性试验表,评价注入水与示踪剂配伍性试验的目的，是检验注入水与示踪剂混合后是否产生沉淀及其它化学变化。,18,示踪剂的评价选择,评价地层产出液与示踪剂配伍性试验的目的，是检验地层产出液与示

11、踪剂混合后是否产生沉淀及其它化学变化，对光强度值是否存在干扰。,示踪剂评价,王8-23井对应地层产出液与示踪剂配伍性试验表,王8-23井注入水与示踪剂配伍性试验表,评价注入水与示踪剂配伍性试验的目的，是检验注入水与示踪剂混合后是否产生沉淀及其它化学变化。,19,示踪剂的评价选择,分别用蒸溜水、注入液、产出液配制0.15 mg/l、0.05 mg/l的黄荧光示踪剂溶液100mL；兰荧光示踪剂溶液100mL；橙荧光示踪剂溶液100mL，且测试其光强度值。,示踪剂评价,检测示踪剂光强度值试验表,通过以上背景值的测试与室内试验结果可以作出的初步结论1、经过以上试验在试验室条件下，用产出液配示踪剂溶液的

12、混合液，检测示踪剂光强度值结果是下降的，同比下降率约2.32，意味着示踪剂的投加量要比正常情况下增加。2、在试验室条件下稀土荧光示踪剂与注入水混配,其示踪剂检测结果是基本不变,同比下降率约1.15。3、在试验室条件下稀土荧光示踪剂与产出液混配,其示踪剂检测结果是有些下降,同比下降率约2.32。,20,监测仪器及监测方法,F93荧光分光光度计采用冷光源和更换式干涉滤光片系统，接收器采用高性能光电倍增管检测器，选用特殊光电倍增管检测器可扩展至红敏波段检测；可提供多达10组从365nm至600nm的激发应用配置；发射单色器采用1200线光栅、大孔径非球面反射镜分光系统，灵敏度高；配合通用数据软件包进

13、行联机操作，即可对数据进行进一步的计算和处理；外接串行打印机可支持荧光值、浓度和浓度因子实时打印功能，执行数据打印输出，方便数据保存；丰富的附件可支持液态、固态、粉末、薄膜样品的测量，可通过选配多用途荧光样品座附件实现高浓度样品的准确测量，对于少至5L的微量样品同样可以精确测定，并可选配微量样品附件和自动进样附件，满足多种应用。,F93荧光分光光度计,21,监测仪器及监测方法,1、可采用人工每天在井口监测取样或采用机械取样器每天定时在井口监测取样。2、将取出油水样进行分离处理后,应用分光光度仪测定液中示踪剂的离子浓度。3、将测定离子浓度数据经数值拟合处理后,进行定性定量分析。,22,王窑作业区

14、示踪剂监测结果 依据示踪剂监测方案要求，对3口注水井注入示踪剂，在对应的油井进行产出浓度监测，每天按要求取样一次，得到如下动态监测资料。1油井示踪剂监测响应情况根据对示踪剂产出浓度曲线分析，我们得到了如表所示的对应关系。,示踪剂监测成果,23,示踪剂现场监测结果,响应关系,示踪剂监测效果响应图,塞87井组示踪剂产出动态监测响应图,王18-21井组示踪剂产出动态监测响应图,24,示踪剂现场监测结果,响应关系,示踪剂监测效果响应图,王8-23井组示踪剂产出动态监测响应图,25,示踪剂现场监测结果,计算推进速度,根据示踪剂的产出浓度曲线的峰值时间计算及各井的井距，的前缘水线推进速度。,在均质油藏条件

15、下，各油层之间和层内水线推进速度应是均衡地，而该井组水线推进速度存在差异说明各层在吸水能力上纵向或横向层内有快慢差异，进而定性描述了示踪流体流经的储层存在非均质性。,26,示踪剂现场监测结果,产出强度,示踪剂产出强度曲线,塞87井组曲线,王18-21井组曲线,王8-23井组曲线,示踪剂强度的大小，在一定程度上能够定性的说明井间油层连通强弱的情况,27,示踪剂现场监测结果,累计产出,示踪剂累计产出曲线,塞87井组曲线,王18-21井组曲线,王8-23井组曲线,曲线呈台阶式上升说明各层吸水能力在纵向上和层内的差异，进而定性描述了示踪流体流经的储层的非均质性,28,示踪剂现场监测结果,计算体积分配,

16、根据示踪剂的产出状况，得到注入水对周围油井的体积分配,塞87井注入水体积分配,29,示踪剂现场监测结果,计算体积分配,根据示踪剂的产出状况，得到注入水对周围油井的体积分配,王18-21井注入水体积分配,30,示踪剂现场监测结果,计算体积分配,根据示踪剂的产出状况，得到注入水对周围油井的体积分配,从井组水量分配结果与实际产水对比来看，配水量较实际产水偏小，认为该井应还受其它井的影响，为多向受效井；配水量较实际产水基本相同时；认为该井是主要受控井；配水量大于监测井实际产水情况，认为可能有部分液体留存地层或流向其他方向，导致井组部分注入水作用于其它生产井或裂缝中。,王8-23井注入水体积分配,31,

17、示踪剂现场监测结果,数值模拟计算,对应油井数值分析结果,注：孔喉半径r10m属高渗带，11r50m属大孔道，r50m属特大孔道,塞87监测井组第20、40天示踪推进反演图,32,示踪剂现场监测结果,数值模拟计算,对应油井数值分析结果,注：孔喉半径r10m属高渗带，11r50m属大孔道，r50m属特大孔道,王18-21监测井组第20、50天示踪推进反演图,33,示踪剂现场监测结果,数值模拟计算,对应油井数值分析结果,注：孔喉半径r10m属高渗带，11r50m属大孔道，r50m属特大孔道,王8-23监测井组第20、40天示踪推进反演图,由参数解释可看出在历经长时间连续不断的注水冲刷，储层的粒间结构

18、表现为强水洗后的主渗通道变大，地层中的微裂缝或大孔道在注入水的长期作用下开启，表明目前局部储层状况和渗流状况均向低效水驱方向发展的格局。示踪监测得到的是储层较大、较好层的粒间孔喉或大孔道的参数，而低级别的微小孔喉在注水过程中的被堵塞没有体现。从一个峰值和层内渗透率和相应吸水厚度，表明储层存在层间和层内的非均质性。,34,示踪剂现场监测结果,非均质认识,监测区域非均质认识,经过上述建模与拟合计算得到了高渗透层的渗透率、厚度、孔喉半径的量化数据,塞87井组渗透率突进系数,35,示踪剂现场监测结果,非均质认识,监测区域非均质认识,经过上述建模与拟合计算得到了高渗透层的渗透率、厚度、孔喉半径的量化数据

19、,王18-21井组渗透率突进系数,36,示踪剂现场监测结果,非均质认识,监测区域非均质认识,经过上述建模与拟合计算得到了高渗透层的渗透率、厚度、孔喉半径的量化数据,从渗流通道渗透率和厚度大小分析，井组储层通道的类型为低渗、特低渗透储层，随着水驱进程的深入，区域内的渗透率数值已向两极分化，也就是随着水驱深度与注入总量的加剧，裂缝发育段储层渗透率将变得越好，而相对致密的区域由于水流波及面的缩小和积累的水质污染将使渗透率将变得更小。,王8-23井组渗透率突进系数,37,示踪剂现场监测结果,非均质认识,监测区域非均质认识,经过上述建模与拟合计算得到了高渗透层的渗透率、厚度、孔喉半径的量化数据,塞87井

20、组地层导流能力,38,示踪剂现场监测结果,非均质认识,监测区域非均质认识,经过上述建模与拟合计算得到了高渗透层的渗透率、厚度、孔喉半径的量化数据,王18-21井组渗透率突进系数,39,示踪剂现场监测结果,非均质认识,监测区域非均质认识,经过上述建模与拟合计算得到了高渗透层的渗透率、厚度、孔喉半径的量化数据,示踪剂数值拟合计算的k值是示踪剂流过小层的平均值，它反映的是储层在纵向、平面上的非均质性，但在每个层内其导流能力还与层的厚度密切相关，所以kh客观上反应了地层的导流能力和非均质程度。,王8-23井组渗透率突进系数,40,示踪剂现场监测结果,监测区域流动单元,监测区域流动单元划分,流动单元同时

21、也是流体动力单元，那么它们的渗流特征和开发动态就具有相同的特征,塞87井组流动单元,从井组整体看塞87井整体流动单元级别较低，仅在王8-15井与王9-14井区存在有主渗流级别流动单元，水驱主流呈北东-南西方向。,41,示踪剂现场监测结果,监测区域流动单元,监测区域非均质认识,流动单元同时也是流体动力单元，那么它们的渗流特征和开发动态就具有相同的特征,王18-21井组流动单元,从井组整体看王18-21井整体流动单元级别较低，仅在王18-21井与王19-017、王18-20、王17-21、王17-211、王侧16-21、塞86井区存在有主渗流级别流动单元，水驱主流呈北东-南西方向。,42,示踪剂现场监测结果,监测区域流动单元,监测区域非均质认识,流动单元是流体动力单元，那么它们的渗流特征和开发动态就具有相同的特征,从井组整体看王8-23井整体流动单元级别较低，仅在王8-23井与王7-23、王7-25井区存在有主渗流级别流动单元，水驱主流呈北东-北西方向。,王8-23井组流动单元,43,模拟曲线,示踪剂现场监测结果,塞87井组示踪剂产出浓度拟合曲线图,44,模拟曲线,示踪剂现场监测结果,王18-21井组示踪剂产出浓度拟合曲线图,45,模拟曲线,示踪剂现场监测结果,王8-23井组示踪剂产出浓度拟合曲线图,46,谢 谢,