提高化學示蹤劑檢測準確度實驗研究

崔 潔

中國石化勝利油田分公司勝利采油廠

提高化學示蹤劑檢測準確度實驗研究

崔 潔

中國石化勝利油田分公司勝利采油廠

針對勝坨油田地層水組分復雜、加藥類型多,影響化學示蹤劑檢測準確度的問題，開展了硝酸鹽、硫氰酸鹽、尿素3種示蹤劑的檢測準確度分析。結合示蹤劑檢測方法，對比了蒸餾水、注入污水、采出液配制示蹤劑溶液的檢測差異，提出了制作標準曲線的方法；開展了氮氣泡沫驅起泡劑、注水用緩蝕劑、殺菌劑、二元復合驅用表面活性劑對示蹤劑檢測結果的影響研究。結果表明，尿素示蹤劑的檢測受各類藥劑的影響較小，且成本較低，確定為適合勝坨油田的示蹤劑。現(xiàn)場應用驗證了示蹤劑檢測方法的適應性。

化學示蹤劑 硝酸鹽 硫氰酸鹽 尿素

勝坨油田屬于整裝水驅油藏，經(jīng)過五十多年開發(fā)，綜合含水高達96.2%，縱向上和平面上水驅不均衡，為此多年來廣泛應用化學示蹤劑監(jiān)測技術指導油藏注采調整與措施制定[1-4]。勝坨油田主要采用硝酸鹽[5-6]、硫氰酸鹽與尿素示蹤劑[7-8]。示蹤劑檢測方法采用顯色吸光光度法，即過濾后的采出液加入顯色劑，測試吸光值，應用濃度-吸光值標準曲線回推得到采出液示蹤劑濃度。近年來，部分區(qū)塊出現(xiàn)化學示蹤劑檢測不到或者檢測濃度過低的問題，與開發(fā)動態(tài)認識嚴重不符。通過分析，認識到吸光光度法存在兩方面問題：一是油井采出液組分復雜，會干擾示蹤劑組分的顯色程度，即吸光值的大小，應用蒸餾水做出的標準曲線回推濃度，會影響檢測準確度；二是注入水含有不同類型藥劑，加入示蹤劑后，示蹤劑受藥劑的影響，會干擾示蹤劑顯色程度，影響檢測準確度[9]。因此，迫切需要開展化學示蹤劑實驗研究，提出科學準確的檢測方法，為油田開發(fā)提供準確的決策依據(jù)。

1 化學示蹤劑準確性實驗

1.1 實驗方法

用蒸餾水、坨六站外輸污水、23X210井注入污水、對應油井22X197井與22X220井采出水分別配制質量濃度為20 mg/L的硝酸鈉溶液、硫氰酸鹽溶液尿素標準溶液，再分別稀釋成不同濃度的溶液，加入顯色劑，測試顯色后不同濃度吸光值，做出吸光值與濃度的標準曲線。

1.2 結果與討論

1.2.1 硝酸鹽檢測準確性評價

應用不同水源做出硝酸根的標準曲線，對比在吸光值0.1下各條曲線對應的硝酸根濃度，結果見表1。由表1可得，油井采出液的濃度與蒸餾水的濃度差距很大，與水井注入水的濃度基本相符。因此，油井采出液硝酸根濃度可以用井口污水做的標準曲線來推算。

表1 不同水源做出標準曲線在吸光值0.1下對應的硝酸根濃度Table1 Correspondingconcentrationofnitratebystandardcurveofdifferentwatersourcesatlightabsorptionvalue0.1配制示蹤劑水源蒸餾水坨六站23X210井井口水22X220井采出液22X197井采出液ρ/(mg·L-1)2.9658.08617.029617.910316.0626

1.2.2 硫氰酸鹽檢測準確性評價

應用不同水源做出硫氰酸根的標準曲線后，對比在吸光值0.1下各條曲線對應的硫氰酸根濃度，結果見表2。由表2可得，油井采出液的濃度與蒸餾水的濃度差距很大，與水井注入水的濃度基本相符。因此，油井采出液硫氰酸根濃度可以用井口污水做的標準曲線來推算。

表2 不同水源做出標準曲線在吸光值0.1下對應的硫氰酸根濃度Table2 Correspondingconcentrationofthiocyanatebystandardcurveofdifferentwatersourcesatlightabsorptionvalue0.1配制示蹤劑水源蒸餾水坨六站23X210井井口水22X220井采出液22X197井采出液ρ/(mg·L-1)3.335.7016.76.26036.7058

1.2.3 尿素檢測準確性評價

應用不同水源做出尿素溶液的標準曲線后，對比在吸光值0.1下各條曲線對應的尿素濃度，結果見表3。由表3可得，油井采出液的濃度與蒸餾水、水井注入水的示蹤劑濃度基本相符，因此油井采出液尿素濃度可以用蒸餾水或井口污水做的標準曲線來推算。

表3 不同水源做出標準曲線在吸光值0.1下對應的尿素濃度Table3 Correspondingconcentrationofcarbamidebystandardcurveofdifferentwatersourcesatlightabsorptionvalue0.1配制示蹤劑水源蒸餾水坨六站23X120井井口水22X220井采出水22X197井采出水ρ/(mg·L-1)3.2542.8752.60732.16492.88655

通過以上評價可以看出，按照標準方法應用蒸餾水配制示蹤劑溶液，做濃度與吸光值的標準曲線，推算油井采出液的示蹤劑濃度會產(chǎn)生較大的數(shù)據(jù)偏差。為此，應該采用注水井的井口污水配置示蹤劑溶液，做標準曲線，推算油井采出液的示蹤劑濃度，縮小誤差。

2 地面加藥對示蹤劑檢測準確性的影響

勝坨油田在開發(fā)過程中主要采用了氮氣泡沫驅與二元復合驅，在回注污水中投加了殺菌劑、緩蝕劑等。因此，主要實驗了氮氣泡沫驅用起泡劑、殺菌劑、緩蝕劑，二元復合驅用表面活性劑對示蹤劑檢測的影響實驗研究[10]。

2.1 氮氣泡沫驅起泡劑對示蹤劑檢測的影響

2.1.1 實驗方法

用質量濃度為5 000 mg/L的起泡劑溶液和蒸餾水分別配制3種示蹤劑溶液，做出各種示蹤劑加起泡劑與不加起泡劑溶液的吸光值與濃度標準曲線。對比兩條標準曲線不同吸光值對應的溶液濃度值，若差異較大，表明起泡劑對示蹤劑檢測影響較大，反之影響小。

2.1.2 結果與討論

用起泡劑溶液配制的不同濃度硝酸鹽標準溶液在檢測過程中出現(xiàn)溶液不顯色的問題，做不出吸光值與濃度的標準曲線。因此，氮氣泡沫驅油藏不適合應用硝酸鹽示蹤劑。

對于硫氰酸鹽和尿素標準溶液，不同標準曲線吸光值對應的濃度結果分別見表4、表5。結果表明，對于硫氰酸鹽溶液加入起泡劑后，同一吸光值下對應的濃度數(shù)據(jù)差異較大，而對于尿素溶液加入起泡劑后，同一吸光值下對應的濃度數(shù)據(jù)差異不大。因此，起泡劑對硫氰酸根的檢測有較大影響，對尿素溶液的檢測影響小。

表4 硫氰酸鹽溶液不同標準曲線吸光值對應的濃度Table4 Correspondingconcentrationofthiocyanatebystandardcurveatdifferentlightabsorptionvalue吸光值0.100.150.200.250.30未加起泡劑溶液,ρ/(mg·L-1)3.34.96.68.29.9加起泡劑劑溶液,ρ/(mg·L-1)4.87.29.612.014.4

表5 尿素溶液不同標準曲線吸光值對應的濃度Table5 Correspondingconcentrationofcarbamidebystandardcurveatdifferentlightabsorptionvalue吸光值0.20.40.60.81.0未加起泡劑溶液,ρ/(mg·L-1)1.32.63.95.26.5加起泡劑劑溶液,ρ/(mg·L-1)1.12.33.44.55.7

2.2 二元驅表面活性劑對示蹤劑檢測的影響

2.2.1 實驗方法

用質量濃度為1 000 mg/L的表面活性劑溶液和蒸餾水配制3種示蹤劑標準溶液，按照標準方法做出各種示蹤劑加表面活性劑與不加表面活性劑溶液的吸光值與濃度標準曲線。對比兩條標準曲線不同吸光值對應的溶液濃度，若差異較大，表明表面活性劑對示蹤劑檢測影響較大，反之影響小。

2.2.2 結果與討論

用表面活性劑溶液配制的不同濃度硝酸鹽標準溶液，在檢測過程中發(fā)現(xiàn)濃度與吸光值不成線性關系，做不出吸光值與濃度的標準曲線。因此，注表面活性劑油藏不適合應用硝酸鹽示蹤劑。

對于硫氰酸鹽和尿素溶液，不同標準曲線吸光值對應的濃度結果分別見表6、表7。結果表明，兩種示蹤劑溶液加入表面活性劑后，同一吸光值下對應的濃度數(shù)據(jù)差異不大。因此，表面活性劑對硫氰酸鹽溶液和尿素溶液檢測影響不大。

表6 硫氰酸鹽溶液不同標準曲線吸光值對應的濃度Table6 Correspondingconcentrationofthiocyanatebystandardcurveatdifferentlightabsorptionvalue吸光值0.100.150.200.250.30未加表面活性劑溶液,ρ/(mg·L-1)3.34.96.68.29.9加表面活性劑溶液,ρ/(mg·L-1)4.06.08.09.911.9

表7 尿素溶液不同標準曲線吸光值對應的濃度Table7 Correspondingconcentrationofcarbamidebystandardcurveatdifferentlightabsorptionvalue吸光值0.20.40.60.81.0未加表面活性劑溶液,ρ/(mg·L-1)1.32.63.95.26.5加表面活性劑溶液,ρ/(mg·L-1)0.91.92.83.84.7

2.3 聯(lián)合站殺菌劑對示蹤劑監(jiān)測的影響

2.3.1 實驗方法

用質量濃度為30 mg/L的殺菌劑溶液和蒸餾水配制3種示蹤劑溶液，按照標準方法做出各種示蹤劑加殺菌劑與不加殺菌劑溶液的吸光值與濃度標準曲線。對比兩條標準曲線不同吸光值對應的溶液濃度值，若差異較大，表明殺菌劑對示蹤劑檢測影響較大，反之影響小。

2.3.2 結果與討論

3種示蹤劑不同標準曲線吸光值對應的濃度結果分別見表8、表9和表10。結果表明，對于硝酸鹽溶液和硫氰酸鹽溶液加入殺菌劑后，同一吸光值下對應的濃度數(shù)據(jù)差異很大；對于尿素溶液，同一吸光值下對應的濃度數(shù)據(jù)差異不大。因此，殺菌劑對硝酸鹽和硫氰酸鹽溶液的檢測影響較大，對尿素溶液檢測影響不大。

表8 硝酸鹽溶液不同標準曲線吸光值對應的濃度Table8 Correspondingconcentrationofnitratebystandardcurveatdifferentlightabsorptionvalue吸光值0.100.150.200.250.30未加殺菌劑溶液,ρ/(mg·L-1)8.112.216.220.324.4加殺菌劑溶液標,ρ/(mg·L-1)1.92.83.74.75.6

表9 硫氰酸鹽溶液不同標準曲線吸光值對應的濃度Table9 Correspondingconcentrationofthiocyanatebystandardcurveatdifferentlightabsorptionvalue吸光值0.100.150.200.250.30未加殺菌劑溶液,ρ/(mg·L-1)3.34.96.68.29.9加殺菌劑溶液,ρ/(mg·L-1)8.512.817.121.425.6

表10 尿素溶液不同標準曲線吸光值對應的濃度Table10 Correspondingconcentrationofcarbamidebystandardcurveatdifferentlightabsorptionvalue吸光值0.20.40.60.81.0未加殺菌劑溶液,ρ/(mg·L-1)0.91.92.83.84.7加殺菌劑溶液,ρ/(mg·L-1)1.02.13.14.25.2

2.4 注水緩蝕劑對示蹤劑檢測的影響

2.4.1 實驗方法

用質量濃度為30 mg/L的緩蝕劑溶液和蒸餾水配制3種示蹤劑溶液，按照標準方法做出各種示蹤劑加緩蝕劑與不加緩蝕劑溶液的吸光值與濃度標準曲線。對比兩條標準曲線不同吸光值對應的溶液濃度值，若差異較大，表明緩蝕劑對示蹤劑檢測影響較大，反之影響小。

2.4.2 結果與討論

3種示蹤劑不同標準曲線吸光值對應的濃度結果分別見表11、表12和表13。結果表明，對于硝酸鹽溶液加入緩蝕劑后，同一吸光值下對應的濃度數(shù)據(jù)差異很大，對于硫氰酸鹽溶液和尿素溶液，同一吸光值下對應的濃度數(shù)據(jù)差異不大。因此，緩蝕劑對硝酸鹽溶液的檢測影響較大，對硫氰酸鹽和尿素溶液檢測影響小。

表11 硝酸鹽溶液不同標準曲線吸光值對應的濃度Table11 Correspondingconcentrationofnitratebystandardcurveatdifferentlightabsorptionvalue吸光值0.100.150.200.250.30未加緩蝕劑溶液,ρ/(mg·L-1)8.112.216.220.324.4加緩蝕劑溶液,ρ/(mg·L-1)3.04.56.07.59.0

表12 硫氰酸鹽溶液不同標準曲線吸光值對應的濃度Table12 Correspondingconcentrationofthiocyanatebystandardcurveatdifferentlightabsorptionvalue吸光值0.100.150.200.250.30未加緩蝕劑溶液,ρ/(mg·L-1)3.34.96.68.29.9加緩蝕劑溶液,ρ/(mg·L-1)3.95.87.89.711.7

表13 尿素溶液不同標準曲線吸光值對應的濃度Table13 Correspondingconcentrationofcarbamidebystandardcurveatdifferentlightabsorptionvalue吸光值0.20.40.60.81.0未加緩蝕劑溶液,ρ/(mg·L-1)0.91.92.83.84.7加緩蝕劑溶液,ρ/(mg·L-1)1.02.03.04.05.0

3 現(xiàn)場應用情況

應用室內研究結果，勝坨油田加強了各種示蹤劑應用前的前期評價，示蹤劑標準溶液由蒸餾水配制改為井口污水配制，修正了標準曲線，在三采單元全部采用尿素示蹤劑，有效提高了示蹤劑檢測的準確性。如ST3-9X169井區(qū)示蹤劑試驗， 2015年1月注入硝酸鈉示蹤劑，依據(jù)標準方法，室內用蒸餾水配制標準溶液，做濃度與吸光值標準曲線，檢測油井見劑濃度，監(jiān)測5個月，僅ST3-9-14井見劑，且見劑質量濃度僅為24.8 mg/L。根據(jù)研究認識，更換標準曲線，采用ST3-9X169井注入水配置溶液做標準曲線，檢測到ST3-9-14井的見劑質量濃度高達113.5 mg/L。

4 結 論

(1) 示蹤劑濃度檢測標準方法中，應用蒸餾水配制示蹤劑標準溶液，繪制標準曲線，檢測到油井采出液中的硝酸鹽、硫氰酸鹽示蹤劑濃度結果偏差大，應采用注水井井口污水配制示蹤劑標準溶液，做標準曲線。

(2) 勝坨油田常用表面活性劑對硫氰酸鹽、尿素示蹤劑濃度檢測影響??；殺菌劑對硝酸鹽、硫氰酸鹽示蹤劑濃度監(jiān)測影響大，對尿素檢測影響?。痪徫g劑對硝酸鹽示蹤劑濃度監(jiān)測影響大，對硫氰酸鹽、尿素濃度檢測影響小。綜合分析表明，尿素示蹤劑檢測受各類藥劑的影響較小，且成本較低，首選尿素示蹤劑作為勝坨油田的化學示蹤劑?，F(xiàn)場應用表明，勝坨油田用尿素做示蹤劑有效提高了示蹤劑檢測的準確性。

(3) 不同區(qū)塊應用示蹤劑檢測，應結合區(qū)塊水處理劑及三采開發(fā)用藥劑情況，開展水質及添加劑對示蹤劑濃度檢測影響評價，消除干擾、提高示蹤劑的區(qū)塊適應性。

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Experimental study on improving the accuracy of chemical tracer test

Cui Jie

ShengliOilProductionPlant，SinopecShengliOilfield,Dongying,Shandong,China

Aiming at the problems of component complexity of layer water, multi-type dosing, affecting the accuracy of chemical tracer test in Shengtuo Oilfield, three kinds of tracers’ detecting accuracy about nitrate, thiocyanate, carbamide were analyzed. Combining with tracer detecting methods, the difference of test results among distilled water, injection water, produced fluid configured tracer was compared, and the method of making standard curve was proposed. The effect of nitrogen forming flooding foaming agent, injecting anti-corrosive agent, biocide, binary combination driving surfactant on tracer test results were researched. The result showed that carbamide tracer was less affected by various types of agents and its cost was lower, which was identified to be optimum tracer for Shengtuo Oilfield. The applicability of the method was verified by the field application.

chemical tracer, nitrate, thiocyanate, carbamide

“十二·五”國家重大專項重點項目“勝利油田特高含水期提高采收率技術”(2011ZX05011)。

崔潔(1973-)，女,高級工程師，1996年畢業(yè)于中國石油大學(華東)采油工程專業(yè)，現(xiàn)就職于中國石化勝利油田分公司勝利采油廠，主要從事注采工藝的研究與開發(fā)工作。E-mail:slsccuijie@163.com

TE39

A

10.3969/j.issn.1007-3426.2017.01.018

2016-06-27；編輯：鐘國利