微量物質(zhì)示蹤劑監(jiān)測(cè)技術(shù)在J井區(qū)的應(yīng)用

梁文杰 劉之的 劉洪壯 溫 柔 李 棟 張程晨

(1. 西安石油大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院， 西安 710000；2. 陜西省油氣成藏地質(zhì)學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 西安 710000；3. 中國(guó)石油集團(tuán)測(cè)井有限公司生產(chǎn)測(cè)井中心， 西安 710077)

上世紀(jì)80年代，井間示蹤劑技術(shù)伴隨著三次采油技術(shù)的進(jìn)步而得以快速發(fā)展[1]。劉同敬等人較早提出了井間示蹤監(jiān)測(cè)半解析方法體系[2]，隨后李明又提出了綜合解釋技術(shù)的原理和方法[3]。

1 示蹤劑篩選及用量設(shè)計(jì)

1.1 示蹤劑篩選原則

表1 J1井組示蹤劑類型選擇

1.2 示蹤劑用量及取樣

示蹤劑用量由所投放地層的非均質(zhì)性、井距、厚度、孔隙度、含水飽和度、井網(wǎng)外及層間的稀釋作用、地層表面吸附等決定。通過多年研究及大量礦場(chǎng)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，“最大稀釋體積法”是較為合適微量物質(zhì)示蹤劑的用量計(jì)算方法[10]。監(jiān)測(cè)層的體積和分析方法的最低檢測(cè)限度和靈敏度決定微量物質(zhì)示蹤劑用量[11-12]。其計(jì)算方法為[13-14]：

V=πR2HφSw

(1)

A=μVMDJ

(2)

式中：V為最大稀釋體積，m3；H為砂體有效厚度，m；R為平均井距，m；φ為監(jiān)測(cè)層按油層厚度加權(quán)平均計(jì)算的孔隙度，f；Sw為監(jiān)測(cè)層平均含水飽和度，f；A為示蹤劑用量，kg；μ為經(jīng)驗(yàn)保障系數(shù)，無(wú)因次；MDJ為檢測(cè)極限。

本次監(jiān)測(cè)共設(shè)計(jì)取樣監(jiān)測(cè)采油井16口，均能進(jìn)行正常取樣測(cè)試。根據(jù)監(jiān)測(cè)區(qū)域地質(zhì)條件、開發(fā)狀況，監(jiān)測(cè)井組的注采井距范圍295.22～790.93 m，油井近期含水變化趨勢(shì)正常，注入水推進(jìn)應(yīng)該比較均勻，注入水可能會(huì)在極短時(shí)間內(nèi)竄流突破，對(duì)監(jiān)測(cè)井進(jìn)行初次取樣擬定在示蹤劑注入24 h后，隨后30 d 內(nèi)每天取樣1次，監(jiān)測(cè)地層存在裂縫或高滲流通道的可能性；示蹤劑注入30 d后，每2 d取樣1次，直到通知停止取樣。2019年8月19日至2019年11月18日為取樣時(shí)長(zhǎng)范圍，取樣時(shí)間總跨度92 d，示蹤劑注入工藝參數(shù)見表2。

表2 示蹤劑注入工藝參數(shù)

2 示蹤劑應(yīng)用

2.1 井組情況

2.2 井組示蹤劑連通性分析

將同一層位的同一種示蹤劑的產(chǎn)出動(dòng)態(tài)情況通過表格進(jìn)行對(duì)比，示蹤劑濃度曲線有明顯幅度波動(dòng)趨勢(shì)時(shí)，即確定為見劑井[17]。J1井區(qū)各監(jiān)測(cè)井見劑井示蹤劑產(chǎn)出動(dòng)態(tài)情況見表3。

表3 見劑井示蹤劑產(chǎn)出動(dòng)態(tài)情況

示蹤劑Yb見劑突破時(shí)間最短7 d，最長(zhǎng)19 d，見劑持續(xù)時(shí)間最短12 d，最長(zhǎng)35 d，波峰的中部多數(shù)情況為峰值位置，示蹤劑濃度峰值在(0.70～1.86) ng/mL波動(dòng)，表示示蹤劑Yb的波及通道類型較為豐富。

示蹤劑Er見劑突破時(shí)間最短7 d，最長(zhǎng)47 d，見劑持續(xù)時(shí)間最短9 d，最長(zhǎng)22 d，波峰的中部多數(shù)情況為峰值位置，示蹤劑濃度峰值在(0.44～0.70)ng/mL波動(dòng)，表示示蹤劑Er的波及通道類型較為豐富。

2.3 示蹤劑推進(jìn)速度分析

表4 J1井組油井動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)情況表

圖1 J1井組長(zhǎng)層(Yb)與長(zhǎng)層(Er)注入水玫瑰圖

圖2 J1井水線前緣推進(jìn)速度與方向示意圖

2.4 滲流通道特征分析

示蹤劑濃度原始曲線與擬合曲線的符合程度與模型中的地層參數(shù)分布于實(shí)際情況的差異性相關(guān)，原始與擬合濃度曲線符合程度越高，物理模型與地層實(shí)際情況的差異性就越小[19]。一般地，示蹤劑產(chǎn)出曲線的濃度峰值隨著監(jiān)測(cè)井區(qū)各注采井所在層位的厚度和滲透率差異而出現(xiàn)波動(dòng)，微裂縫或高滲條帶是示蹤劑突破監(jiān)測(cè)區(qū)油井的關(guān)鍵，當(dāng)示蹤劑隨注入水進(jìn)入這些區(qū)域就會(huì)出現(xiàn)濃度峰值。通常，峰值個(gè)數(shù)即為高滲透條帶或微裂縫個(gè)數(shù)。注入水沿裂縫或高滲透條帶的特征在示蹤劑濃度曲線表現(xiàn)為示蹤劑產(chǎn)出軌跡明朗，波峰多并且峰形清晰，峰值突出，持續(xù)時(shí)間較短，濃度曲線相對(duì)平滑[20]。J5井示蹤劑Yb產(chǎn)出濃度曲線見圖3和J6井示蹤劑Er產(chǎn)出濃度曲線見圖4。計(jì)算得到的地層參數(shù)與地層實(shí)際情況的相符合程度同原始曲線與擬合曲線的相符合程度呈正相關(guān)。

圖3 J5井示蹤劑Yb產(chǎn)出濃度曲線

圖4 J6井示蹤劑Er產(chǎn)出濃度曲線

2.5 非均質(zhì)性分析

表5 水驅(qū)速度非均質(zhì)性分層評(píng)價(jià)

注采井間示蹤劑產(chǎn)出通道的滲透率參數(shù)見表6，可以看出產(chǎn)出通道對(duì)應(yīng)層位的平均滲透率遠(yuǎn)大于監(jiān)測(cè)區(qū)域的基巖滲透率，因此判定J1井區(qū)注采井間的主要連通通道為裂縫和高滲透條帶。綜合表5、表6和表7對(duì)主流通道的推進(jìn)速度、等效厚度和滲透率的評(píng)價(jià)分析可得出，井組內(nèi)部主流通道滲透率差異性明顯，對(duì)應(yīng)注采井間水驅(qū)速度較快，層間有很強(qiáng)的非均質(zhì)性，層內(nèi)非均質(zhì)矛盾突出。

表6 注采井示蹤劑產(chǎn)出通道厚度系數(shù)

表7 注采井示蹤劑產(chǎn)出通道滲透率參數(shù)

3 結(jié) 語(yǔ)

(1) 微量物質(zhì)示蹤監(jiān)測(cè)技術(shù)能有效判斷層內(nèi)、層間油水井對(duì)應(yīng)關(guān)系。本次微量物質(zhì)示蹤劑監(jiān)測(cè)的16口取樣井，其中見劑井8口，見劑率50%，因此監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)油水井井間動(dòng)態(tài)連通性較好。

(3) 姬塬油田為低滲透油藏，為避免強(qiáng)采強(qiáng)注使油藏儲(chǔ)層物性產(chǎn)生劇烈波動(dòng)，導(dǎo)致油田后期開發(fā)困難甚至產(chǎn)生嚴(yán)重后果，建議注水方式采用溫和注水。