油田示踪剂技术及应用

摘要：介绍了目前油田常用示踪剂的类型、筛选标准、方案设计及结果监测。根据实际生产需要，在茅山油田帅垛区块开展了井间示踪剂试验研究，根据监测结果得出了一些结论。

关键词：示踪剂;筛选标准;方案设计;结果监测;试验研究

示踪剂是指能随流体流动，指示流体的存在、运动方向和运动速度的化学药剂[1]。

油田注水示踪技术是现场生产测试技术之一，其原理是从注入井注入示踪剂，然后按一定的取样规定在周围产出井取样，监测其产出情况，对样品进行分析，得出示踪剂产出曲线，然后进行拟合，反应注水开发过程中油水井的连通情况，掌握注入水的推进方向、驱替速度、波及面积以及储层非均质性和剩余油饱和度分布等，从而指导油井开采的设计和油田开发后期的调整[2]。

一、示踪剂简介

目前，注水开发是国内外油田开采的主要方式，示踪剂应用具有广阔的前景。其物理化学特性及与油层岩石和流体的相互作用程度，将直接影响示踪剂的流动特性。因此选择出适合本油田示踪测试的示踪剂，是井间示踪测试的重要环节。

（一）示踪剂的类型

综合文献报道，目前使用的示踪迹可以分为五种类型：水溶性化学示踪剂、水溶性放射性示踪剂、气体示踪剂、非放射性同位素示踪剂、稳定同位素示踪剂。

油田上水溶性化学示踪剂应用最为广泛，如硫氰酸铵、硝酸盐、碘化钾、溴化钠等。这些都是比较容易得到的，分析也比较简单，但是有些油田油层流体中常含有高浓度的氯和溴，而硝酸盐常常受到细菌和油层还原环境的影响而发生分解，因此，在使用时，一定要注意油田的具体条件。

對于水驱开发油田的示踪剂，硫氰酸铵和氚水被认为是一种极好的示踪剂。硫氰酸铵在化学上被称为类卤化物，是一种低吸附的示踪剂，对环境不会造成影响。因此硫氰酸铵在大多数情况下是首选示踪剂[3]。

（二）示踪剂的吸附试验研究

试验方法是称取30-50g粉碎岩样于三角瓶中，按1：3（质量）加入浓度为CO示踪剂溶液，搅拌均匀，密封瓶口，在地层温度下，进行老化试验，测定示踪剂浓度C，求出C/C0，从而确定其吸附量。

（三）配伍试验朔究

配伍性试验地目的是分别检验地层水、注入水与示踪剂混合后是否产生沉淀及其它化学变化。试验踪要求对试验区地层产出水和注入水进行取样，作为试验用水，将其与示踪剂按一定比例比混合，观察其有无变化，根据变化情况给出定性结论。

二、示踪剂用量设计

示踪剂的用量取决于所监测井组的井距、孔隙度、地层的油水饱和度、示踪剂在地层中岩石表面地吸附量、地层的非均质性和井网外浸入水的稀释效应等。由 Brighm-Smith于1965年以五点井网和上述假设推导出经验公式，对示踪剂的最大用量进行近似计算：G=1.44×10-2×h×φ×Sw×CP×α0.265×L1.735

三、示踪剂采出曲线的监测

示踪剂采出曲线的监测是井间示踪测试的重要环节，是井间示踪测试结果解释的依据，它直接关系到能否正确解释井间示踪结果。采样方法和注意事项总结如下。

（1）提前7天检测被监测井水样的背景浓度。

（2）示踪剂注入完成后，从第二天开始对油井的产出水进行跟踪检测，初期每天取样二次，检出示踪剂后，加密为每4小时检测一次。7天后没有示踪剂出现，改每天取样一次，直至示踪剂出现时改每天3-4个样。

（3）检测结果应包括：示踪剂出现时间峰值大小及发生次数等。

四、硫氰酸盐类示踪剂油田区块X井组现场应用实例

（一）试验目的

X井组动态上反映X-1见效周期为22天（距离X井280米），X-2井见效周期70天（距离X井 175米），为验证井组注采关系，为动态分析提供依据，华东分公司决定在在X井组X-1井进行注入示综剂进行试验，并及时准确的在2口高含水生产井中检测注入示踪剂浓度，另外X-2、X-3、X-4井如含水上升也进行示踪剂浓度检测，开展井间示踪剂试验研究。

X-1井于2016年12月11日转注，至2018年2月累计注水14870m。注水压力及其它参数见表2。

（-）X井组开发简况

油田位于江苏省北部，储层岩性以细砂岩、粉砂岩为主，油藏类型以构造一岩性油藏，戴南组一段Ⅰ、Ⅱ油组为主要含油层位，油藏埋深2320～2400米。Ⅱ砂组的砂体分布在上下两个砂组的中间泥岩段中，钻遇油层厚度2.2-6.6m。Ⅰ砂组钻遇砂体1-3个，含油小层为1小层，钻遇油层厚度3.0-4.lm。

X-1井于2016年12月转注，形成该井组1注5采的注采井网。2017年1月X-2井液面液量均显著上涨，呈受效趋势，2017年2月帅X-3井液面液量均显著上涨，呈受效趋势，两口受效并增油效果显著。2017年7月帅X-3井含水上升，目前含水已达94%，2017年9月X-2井含水也开始上升，目前含水已达67%。井组其余油井未见明显受效迹象。

（三）示踪剂检测结果

X井组示踪剂检测结果如图1：

（四）结果解释

X-1井2018.3.8启注示踪剂，注入约85天后X-2井检测到示踪剂，约130天后X-3井检测到示踪剂，X-4约180天未检测到示踪剂。从检测结果看X-2及X-3为X-1井水驱受效井，X-4井受效缓慢或两井之间不连通。

五、结论

硫氰酸盐类示踪剂在现场应用效果较好，化学稳定性、物理稳定性及生物稳定性能够满足试验需求，在地层中背景浓度低且具有易检出、灵敏度高、无毒、安全、来源广、成本低的优点，适宜在其他区块推广应用。

参考文献：

[1]孙强，周海燕等.窄河道普通稠油油藏见水规律研究[J].油气藏评价与开发，2019，9（2）：21-24.

[2]王先荣.微量物质井间示踪技术在油田监测中的应用[J].小型油气藏，2005，10（3）;33-34.

[3]吴迪等.同位素示踪在油田注水调整中的应用[J].同位素，2003，16（1）：19-22.

作者简介：宗国红（1987-），女，助理工程师，2009年毕业于合肥工业大学应用化学专业，一直从事油田化学及实验室化验工作。