油田示踪剂分层施工药剂筛选及工艺设计

陈岩，黄佳(中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司，天津 300452)

0 引言

蓬莱19-3油田B05井为渤海油田空心集成注水管柱结构，下入三个注水工作筒及其配水器，分6段防砂，一注两采，注采比0.97，断层发育。在一次修井过程中，出现压井困难，临近3口注水井全部关停的情况，后压力缓慢下降，受断层分割B05井与邻井连通关系认识不清。生产井A03ST3随钻测压显示L82超压1.78 MPa,当时该断块并没有注水井投注，分析此超压可能来自B05井。B07原井眼生产井2011年见水，动态认识不明。综上，需要对B05井组进行分层示踪剂测试，落实井组注采连通状况以及动态认识，为验证区内断层提供依据。

1 井组概况及生产情况

1.1 层位及注水情况

B05井分六段注水，第一防砂段对应层位L20～L44，水嘴关闭，停注；第二防砂段对应层位L50；第三防砂段对应层位L54～L58；第四防砂段对应层位L62～L64；第五防砂段对应层位L70～L76；第六防砂段对应层位L82～L96。整井目标日注水量为6600BWPD，实际日注水量为4869BWPD，其中第三防砂段L54～L58为主要吸水层位。B05井对应的受益井共9口，其一线井4口，二线井5口，产水在64%～93%之间。

1.2 施工地质要求

(1)对B05井第三、四、六防砂段分别注入三种不同类型的示踪剂，注入后监测周围一线井及二线井的示踪剂产出情况；(2)根据油田储层性质和流体物性，优选出适合的示踪剂，以确保监测的准确性；(3)合理设计示踪剂用量及注入参数，保证示踪剂有效产出；(4)作业过程中防止储层污染；(5)及时反馈见剂信息，以指导后续取样井调整；(6)及时提交检测及示踪剂解释报告。

2 目标示踪剂筛选

2.1 筛选原则

(1)示踪剂在待注层的岩石和地层水中的含量极少；(2)化学稳定，生物稳定，不与待注层岩石及流体发生化学反应；(3)待注层岩石对示踪剂的吸附小；(4)分析方法简单可靠，灵敏度高；(5)无毒、安全；(6)同时使用几种示踪剂，要求示踪剂彼此无反应，取样分析时，彼此无干扰。

2.2 筛选试验

结合井组示踪剂筛选原则，本次实验主要考察B05井组受益井的本底浓度，并开展相应实验，避免示踪剂干扰，保证监测结果的合理性及准确性。

2.2.1 本底浓度测定

由于氟苯甲酸为人工合成物质，其在各油田水样中，均无本底(之前施工过除外)。符合示踪剂筛选中要求本底浓度低的原则[1]。

2.2.2 地层配伍性实验

检验PL19-3注入水与所选示踪剂混合后是否产生沉淀或其他化学变化，以之前应用过此类示踪剂的油田实验结果为例，2-FBA，2,6-FBA，2,3,4,5-FBA三种示踪剂与地层水配伍性良好，72 h后三种溶液依旧清澈透明。

2.3 筛选结论

参照实验结果，综合考虑B05井组所选示踪剂及药剂成本，确定PL19-3油田B05井组目标示踪剂为2-FBA，2,6-FBA，2,3,4,5-FBA。

3 示踪剂工艺方案设计

3.1 工艺设计思路

(1)为保障措施成功率，用量设计时，采用最大稀释体积法进行计算，同时考虑井网外及井筒内的稀释作用及吸附作用等；(2)注入示踪剂过程中，保持注入井正常的注入速度和注入压力；(3)为保障示踪剂见剂，结合井距及注入量，合理设计示踪剂段塞大小；(4)合理设计清洗段塞，防止作业过程中发生示踪剂对非目标层的污染；(5)结合各井的含水情况，设计示踪剂取样方案。

3.2 示踪剂用量设计

3.2.1 用量设计参数计算

示踪剂用量设计，考虑井网外及井筒内的稀释作用及吸附作用，采用最大稀释体积法进行计算：

(1)保障系数μ。保障系数的选取主要考虑示踪剂的有效产出、地层吸附、井筒内及井网外稀释作用等。

(2)最低检测限MDL。微量物质示踪剂取本底浓度，氟苯甲酸示踪剂取仪器最低检测限。

2-FBA为0.4 μg/L，2,6-FBA为0.1 μg/L，2,3,4,5-FBA为0.05 μg/L。

(3)水体体积V

其中井距R、层厚h、孔隙度φ，取B05井各层位相对于各监测井的平均值。示踪剂施工期间地层平均含水饱和度Sw取70%。各层水体计算结果如表1所示。

表1 各层水体计算结果

3.2.2 用量设计结果

保障系数μ=检测校正系数100×井筒内稀释系数×井网外稀释系数/吸附系数0.85。

(1)保证示踪剂完全稀释在水体中，仍为最低检测浓度的100倍；(2)井网外稀释系数=B05井组日产水量/日注水量；(3)根据B05井PLT测试结果，井筒内稀释系数=B05井注水量/各目标层吸水量[2]；(4)考虑到示踪剂在地层中存在吸附。示踪剂用量设计结果如表2所示。

表2 B05井示踪剂用量设计结果

3.3 注入参数设计

3.3.1 注入速度与压力

为保证示踪剂能够准确反映注水情况，其注入量尽量与注水速度保持一致，即B05井第三防砂段注入速度为11.7 m3/h，第四防砂段注入速度为3.7 m3/h，第六防砂段注入速度为2.9 m3/h。结合各井的注入压力，控制示踪剂注入压力小于10 MPa。

3.3.2 注入时间

由于部分油井与注水井井距小于300 m，且含水率较高部分井大于80%，存在见剂较快的可能，按标准规定，该类井组示踪剂注入时间应大于12 h。

3.3.3 注入段塞设计

向每个防砂层段挤入对应的示踪剂后，注入顶替水进行段塞，通过清洗液(注入水)清洗配液罐、注剂流程，避免污染，注入量10 m3，速度与示踪剂保持一致。

3.4 注入程序

(1) B05井停注水，钢丝作业关闭第二、三、四、五防砂段对应的配水器水嘴；(2)连接示踪剂注入管线，试压10 MPa×10 min，向第六防砂段注入示踪剂2,6-FBA共35 m3，保证示踪剂充分溶解，注入排量2.9 m3/h，注入时间12 h；(3)注入顶替水10 m3，工作液注入过程中检测流量和压力参数；(4)钢丝作业对第四、第三防砂段依次换层，分别以3.7 m3/h排量注入示踪剂2,3,4,5-FBA共44 m3至第四防砂段；11.7 m3/h排量注入示踪剂2-FBA共140 m3至第三防砂段，注入时间均为12 h，后顶替段塞10 m3；(5)拆卸注剂管线，钢丝作业打开各防砂段配水器水嘴，恢复原井注水状态。

3.5 样品采集及检测

(1)投加示踪剂前3天，每天测各监测井的示踪剂本底浓度一次；(2)开始注入示踪剂溶液起一周内，每天在各监测油井取水样两次，进行油水分离，将水样标注贮存后及时返回陆地实验室进行检测；(3)一周后，降低取样频率，每天取样一次，取样瓶做好标记；(4)若产出液现场脱水困难，将产出液标注贮存后返回陆地实验室进行脱水检测；(5)根据检测数据，绘制示踪剂产出曲线。示踪剂产出曲线上峰值回到本底浓度时，即可停止取样检测[3]；(7)此次监测周期设计为4～5个月。

4 结语

(1)严格按照筛选原则，参考海上油田化学示踪剂注入及检测规范及水驱油田井间示踪技术规范进行筛选试验；(2)针对目标井组示踪剂监测目的及整体工艺设计思路，搜集油藏数据进行药剂用量设计，同时进行注入速度、压力、时间、段塞等参数设计；(3)根据测试要求，确定取样频率，进行井口取样，脱水过滤，进行标注储存，通过平行样检测、备样检测、盲样检测等质控手段进行实验室检测；(4)对于示踪剂分层施工，需要保证管柱结构各防砂段隔离且密封良好，以及钢丝作业换层的准确性。