微量物质示踪剂监测技术在J井区的应用

2021-11-10梁文杰刘之的刘洪壮张程晨

重庆科技学院学报（自然科学版） 2021年5期

关键词：示踪剂渗透率峰值

梁文杰刘之的刘洪壮温柔李栋张程晨

(1. 西安石油大学地球科学与工程学院，西安 710000；2. 陕西省油气成藏地质学重点实验室，西安 710000；3. 中国石油集团测井有限公司生产测井中心，西安 710077)

上世纪80年代，井间示踪剂技术伴随着三次采油技术的进步而得以快速发展[1]。刘同敬等人较早提出了井间示踪监测半解析方法体系[2]，随后李明又提出了综合解释技术的原理和方法[3]。

1 示踪剂筛选及用量设计

1.1 示踪剂筛选原则

表1 J1井组示踪剂类型选择

1.2 示踪剂用量及取样

示踪剂用量由所投放地层的非均质性、井距、厚度、孔隙度、含水饱和度、井网外及层间的稀释作用、地层表面吸附等决定。通过多年研究及大量矿场实验发现，“最大稀释体积法”是较为合适微量物质示踪剂的用量计算方法[10]。监测层的体积和分析方法的最低检测限度和灵敏度决定微量物质示踪剂用量[11-12]。其计算方法为[13-14]：

V=πR2HφSw

(1)

A=μVMDJ

(2)

式中：V为最大稀释体积，m3；H为砂体有效厚度，m；R为平均井距，m；φ为监测层按油层厚度加权平均计算的孔隙度，f；Sw为监测层平均含水饱和度，f；A为示踪剂用量，kg；μ为经验保障系数，无因次；MDJ为检测极限。

本次监测共设计取样监测采油井16口，均能进行正常取样测试。根据监测区域地质条件、开发状况，监测井组的注采井距范围295.22～790.93 m，油井近期含水变化趋势正常，注入水推进应该比较均匀，注入水可能会在极短时间内窜流突破，对监测井进行初次取样拟定在示踪剂注入24 h后，随后30 d 内每天取样1次，监测地层存在裂缝或高渗流通道的可能性；示踪剂注入30 d后，每2 d取样1次，直到通知停止取样。2019年8月19日至2019年11月18日为取样时长范围，取样时间总跨度92 d，示踪剂注入工艺参数见表2。

表2 示踪剂注入工艺参数

2 示踪剂应用

2.1 井组情况

2.2 井组示踪剂连通性分析

将同一层位的同一种示踪剂的产出动态情况通过表格进行对比，示踪剂浓度曲线有明显幅度波动趋势时，即确定为见剂井[17]。J1井区各监测井见剂井示踪剂产出动态情况见表3。

表3 见剂井示踪剂产出动态情况

示踪剂Yb见剂突破时间最短7 d，最长19 d，见剂持续时间最短12 d，最长35 d，波峰的中部多数情况为峰值位置，示踪剂浓度峰值在(0.70～1.86) ng/mL波动，表示示踪剂Yb的波及通道类型较为丰富。

示踪剂Er见剂突破时间最短7 d，最长47 d，见剂持续时间最短9 d，最长22 d，波峰的中部多数情况为峰值位置，示踪剂浓度峰值在(0.44～0.70)ng/mL波动，表示示踪剂Er的波及通道类型较为丰富。

2.3 示踪剂推进速度分析

表4 J1井组油井动态监测情况表

图1 J1井组长层(Yb)与长层(Er)注入水玫瑰图

图2 J1井水线前缘推进速度与方向示意图

2.4 渗流通道特征分析

示踪剂浓度原始曲线与拟合曲线的符合程度与模型中的地层参数分布于实际情况的差异性相关，原始与拟合浓度曲线符合程度越高，物理模型与地层实际情况的差异性就越小[19]。一般地，示踪剂产出曲线的浓度峰值随着监测井区各注采井所在层位的厚度和渗透率差异而出现波动，微裂缝或高渗条带是示踪剂突破监测区油井的关键，当示踪剂随注入水进入这些区域就会出现浓度峰值。通常，峰值个数即为高渗透条带或微裂缝个数。注入水沿裂缝或高渗透条带的特征在示踪剂浓度曲线表现为示踪剂产出轨迹明朗，波峰多并且峰形清晰，峰值突出，持续时间较短，浓度曲线相对平滑[20]。J5井示踪剂Yb产出浓度曲线见图3和J6井示踪剂Er产出浓度曲线见图4。计算得到的地层参数与地层实际情况的相符合程度同原始曲线与拟合曲线的相符合程度呈正相关。

图3 J5井示踪剂Yb产出浓度曲线

图4 J6井示踪剂Er产出浓度曲线

2.5 非均质性分析

表5 水驱速度非均质性分层评价

注采井间示踪剂产出通道的渗透率参数见表6，可以看出产出通道对应层位的平均渗透率远大于监测区域的基岩渗透率，因此判定J1井区注采井间的主要连通通道为裂缝和高渗透条带。综合表5、表6和表7对主流通道的推进速度、等效厚度和渗透率的评价分析可得出，井组内部主流通道渗透率差异性明显，对应注采井间水驱速度较快，层间有很强的非均质性，层内非均质矛盾突出。