油田示蹤劑技術及應用

摘要：介紹了目前油田常用示蹤劑的類型、篩選標準、方案設計及結果監測。根據實際生產需要，在茅山油田帥垛區塊開展了井間示蹤劑試驗研究，根據監測結果得出了一些結論。

關鍵詞：示蹤劑;篩選標準;方案設計;結果監測;試驗研究

示蹤劑是指能隨流體流動，指示流體的存在、運動方向和運動速度的化學藥劑[1]。

油田注水示蹤技術是現場生產測試技術之一，其原理是從注入井注入示蹤劑，然后按一定的取樣規定在周圍產出井取樣，監測其產出情況，對樣品進行分析，得出示蹤劑產出曲線，然后進行擬合，反應注水開發過程中油水井的連通情況，掌握注入水的推進方向、驅替速度、波及面積以及儲層非均質性和剩余油飽和度分布等，從而指導油井開采的設計和油田開發后期的調整[2]。

一、示蹤劑簡介

目前，注水開發是國內外油田開采的主要方式，示蹤劑應用具有廣闊的前景。其物理化學特性及與油層巖石和流體的相互作用程度，將直接影響示蹤劑的流動特性。因此選擇出適合本油田示蹤測試的示蹤劑，是井間示蹤測試的重要環節。

（一）示蹤劑的類型

綜合文獻報道，目前使用的示蹤跡可以分為五種類型：水溶性化學示蹤劑、水溶性放射性示蹤劑、氣體示蹤劑、非放射性同位素示蹤劑、穩定同位素示蹤劑。

油田上水溶性化學示蹤劑應用最為廣泛，如硫氰酸銨、硝酸鹽、碘化鉀、溴化鈉等。這些都是比較容易得到的，分析也比較簡單，但是有些油田油層流體中常含有高濃度的氯和溴，而硝酸鹽常常受到細菌和油層還原環境的影響而發生分解，因此，在使用時，一定要注意油田的具體條件。

對于水驅開發油田的示蹤劑，硫氰酸銨和氚水被認為是一種極好的示蹤劑。硫氰酸銨在化學上被稱為類鹵化物，是一種低吸附的示蹤劑，對環境不會造成影響。因此硫氰酸銨在大多數情況下是首選示蹤劑[3]。

（二）示蹤劑的吸附試驗研究

試驗方法是稱取30-50g粉碎巖樣于三角瓶中，按1：3（質量）加入濃度為CO示蹤劑溶液，攪拌均勻，密封瓶口，在地層溫度下，進行老化試驗，測定示蹤劑濃度C，求出C/C0，從而確定其吸附量。

（三）配伍試驗朔究

配伍性試驗地目的是分別檢驗地層水、注入水與示蹤劑混合后是否產生沉淀及其它化學變化。試驗蹤要求對試驗區地層產出水和注入水進行取樣，作為試驗用水，將其與示蹤劑按一定比例比混合，觀察其有無變化，根據變化情況給出定性結論。

二、示蹤劑用量設計

示蹤劑的用量取決于所監測井組的井距、孔隙度、地層的油水飽和度、示蹤劑在地層中巖石表面地吸附量、地層的非均質性和井網外浸入水的稀釋效應等。由 Brighm-Smith于1965年以五點井網和上述假設推導出經驗公式，對示蹤劑的最大用量進行近似計算：G=1.44×10-2×h×φ×Sw×CP×α0.265×L1.735

三、示蹤劑采出曲線的監測

示蹤劑采出曲線的監測是井間示蹤測試的重要環節，是井間示蹤測試結果解釋的依據，它直接關系到能否正確解釋井間示蹤結果。采樣方法和注意事項總結如下。

（1）提前7天檢測被監測井水樣的背景濃度。

（2）示蹤劑注入完成后，從第二天開始對油井的產出水進行跟蹤檢測，初期每天取樣二次，檢出示蹤劑后，加密為每4小時檢測一次。7天后沒有示蹤劑出現，改每天取樣一次，直至示蹤劑出現時改每天3-4個樣。

（3）檢測結果應包括：示蹤劑出現時間峰值大小及發生次數等。

四、硫氰酸鹽類示蹤劑油田區塊X井組現場應用實例

（一）試驗目的

X井組動態上反映X-1見效周期為22天（距離X井280米），X-2井見效周期70天（距離X井 175米），為驗證井組注采關系，為動態分析提供依據，華東分公司決定在在X井組X-1井進行注入示綜劑進行試驗，并及時準確的在2口高含水生產井中檢測注入示蹤劑濃度，另外X-2、X-3、X-4井如含水上升也進行示蹤劑濃度檢測，開展井間示蹤劑試驗研究。

X-1井于2016年12月11日轉注，至2018年2月累計注水14870m。注水壓力及其它參數見表2。

（-）X井組開發簡況

油田位于江蘇省北部，儲層巖性以細砂巖、粉砂巖為主，油藏類型以構造一巖性油藏，戴南組一段Ⅰ、Ⅱ油組為主要含油層位，油藏埋深2320～2400米。Ⅱ砂組的砂體分布在上下兩個砂組的中間泥巖段中，鉆遇油層厚度2.2-6.6m。Ⅰ砂組鉆遇砂體1-3個，含油小層為1小層，鉆遇油層厚度3.0-4.lm。

X-1井于2016年12月轉注，形成該井組1注5采的注采井網。2017年1月X-2井液面液量均顯著上漲，呈受效趨勢，2017年2月帥X-3井液面液量均顯著上漲，呈受效趨勢，兩口受效并增油效果顯著。2017年7月帥X-3井含水上升，目前含水已達94%，2017年9月X-2井含水也開始上升，目前含水已達67%。井組其余油井未見明顯受效跡象。

（三）示蹤劑檢測結果

X井組示蹤劑檢測結果如圖1：

（四）結果解釋

X-1井2018.3.8啟注示蹤劑，注入約85天后X-2井檢測到示蹤劑，約130天后X-3井檢測到示蹤劑，X-4約180天未檢測到示蹤劑。從檢測結果看X-2及X-3為X-1井水驅受效井，X-4井受效緩慢或兩井之間不連通。

五、結論

硫氰酸鹽類示蹤劑在現場應用效果較好，化學穩定性、物理穩定性及生物穩定性能夠滿足試驗需求，在地層中背景濃度低且具有易檢出、靈敏度高、無毒、安全、來源廣、成本低的優點，適宜在其他區塊推廣應用。

參考文獻：

[1]孫強，周海燕等.窄河道普通稠油油藏見水規律研究[J].油氣藏評價與開發，2019，9（2）：21-24.

[2]王先榮.微量物質井間示蹤技術在油田監測中的應用[J].小型油氣藏，2005，10（3）;33-34.

[3]吳迪等.同位素示蹤在油田注水調整中的應用[J].同位素，2003，16（1）：19-22.

作者簡介：宗國紅（1987-），女，助理工程師，2009年畢業于合肥工業大學應用化學專業，一直從事油田化學及實驗室化驗工作。