本發(fā)明涉及示蹤劑技術(shù)領(lǐng)域,是一種鹵代醇作為注水化學(xué)示蹤劑在油田中的應(yīng)用。
背景技術(shù):
近年來,隨著三次采油乃至四次采油的快速發(fā)展,為了了解油藏的地質(zhì)構(gòu)造進(jìn)而提高原油采收率,在采油過程中加入示蹤劑已經(jīng)成為必不可少的手段。示蹤技術(shù)即選擇合適的物質(zhì)加入到需要示蹤流體中,通過監(jiān)測采出示蹤劑濃度變化來分析流體運動狀態(tài)規(guī)律的技術(shù)。注水開采原油的方式已經(jīng)成為國內(nèi)外各大油田主要的開采方式,注水化學(xué)示蹤劑具有高靈敏度、本底濃度低、穩(wěn)定性好、配伍性好等特點。
目前油田示蹤劑種類很多,包括水溶化學(xué)示蹤劑、水溶放射性示蹤劑、非放射性同位素示蹤劑、穩(wěn)定同位素示蹤劑,其中放射性示蹤劑因其具有放射性,對技術(shù)和施工人員要求很高,而且容易造成環(huán)境污染,受到很大限制,而同位素示蹤劑雖然具有檢測靈敏度高,污染小等特點,但是其種類少,且檢測費用昂貴。雖然化學(xué)示蹤劑用量大,投入成本高的缺點,但是由于其種類多,在一種示蹤劑本底濃度高時,可以換用另一種示蹤劑,而且檢測費用低,方法比較成熟,是當(dāng)今油田示蹤的主要方式。
由于長期的注水開發(fā),大部分水驅(qū)采油水淹嚴(yán)重,測定殘余油飽和度對于水淹嚴(yán)重的老油田來說,可以決定今后的開發(fā)方式,調(diào)整開發(fā)方向,如何確定殘余油飽和度變化,是目前油藏研究的核心問題之一。在殘余油飽和度的計算中,分配系數(shù)需要在實驗室中測得,確定出一套完整的方案精確的測定分配系數(shù)成為計算殘余油飽和度關(guān)鍵。
傳統(tǒng)示蹤劑有一些缺點:(1)檢測靈敏度低,檢出限高,不易于氣相色譜檢測。(2)檢出限高使示蹤劑投放量增大,從而提高了成本。(3)傳統(tǒng)醇類示蹤劑如正丁醇、正戊醇、異戊醇等醇類在投入到井下后容易被細(xì)菌和微生物腐蝕,失去示蹤作用,在示蹤過程中受環(huán)境干擾大。(4)熒光類示蹤劑經(jīng)過長期應(yīng)用本底濃度很高,且在井下受巖層吸附嚴(yán)重,不能準(zhǔn)確進(jìn)行示蹤監(jiān)測。綜上所述傳統(tǒng)示蹤劑已很難滿足油田開采要求;但有關(guān)鹵代醇作為注水化學(xué)示蹤劑在油田中的應(yīng)用在國內(nèi)外均未見有報道,也未檢索到有相關(guān)的文獻(xiàn)。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明提供了一種鹵代醇作為注水化學(xué)示蹤劑在油田中的應(yīng)用,克服了上述現(xiàn)有技術(shù)之不足,其能有效解決傳統(tǒng)示蹤劑已很難滿足油田開采要求,有關(guān)鹵代醇作為注水化學(xué)示蹤劑在油田中的應(yīng)用在國內(nèi)外均未見有報道的問題。
本發(fā)明的技術(shù)方案是通過以下措施來實現(xiàn)的:一種鹵代醇作為注水化學(xué)示蹤劑在油田中的應(yīng)用。
下面是對上述發(fā)明技術(shù)方案的進(jìn)一步優(yōu)化或/和改進(jìn):
上述鹵代醇為4-氯苯甲醇或2,3,5,6-四氟苯甲醇或2-溴乙醇。
本發(fā)明首次公開了鹵代醇作為注水化學(xué)示蹤劑在油田中的應(yīng)用;4-氯苯甲醇、2,3,5,6-四氟苯甲醇和2-溴乙醇具有靈敏度高、檢出限低和穩(wěn)定性好的特點,2-溴乙醇能夠與4-氯苯甲醇和2,3,5,6-四氟苯甲醇中的一種配合使用,不僅可以監(jiān)測油藏分布和油層運動情況,而且可以測定井下殘余油飽和度;同時4-氯苯甲醇、2,3,5,6-四氟苯甲醇和2-溴乙醇較傳統(tǒng)醇類示蹤劑具有耐細(xì)菌和微生物侵蝕、投入量小和抗干擾小,大大減少了投放量,降低了生產(chǎn)成本,能夠很好的應(yīng)用于油田注水化學(xué)示蹤劑的示蹤檢測。
附圖說明
附圖1為鹵代醇作為注水化學(xué)示蹤劑與傳統(tǒng)示蹤劑正丁醇穩(wěn)定性對比圖。
附圖2為實施例4中B-3井中2-溴乙醇和4-氯苯甲醇示蹤劑濃度隨產(chǎn)出時間的變化曲線圖。
附圖3為實施例4中B-5井中2-溴乙醇和4-氯苯甲醇示蹤劑濃度隨產(chǎn)出時間的變化曲線圖。
附圖4為實施例5中D-1井中2-溴乙醇和2,3,5,6-四氟苯甲醇示蹤劑濃度隨產(chǎn)出時間的變化曲線圖。
附圖5為實施例5中D-3井中2-溴乙醇和2,3,5,6-四氟苯甲醇示蹤劑濃度隨產(chǎn)出時間的變化曲線圖。
附圖6為實施例5中D-5井中2-溴乙醇和2,3,5,6-四氟苯甲醇示蹤劑濃度隨產(chǎn)出時間的變化曲線圖。
附圖7為實施例6中C-2-1井中2-溴乙醇和4-氯苯甲醇示蹤劑濃度隨產(chǎn)出時間的變化曲線圖。
附圖8為實施例6中C-2-2井中2-溴乙醇和4-氯苯甲醇示蹤劑濃度隨產(chǎn)出時間的變化曲線圖。
具體實施方式
本發(fā)明不受下述實施例的限制,可根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案與實際情況來確定具體的實施方式。
實施例1,該鹵代醇作為注水化學(xué)示蹤劑在油田中的應(yīng)用。
實施例2,作為上述實施例的優(yōu)化,鹵代醇為4-氯苯甲醇或2,3,5,6-四氟苯甲醇或2-溴乙醇。2-溴乙醇與4-氯苯甲醇配合使用時,2-溴乙醇與4-氯苯甲醇的質(zhì)量比為6至8:9至11。2-溴乙醇與2,3,5,6-四氟苯甲醇配合使用時,2-溴乙醇與2,3,5,6-四氟苯甲醇的質(zhì)量比為80至92:95至105。
該鹵代醇作為注水化學(xué)示蹤劑在油田中的應(yīng)用通過以下實驗進(jìn)行檢測:
1.該鹵代醇作為注水化學(xué)示蹤劑的氣相色譜檢測方法條件,所用儀器為氣相色譜儀ECD檢測器。其中色譜柱:DB-5或同類型的色譜柱;分流比:1:10;載氣:氮氣;檢測器溫度:300℃;流量1.5ml/min;柱箱溫度:初始80℃,然后以10℃/min升溫到230℃;進(jìn)樣量:1μL。
2.該鹵代醇作為注水化學(xué)示蹤劑的穩(wěn)定性實驗,分別配制10mg/L的4-氯苯甲醇水溶液,5mg/L的2,3,5,6-四氟苯甲醇水溶液,7mg/L的2-溴乙醇水溶液和2.5mg/L的正丁醇水溶液,靜置30天,期間定期采用氣相色譜儀測定其響應(yīng)峰面積并計算其濃度,通過示蹤劑濃度的變化評價其穩(wěn)定性。鹵代醇作為注水化學(xué)示蹤劑與傳統(tǒng)示蹤劑正丁醇穩(wěn)定性對比圖見圖1所示,從圖1可以看出,本發(fā)明4-氯苯甲醇、2,3,5,6-四氟苯甲醇和2-溴乙醇的穩(wěn)定性均符合要求,相對標(biāo)準(zhǔn)偏差RSD值小于2%,且本發(fā)明中4-氯苯甲醇、2,3,5,6-四氟苯甲醇和2-溴乙醇的穩(wěn)定性大大優(yōu)于傳統(tǒng)示蹤劑正丁醇的穩(wěn)定性。
3.該鹵代醇作為注水化學(xué)示蹤劑的配伍性實驗,將油田水用0.45μm過濾膜過濾,控制溫度為地層溫度,將濃度均為10mg/L的4-氯苯甲醇水溶液、2,3,5,6-四氟苯甲醇水溶液和2-溴乙醇水溶液分別跟油田水等體積混合,檢測混合液透光率,透光率應(yīng)大于90%;通過檢測結(jié)果顯示,本發(fā)明4-氯苯甲醇、2,3,5,6-四氟苯甲醇和2-溴乙醇的透光率均為98%以上,符合檢測標(biāo)準(zhǔn)。
4.該鹵代醇作為注水化學(xué)示蹤劑的最低檢出限實驗,將4-氯苯甲醇、2,3,5,6-四氟苯甲醇和2-溴乙醇分別配制成1000mg/L的水溶液,將三個濃度的溶液以10倍為步長進(jìn)行逐級稀釋。將各逐級稀釋的樣品經(jīng)氣相色譜檢測,當(dāng)信號值小于3倍基線噪聲時的濃度,即為所檢測氣體示蹤劑的方法檢出限。通過檢測結(jié)果顯示,本發(fā)明4-氯苯甲醇、2,3,5,6-四氟苯甲醇和2-溴乙醇的最低檢出限均為10-2mg/L。
5.該鹵代醇作為注水化學(xué)示蹤劑的吸附性實驗,分別將4-氯苯甲醇、2,3,5,6-四氟苯甲醇和2-溴乙醇分別配制成適宜濃度的水溶液,測定其濃度,記為C0,稱取巖樣40g,打散至自然粒徑,分別按1:3(質(zhì)量比)加入上述示蹤劑水溶液,攪拌均勻,密封瓶口,在地層溫度下震蕩48h,離心,過濾,分析濃度,記為C1,求出C1/C0的值。再稱取巖樣40g,按巖樣與原油2:1的質(zhì)量比加入20g原油,按1:3(質(zhì)量比)加入上述示蹤劑溶液,攪拌均勻,密封瓶口,在地層溫度下震蕩48h,離心,過濾,分析濃度,記為C1,求出C1/C0的值。結(jié)果顯示2-溴乙醇的C1/C0的值為0.99,4-氯苯甲醇的C1/C0值為0.96,2,3,5,6-四氟苯甲醇的C1/C0值為0.97,三種示蹤劑與巖樣混合后的C1/C0的值都大于0.8,符合示蹤劑標(biāo)準(zhǔn)要求。與原油和巖樣混合實驗結(jié)果顯示2-溴乙醇的C1/C0的值為0.98,4-氯苯甲醇的C1/C0值為0.6,2,3,5,6-四氟苯甲醇的C1/C0值為0.65,2-溴乙醇為非分配型示蹤劑,4-氯苯甲醇和2,3,5,6-四氟苯甲醇為分配型示蹤劑。
6.該鹵代醇作為注水化學(xué)示蹤劑間干擾實驗,將濃度均為10mg/L的4-氯苯甲醇水溶液、2,3,5,6-四氟苯甲醇水溶液和2-溴乙醇水溶液在地層溫度下等體積混合,色譜進(jìn)樣,發(fā)現(xiàn)幾種示蹤劑間無干擾,色譜峰可以很好的區(qū)分開。且配制好的水溶液透光率均為98%以上,符合標(biāo)準(zhǔn)。上述實驗按國標(biāo)SY/T5925-2012《油田注水化學(xué)示蹤劑的選擇方法》的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。
7.該鹵代醇作為注水化學(xué)示蹤劑的分配系數(shù)測定實驗,模擬油田井下環(huán)境,設(shè)定井下溫度、壓力、組分等條件,采用靜置平衡容器法,在可以控溫的壓力反應(yīng)釜中加入油水體積比為1:1的原油和分配型示蹤劑4-氯苯甲醇或2,3,5,6-四氟苯甲醇,連續(xù)攪拌加快平衡,5天后等到示蹤劑在水相和原油中達(dá)到平衡后,取油水混合樣品中的水,用0.45μm過濾膜過濾掉水樣中油滴,然后色譜進(jìn)樣,最后通過計算分析得到分配系數(shù)K值。實驗過程中采用內(nèi)標(biāo)法,內(nèi)標(biāo)物為三氯丙醇。分配系數(shù)測定中需要用到的公式如下,引用楊二龍等(楊二龍,陳彩云,宋考平等.大慶油田南二區(qū)試驗區(qū)井間示蹤劑篩選[J].油田化學(xué).2007.24(1):12-16)測定分配系數(shù)的公式:
K=(C0/C1-1)×VW/V0 (1)
(1)式中C0為示蹤劑投放前的初始濃度,mg/L;C1為示蹤劑在平衡時測定的濃度,mg/L;VW為水相的體積,L;VO為油相的體積,L。
計算油田投入量Brigham-Smith公式為:
(2)式中mT為示蹤劑用量,t;H為油層厚度,m;φ為油層孔隙度,量綱1,Sw為含水飽和度,量綱1;Cp為設(shè)計采出濃度峰值,mg/L;α為分散常數(shù),一般情況下取值為0.015;L為井距,m。
實施例3,在塔里木油田A區(qū)進(jìn)行示蹤監(jiān)測,經(jīng)過多年開采已經(jīng)進(jìn)入高含水階段,地層中油水分布十分復(fù)雜,砂巖厚度7.2m,有效厚度6.4m,由兩個正韻律油層疊加而成,巖芯水洗剖面上表現(xiàn)為兩段水淹;投產(chǎn)初期日產(chǎn)油17t,滲透率降低,一般為500×10-3μm2至2000×10-3μm2,投入2-溴乙醇作為非分配型示蹤劑,傳統(tǒng)示蹤劑正丁醇作為分配型示蹤劑,兩種示蹤劑配合使用進(jìn)行測井,監(jiān)測井間連通性,波及面積和殘余油飽和度等參數(shù)。
將100Kg的2-溴乙醇和1.7t的正丁醇分別配成水溶液從生產(chǎn)井投入到井下,通過在生產(chǎn)井監(jiān)測取樣進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)2-溴乙醇在20天時率先突破,正丁醇在27天突破,然后計算得到這兩口井間的殘余油飽和度為41%,可以很好的完成示蹤監(jiān)測。
通過實施例3可以看出傳統(tǒng)示蹤劑正丁醇在用于測定殘余油飽和度時,由于投放量大,投入時間長,所以會對示蹤作業(yè)產(chǎn)生一些誤差,而且投入量太大也會造成成本升高,且正丁醇在投放時為了防止井下微生物分解,需要對井下進(jìn)行抑菌的前處理,過程比較繁瑣;2-溴乙醇作為非分配型示蹤劑,投入量少,而且不受井下微生物干擾,適合作為注水化學(xué)示蹤劑在油田中進(jìn)行示蹤檢測。
實施例4,吐哈油田是一個注水開發(fā)的油田,該油田的B區(qū)塊有生產(chǎn)井10口,B-1為注入井,其中9口為生產(chǎn)井,分別為B-2、B-3、B-4、B-5、B-6、B-7、B-8、B-9、B-10。該油田的油藏溫度為50℃,油藏壓力為12MPa,含蠟質(zhì)26.9%,密度0.8551g/cm3,黏度140mPa.s,投放70Kg的2-溴乙醇和80Kg的4-氯苯甲醇示蹤劑,油層深度1050m左右,保持7MPa左右,將2-溴乙醇和4-氯苯甲醇示配成水溶液注入,然后再注水,讓水驅(qū)動示蹤劑和原油向生產(chǎn)井運動。
油田采用水驅(qū)采油方式進(jìn)行開發(fā),為了研究殘余油飽和度,投入的2-溴乙醇為非分配型示蹤劑,4-氯苯甲醇示蹤劑為分配型示蹤劑,在生產(chǎn)井進(jìn)行取樣,每2天取樣一次,監(jiān)測兩種示蹤劑的到達(dá)時間和隨著時間的延長示蹤劑濃度變化情況。B-3井在第30天,非分配型示蹤劑2-溴乙醇從生產(chǎn)井中突破,之后濃度不斷升高,在55天時濃度達(dá)到峰值0.45mg/L,之后又不斷降低,直到80天檢測不到示蹤劑2-溴乙醇;分配型示蹤劑4-氯苯甲醇是在第40天從生產(chǎn)井中突破,然后濃度升高,到第48天時達(dá)到峰值0.245mg/L,之后濃度不斷降低,在第76天時基本檢測不到示蹤劑了,示蹤完成。實施例4中B-3井中2-溴乙醇和4-氯苯甲醇示蹤劑濃度隨產(chǎn)出時間的變化曲線圖見圖2;實施例4中B-5井中2-溴乙醇和4-氯苯甲醇示蹤劑濃度隨產(chǎn)出時間的變化曲線圖見圖3;從圖2和圖3可以看出井下連通性很好,有個主峰,說明井下通道只有一條。通過對產(chǎn)出曲線分析確定出2-溴乙醇和4-氯苯甲醇示蹤劑的駐留時間,并通過實驗室得到的分配系數(shù)K值綜合計算得出,B-1到B-3井間示蹤測得的殘余油飽和度最高為40%,B-1到B-5井間示蹤測得的殘余油飽和度最低為38.5%,同一塊區(qū)域測定的結(jié)果的偏差跟不同區(qū)塊地質(zhì)情況有關(guān)。
該油田采用2-溴乙醇和4-氯苯甲醇的示蹤組合,不僅達(dá)到了示蹤操作目的,而且通過加入分配型示蹤劑4-氯苯甲醇,同時測定了油田的殘余油飽和度,為下一步設(shè)計開采方案提供了參考;鹵代醇示蹤劑2-溴乙醇和4-氯苯甲醇由于其具有抗細(xì)菌和微生物腐蝕的優(yōu)點,在示蹤劑注井時就可以省略掉向井下注入氫氧化鈉和甲醛等溶液來滅菌的步驟,使施工更簡便,而且檢出限低,大大減少了投放量,降低了生產(chǎn)成本。
實施例5,塔里木油田C區(qū)從70年代開始注水生產(chǎn),目前進(jìn)入高含水開發(fā)階段,含水高達(dá)90%以上,采出程度45%,由于含水率得不到控制,原油產(chǎn)量不穩(wěn)定,為了進(jìn)一步了解井下連通、非均質(zhì)情況及殘余油飽和度分布,將80Kg的2-溴乙醇和115Kg的2,3,5,6-四氟苯甲醇配成水溶液,在C-1和C-2兩口井投入,進(jìn)行井間殘余油飽和度測定工作。
兩口井組,共有5口監(jiān)測井,經(jīng)過6個月的監(jiān)測,有3口井見到示蹤劑,注入井為C-1井,采出井為D-1井見示蹤劑時間為68天,水驅(qū)速度1.6m/d,采出井為D-3井見示蹤劑時間為75天,水驅(qū)速度1.4m/d。注入井為C-2井,采出井為D-5井見示蹤劑時間為70天,水驅(qū)速度為1.5m/d。井水驅(qū)速度最快,可能存在高滲透條帶與低滲透地層連通,使示蹤劑過早突破,在油田施工中應(yīng)采取相應(yīng)的辦法,提高采油率。實施例5中D-1井中2-溴乙醇和2,3,5,6-四氟苯甲醇示蹤劑濃度隨產(chǎn)出時間的變化曲線圖見圖4;實施例5中D-3井中2-溴乙醇和2,3,5,6-四氟苯甲醇示蹤劑濃度隨產(chǎn)出時間的變化曲線圖見圖5;實施例5中D-5井中2-溴乙醇和2,3,5,6-四氟苯甲醇示蹤劑濃度隨產(chǎn)出時間的變化曲線圖見圖6;從圖4、圖5和圖6可以看出,圖4和圖5分別都有2個峰,說明各井下有兩個通道,井間連通性好,圖6僅有一個峰說明井下僅有一個通道。
通過監(jiān)測數(shù)據(jù)計算殘余油飽和度,C-1井組周邊殘余油飽和度在25%左右,C-2井組周邊殘余油飽和度在28%左右,雖然在實際操作和測量中會有一些誤差,但是塔里木油田C區(qū)殘余油飽和度大致在25%到28%這個范圍附近,測定出殘余油飽和度后,油田采取了一些措施,如調(diào)剖堵水高滲層,產(chǎn)油量得到上升,含水率變穩(wěn)定,產(chǎn)油量從10.1m3/d上升到15.2m3/d。通過井間2-溴乙醇和2,3,5,6-四氟苯甲醇示蹤劑的示蹤監(jiān)測并測定殘余油飽和度的技術(shù),并進(jìn)行了注水井調(diào)剖、油井提液和打調(diào)整井等措施,提高了產(chǎn)油率,殘余油飽和度的測定為老油田開發(fā)中后期施工方案的調(diào)整及三次采油方案的制定提供了可靠的依據(jù)。
2-溴乙醇和2,3,5,6-四氟苯甲醇的示蹤劑組合在測定殘余油飽和度實際現(xiàn)場施工中發(fā)揮了很好效果,是一種性能優(yōu)良的分配型示蹤劑。
實施例6,吐哈油田F區(qū)塊面積20km2,地質(zhì)儲量2300×104t,標(biāo)定采收率25%,井組位于構(gòu)造破碎帶上,儲層非均質(zhì)嚴(yán)重,開發(fā)效果較差,針對這種情況采取示蹤技術(shù)對該區(qū)塊油田進(jìn)行監(jiān)測,希望通過示蹤監(jiān)測得到的結(jié)果做出相應(yīng)的穩(wěn)油控水措施,并且測定目前井下殘余油飽和度參數(shù)。
2-溴乙醇做為非分配型示蹤劑,4-氯苯甲醇作為分配型示蹤劑在油田中應(yīng)用,C-1井為注入井,C-2-1井和C-2-2井為生產(chǎn)井,將100Kg 2-溴乙醇和114Kg 4-氯苯甲醇分別配成水溶液,從C-1井為注入,經(jīng)過150天示蹤監(jiān)測,2口生產(chǎn)井都發(fā)現(xiàn)了示蹤劑,通過對產(chǎn)出濃度的曲線擬合,發(fā)現(xiàn)存在多個峰值,井間可能存在水竄通道。
通過測定發(fā)現(xiàn)C-2-1井殘余油飽和度為40%,相比于C-2-2井要高些,分析原因是C-2-1井的非均質(zhì)系數(shù)較小,注水波及率相對較高,使殘余油飽和度數(shù)值較大;C-2-2井由于有均質(zhì)高滲透層,突破速度快,采取了調(diào)剖堵水的措施,通過采取相應(yīng)措施,該井的采收率變得穩(wěn)定;實施例6中C-2-1井中2-溴乙醇和4-氯苯甲醇示蹤劑濃度隨產(chǎn)出時間的變化曲線圖見圖7;實施例6中C-2-2井中2-溴乙醇和4-氯苯甲醇示蹤劑濃度隨產(chǎn)出時間的變化曲線圖見圖8;從圖7和圖8可以看出,圖7和圖8中有多個峰,說明C-2-1井和C-2-2井的井下通道復(fù)雜,成網(wǎng)狀分布,所以在監(jiān)測中示蹤劑會有滯后情況。
綜上所述,本發(fā)明首次公開了鹵代醇作為注水化學(xué)示蹤劑在油田中的應(yīng)用;4-氯苯甲醇、2,3,5,6-四氟苯甲醇和2-溴乙醇具有靈敏度高、檢出限低和穩(wěn)定性好的特點,2-溴乙醇能夠與4-氯苯甲醇和2,3,5,6-四氟苯甲醇中的一種配合使用,不僅可以監(jiān)測油藏分布和油層運動情況,而且可以測定井下殘余油飽和度;同時4-氯苯甲醇、2,3,5,6-四氟苯甲醇和2-溴乙醇較傳統(tǒng)醇類示蹤劑具有耐細(xì)菌和微生物侵蝕、投入量小和抗干擾小,大大減少了投放量,降低了生產(chǎn)成本,能夠很好的應(yīng)用于油田注水化學(xué)示蹤劑的示蹤檢測。
以上技術(shù)特征構(gòu)成了本發(fā)明的實施例,其具有較強的適應(yīng)性和實施效果,可根據(jù)實際需要增減非必要的技術(shù)特征,來滿足不同情況的需求。