用於油田監測中的常量物質示蹤劑及該示蹤劑在油藏動態監測中的使用方法
2023-05-07 21:08:06 2
專利名稱：用於油田監測中的常量物質示蹤劑及該示蹤劑在油藏動態監測中的使用方法
技術領域：
本發明涉及用於油田監測中的常量物質示蹤劑及該示蹤劑在油藏動態監測中的使用方法。
背景技術：
國內外油田用於井間測試的示蹤劑技術近年來取得長足的發展，50年代主要化學示蹤劑有四種無機鹽類，染料，滷代烴和醇類，採用氣相色譜檢測法分析，用量大，穩定性差；70年代發展放射性同位素示蹤劑，主要是利用該放射性同位素示蹤劑放出β射線後含氘化合物，該示蹤劑用量少，檢測靈敏度高，與地層配伍性好，但具有放射性，汙染環境；80年代發展非放射性穩定同位素示蹤劑技術，避免了放射性，但由於示蹤劑品種少，測試需要通過原子反應堆激活，測試工藝複雜，費用高。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是克服現有技術的缺點，提供用於油田監測中的常量物質示蹤劑及該示蹤劑在油藏動態監測中的使用方法，更具體地說，提供了17種示蹤劑，並利用示蹤模擬軟體，形成完整的示蹤測試技術。所用的示蹤模擬軟體已由他人在其他文獻中公開了，此處不再敘述。
本發明通過是以下技術方案實現的一種用於油田監測過程中的常量物質示蹤劑，其特徵在於上述示蹤劑是鑭系元素，所述鑭系元素是鑭La、鈰Ce、鐠Pr、釹Nd、鉕Pm、釤Sm、銪Eu、釓Gd、鋱Tb、鏑Dy、鈥Ho、鉺Er、銩Tm、鐿Yb、鑥Lu及鈧Sc和釔Y共計17種元素中的任一種或多種。
如以上所述的常量物質示蹤劑，其特徵在於上述17種元素中的任一種或多種用作油田示蹤劑是將上述17種元素分別合成其水溶性絡合物。
如以上所述的常量物質示蹤劑，其特徵在於上述水溶性絡合物是選自該油田地層水中不含的元素或含量很少的元素製成的乙二胺四乙酸EDTA，EDTA鈉鹽，乙二胺羥乙基三乙酸HEDTA，二乙三胺五乙酸DTPA，氨三乙酸NTA和TBP-EDTA體系，P350-EDTA體系中的任一種或多種絡合物。
如以上所述的常量物質示蹤劑，其特徵在於上述EDTA水溶性絡合物中加入EDTA二鈉鹽或EDTA四鈉鹽或EDTA五鈉鹽中的一種或一種以上及掩蔽劑，上述或下述其他水溶性絡合物體系中加入其相應絡合物的鈉鹽。
如以上所述的常量物質示蹤劑，其特徵在於上述水溶性絡合物是選自該油田地層水中不含的元素或含量很少的元素製成TBP，P350中性絡合體系；P204(HDEHP，D2EHPA)酸性絡合體系，P204[C4H9CH(C2H3)CH2O]2P(O)OH，P215[C6H13CH(CH3)O]2P(O)OH，P507，P406和P229；P507及其他酸性磷絡合體系中的任一種或多種。
上述P350和P204等是市場上能買得到的絡合劑，由於其很複雜，因此僅寫出P350和P204等，其他類似的情況，也是如此，就不再一一說明了，實際上它們分別都是一種很複雜的絡合物，特此說明。
如以上所述的常量物質示蹤劑，其特徵在於上述其他酸性磷絡合體系是P507；酸性磷酸脂類或膦酸脂類；上述酸性磷酸脂類或膦酸脂類是(iso-C8H17O)2P(O)OH、(sec-C8H17O)2P(O)OH、i-C8H17PO(OC8H17-i)OH、C6H5P(O)(OC8H17i)OH、cyc-C6H11PO(OC8H17-I)OH、(iso-C8H17)2P(O)OH、(n-C8H17)2P(O)OH、iso-C8H17OP(O)(OH)2、iso-C18H37OP(O)(OH)2、iso-C8H17OP(O)(OH)2、iso-C18H37P(O)(OH)2其中的任一種或多種；如以上所述的常量物質示蹤劑，其特徵在於上述其他酸性磷絡合體系是羥基膦酸類；上述羥基膦酸類是C6H5P(O)(OC8H17n)OH、C6H5P(O)(OC8H17i)OH、C6H5P(O)(OC8H17S)OH、o-CH3C6H4PO(OC8H17n)OH、cyc-C6H11PO(OC8H17n)OH、cyc-C6H11P(O)(OC8H17i)OH、cyc-C6H11P(O)(OC8H17S)OH其中的任一種或多種。
如以上所述的常量物質示蹤劑，其特徵在於上述水溶性絡合物是指包括伯胺N1923的伯胺類RNH2；仲胺類RR』NH；叔胺類RR』R」N；包括N263季銨鹽的季銨鹽類的各種胺類和季銨鹽類中的任一種或多種。
如以上所述的常量物質示蹤劑，其特徵在於上述水溶性絡合物是環烷酸及羥酸類中的任一種或多種。
如以上所述的任一種常量物質示蹤劑的使用方法，其特徵在於動態監測測試技術實施有以下步驟1)油田注入水的產出水進行分析，選擇用於該地層的示蹤劑，上述用於該地層的示蹤劑選自該地層中不含的元素或含量很少的製成的示蹤劑；2)設計實施方案；3)計算加入的示蹤劑用量依據井組最遠井距，儲層厚度，孔隙度，含水率，儀器最低檢測限和地層物性，放大5-100倍，計算並確定示蹤劑用量；4)利用泵車或其他設備在注水井井口加入；5)注入流體相匹配的液體或氣體首先加入3-5米3前置液；6)加入設計的示蹤劑配3-10米3注入液；7)按制定的取樣制度，在監測井取樣，取樣周期為10天至360天或360-460天；8)對樣品進行標準化的處理；9)利用ICP-MS進行對應分析；10)繪製示蹤劑產出曲線；11)利用常規示蹤劑數模軟體進行模擬計算；12)完成綜合分析測試報告。
上述前置液的作用主要是防止各種示蹤劑在地層中的吸附，為了減少各種示蹤劑在地層中的吸附、脫附而造成的損失，並考慮到地層的巖石性，在不同的絡合體系中加入不同的(或相應的)絡合物的鈉鹽和掩蔽劑，例如在EDTA絡合物體系中加入EDTA二鈉鹽或EDTA四鈉鹽或EDTA五鈉鹽中的一種或一種以上及掩蔽劑等。其他的就不再一一敘述了。
本發明設計的示蹤劑共計17種，鑭系元素(鑭La，鈰Ce，鐠Pr，釹Nd，鉕Pm，釤Sm，銪Eu，釓Gd，鋱Tb，鏑Dy，鈥Ho，鉺Er，銩Tm，鐿Yb，鑥Lu)和鈧Sc，釔Y共計17個元素。該17個元素用作油田示蹤劑的特徵在於將上述17種元素合成水溶性絡合物以適應不同油藏的需要。
本發明涉及的絡合劑包括以下六類1)絡合劑體系主要乙二胺四乙酸(EDTA)，EDTA二納，乙二胺羥乙基三乙酸(HEDTA)，二乙三胺五乙酸(DTPA)，氨三乙酸(NTA)和TBP-EDTA體系，P350-EDTA體系。
2)TBP，P350中性綜合體系；3)P204(HDEHP，D2EHPA)酸性絡合體系，P204[C4H9CH(C2H3)CH2O]2P(O)OH，P215[C6H13CH(CH3)O]2P(O)OH，P507，P406和P2294)P507及其他酸性磷絡合體系a)P507；b)酸性磷(膦)酸脂類如(iso-C8H17O)2P(O)OH、(sec-C8H17O)2P(O)OHc)i-C8H17PO(OC8H17-i)OH、C6H5P(O)(OC8H17i)OH、cyc-C6H11PO(OC8H17-I)OH、(iso-C8H17)2P(O)OH、(n-C8H17)2P(O)OH、iso-C8H17OP(O)(OH)2、iso-C18H37OP(O)(OH)2、iso-C8H17OP(O)(OH)2、iso-C18H37P(O)(OH)2等；
d)羥基膦酸類如C6H5P(O)(OC8H17n)OH、C6H5P(O)(OC8H17i)OH、C6H5P(O)(OC8H17S)OH、o-CH3C6H4PO(OC8H17n)OH、cyc-C6H11PO(OC8H17n)OH、cyc-C6H11P(O)(OC8H17i)OH、cyc-C6H11P(O)(OC8H17S)OH等；5)胺和季銨鹽體系a)伯胺RNH2如伯胺N1923；b)仲胺RR』NH；c)叔胺RR』R」N；d)季銨鹽如季銨鹽N263。
6)環烷酸及羥酸類體系。
本發明的示蹤劑的製備方法或合成方法如下原材料稀土氧化物釤(Sm2O3)純度99％上海躍龍有色金屬有限公司生產；絡合劑EDTA(C10H10N2O8)含量≥99.0％濟南華幸化工集團試劑有限公司生產；鹽酸AR北京北化精細化學品有限公司生產；濃氨水AR北京北化精細化學品有限公司生產Sm2O3溶解將50mg Sm2O3放入燒杯(300～500毫升)中用少量水(二次重蒸水)潤溼，再加入鹽酸(1∶1)50～80ml將Sm2O3全部溶解，得SmCl3溶液。
SmCl3溶液蒸乾在電爐上(100V左右)蒸除多餘的鹽酸至淨幹，再加入水100毫升(此時PH值應在3以上)EDTA轉型先將250gEDTA在研體中研成粉末，放進3升燒杯中，用480毫升氨水(28％AR按1∶1)中和，慢慢加入並加以不斷攪拌，再加20毫升鹽酸(1∶1)中和餘下的氨水，溶解完成後先用廣泛PH試紙(1～14)試驗其PH，PH值應在7～8，否則用鹽酸調PH至7～8，最後加入水至2500毫升即可。
SmCl3-EDTA絡合物製備(1)按體積配比1∶1進行(2)由SmCl3需求量稱出EDTA的量，再由EDTA濃度轉換成所需要的EDTA體積數。
(3)操作用盛有SmCl3溶液的滴液漏鬥向盛有EDTA溶液的燒杯(400～800毫升均可)中慢慢滴入並不斷攪拌，SmCl3加完後，混合液PH應在5～7，否則加以調節。然後在水浴保持50℃溫度10分鐘。完成後，放置冷卻至室溫，此溶液存入塑料瓶(500毫升)即可使用。
與現有技術相比，本發明的示蹤劑具有以下有益效果或優點1)無放射性；2)穩定性好；
3)種類多(17種)4)加入量少；5)測量精度高；6)配伍性好；7)測樣快。
通過以上工作，可以取得以下的研究成果1、確定油水井動態特徵2、確定不同層段的注入方向、速度；3、確定注入流體的波及參數；4、確定油層的平面上、縱向上的非均質性；5、確定高滲透通道和裂縫走向；6、確定動用儲量及不同階段油層油水分布；7、計算滲透率；8、研究相應油藏動態特徵和綜合分析。
本發明所提供的示蹤劑近年來在我國大慶油田、遼河油田、華北油田、長慶油田、勝利油田、新疆油田、江蘇油田和中原油田得到廣泛的應用並取得良好的業績。
具體實施例方式
下面結合具體實施方式
對本發明作進一步詳細描述。
實施例1**油田北一、二排井間示蹤監測水/聚驅動態特徵及剩餘油飽和度分布研究。
示蹤測試北1-3-43井組，北1-321-P47井組和北1-330-P44井組共計十種示蹤劑取得的研究成果本實施例中所用示蹤劑如下(其他實施例中所用示蹤劑可參考本實施例中的選用，另外選擇)北1-321-P47 水驅上層段示蹤劑Sm下層段示蹤劑Tb聚合物驅上層段示蹤劑Pr下層段示蹤劑La北1-330-P44 水驅上層段示蹤劑Ho中層段示蹤劑La下層段示蹤劑Nd聚合物驅上層段示蹤劑Lu中層段示蹤劑Sm下層段示蹤劑Er北1-3-43混注示蹤劑Dy取得的研究成果1)分析不同井距條件下的水驅動態特徵；2)分析水/聚兩驅條件下的動態特徵；3)確定水/聚兩驅條件下注入流體的波及體積和範圍；4)確定油層的非均質性；5)確定水/聚兩驅有效動用狀況；6)計算剩餘油飽和度及分布。
實施例2在**油田十三區中分抗鹽聚合物實驗區井間示蹤監測水/聚驅動態特徵及剩餘油分布研究。
在杏13-D2-P39，杏13-22-P38和杏13-D3-P37三井組投加五種示蹤劑取得的研究成果1)確定多期河道切割疊加形成的大面積河道砂在水/聚條件下的連通性；2)河道砂平面非均質性；3)判斷油層內薄夾層在水/聚條件下是否起作用；4)水/聚兩驅動態特徵；5)剩餘油飽和度及分布；6)從監測角度評價杏南油田工業性注聚適應性。
實施例3**油田上烏爾河五三東區4井組示蹤監測使用六種示蹤劑取得的研究成果1)確定油水井小層連通性，水淹層位；2)確定流體推進方向、速度、波及參數；3)確定裂縫走向、大小；4)去頂平面、縱向非均質性；5)了解壓力場分布；6)確定孔道大小，為調剖堵水劑篩選及用量提供參數。
本發明提供的示蹤劑種類多、穩定性好，施工簡單，測試精度高，具有很大的推廣價值，對進一步提高油田開發水平具有重要的意義。
權利要求
1.用於油田監測過程中的常量物質示蹤劑，其特徵在於上述示蹤劑是鑭系元素，所述鑭系元素是鑭La、鈰Ce、鐠Pr、釹Nd、鉕Pm、釤Sm、銪Eu、釓Gd、鋱Tb、鏑Dy、鈥Ho、鉺Er、銩Tm、鐿Yb、鑥Lu及鈧Sc和釔Y共計17種元素中的任一種或多種。
2.如上述權利要求1所述的常量物質示蹤劑，其特徵在於上述17種元素中的任一種或多種用作油田的示蹤劑是將上述17種元素分別合成其水溶性絡合物。
3.如上述權利要求2所述的常量物質示蹤劑，其特徵在於上述水溶性絡合物是選自該油田地層水中不含的元素或含量很少的元素製成，使用的絡合劑為乙二胺四乙酸EDTA，EDTA鈉鹽，乙二胺羥乙基三乙酸HEDTA，二乙三胺五乙酸DTPA，氨三乙酸NTA和TBP-EDTA體系，P350-EDTA體系中的任一種或多種。
4.如上述權利要求3所述的常量物質示蹤劑，其特徵在於上述EDTA水溶性絡合物中加入EDTA二鈉鹽或EDTA四鈉鹽或EDTA五鈉鹽中的一種或一種以上及掩蔽劑，上述或下述其他水溶性絡合物體系中分別加入其相應絡合物的鈉鹽。
5.如上述權利要求2所述的常量物質示蹤劑，其特徵在於上述水溶性絡合物是選自該油田地層水中不含的元素或含量很少的元素製成TBP，P350中性絡合體系；P204(HDEHP，D2EHPA)酸性絡合體系，P204[C4H9CH(C2H3)CH2O]2P(O)OH，P215[C6H13CH(CH3)O]2P(O)OH，P507，P406和P229P507及其他酸性磷絡合體系中的任一種或多種。
6.如上述權利要求5所述的常量物質示蹤劑，其特徵在於上述其他酸性磷絡合體系是P507；酸性磷酸脂類或膦酸脂類；上述酸性磷酸脂類或膦酸脂類是(iso-C8H17O)2P(O)OH、(sec-C8H17O)2P(O)OH、i-C8H17PO(OC8H17-i)OH、C6H5P(O)(OC8H17i)OH、cyc-C6H11PO(OC8H17-1)OH、(iso-C8H17)2P(O)OH、(n-C8H17)2P(O)OH、iso-C8H17OP(O)(OH)2、iso-C18H37OP(O)(OH)2、iso-C8H17OP(O)(OH)2、iso-C18H37P(O)(OH)2其中的任一種或多種；
7.如上述權利要求5所述的常量物質示蹤劑，其特徵在於上述其他酸性磷絡合體系是羥基膦酸類；上述羥基膦酸類是C6H5P(O)(OC8H17n)OH、C6H5P(O)(OC8H17i)OH、C6H5P(O)(OC8H17S)OH、o-CH3C6H4PO(OC8H17n)OH、cyc-C6H11PO(OC8H17n)OH、cyc-C6H11P(O)(OC8H17i)OH、cyc-C6H11P(O)(OC8H17S)OH其中的任一種或多種。
8.如上述權利要求2所述的常量物質示蹤劑，其特徵在於上述水溶性絡合物是指包括伯胺N1923的伯胺類RNH2；仲胺類RR』NH；叔胺類RR』R」N；包括N263季銨鹽的季銨鹽類的各種胺類和季銨鹽類中的任一種或多種。
9.如上述權利要求2所述的常量物質示蹤劑，其特徵在於上述水溶性絡合物是環烷酸及羥酸類中的任一種或多種。
10.如以上所述的任一種常量物質示蹤劑的使用方法，其特徵在於動態監測測試技術實施有以下步驟1)對油田注入水、產出水進行分析，選擇用於該地層的示蹤劑，上述用於該地層的示蹤劑選自該地層中不含的元素或含量很少的元素製成的示蹤劑；2)設計實施方案；3)計算加入的示蹤劑用量依據井組最遠井距，儲層厚度，孔隙度，含水率，儀器最低檢測限和地層物性，再放大5-100倍，計算並確定示蹤劑用量，一般用量幾百克至幾十千克；4)利用泵車或其他設備在注水井井口加入；5)注入流體相匹配的液體或氣體首先加入3-5米3前置液；6)加入設計的示蹤劑配3-10米3注入液；7)按制定的取樣制度，在監測井取樣，取樣周期為10天至360天或360-460天；8)對樣品進行標準化的處理；9)利用ICP-MS進行對應分析；10)繪製示蹤劑產出曲線；11)利用常規示蹤劑數模軟體進行模擬計算；12)完成綜合分析測試報告。
全文摘要
本發明涉及用於油田監測過程中的常量物質示蹤劑及該示蹤劑在油藏動態監測中的使用方法。旨在提供無放射性、穩定性好、種類多、測量精度高、測樣快的該示蹤劑，其特徵在於上述示蹤劑是鑭系元素，是鑭、鈰、鐠、釹、鉕、釤、銪、釓、鋱、鏑、鈥、鉺、銩、鐿、鑥及鈧和釔共17種元素中的任一種或多種；該17種元素中的任一種或多種用作油田的示蹤劑是分別合成其水溶性絡合物；該水溶性絡合物選自該油田地層水中不含的元素或含量很少的元素製成，使用的絡合劑為乙二胺四乙酸EDTA，EDTA鈉鹽，乙二胺羥乙基三乙酸，二乙三胺五乙酸，氨三乙酸NTA和TBP－EDTA體系，P
文檔編號G01N33/26GK1699998SQ200510074929
公開日2005年11月23日 申請日期2005年6月6日 優先權日2005年6月6日
發明者裡群 申請人:裡群