２ｏ１ｏ年１甩 第１期 电子测试 ＥＬＥＣＴＲ０ＮＩＣ ＴＥｓＴ Ｊａｎ．２ｏ＇ｏ Ｎｏ．１ 井问示踪测试中筛选示踪剂的方法 董兰屏 ，庞巨丰 ，韩焘 ，王迎辉 ，范斐 ，徐佳 （１西安石油大学陕西西安；２中国石油集团测井有限公庆事业部陕西西安） 摘要：井间示踪测试的研究对象是井间关系，它的研究成果反映了更大范围内的油层特性和油水井间的关 系，因此示踪剂的开采动态反馈了油藏非均质特征及开发过程中注入流体分布的信息，是油田管理及动态 调整的重要依据。示踪剂的物理化学特性及其与油层岩石和流体的相互作用程度，直接影响示踪剂的流动特 性，它直接关系到示踪剂能否跟踪注入流体，反馈注入流体的流动特性，并对最终解释结果产生影响。因 此，选择出适合本油田示踪测试的示踪剂，是井问示踪测试的重要环节。本文阐述了示踪剂的分类及其应 用，根据最终目的选择示踪剂的标准，并结合实例，介绍了最后确定选用示踪剂的方法。 关键词：井间示踪技术；示踪剂；油田应用 中图分类号：ＴＥ３４１：ＴＥ３９ 文献标识码：Ａ Ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｓｅｌｅｃｔｉｎｇ ｔｒａｃｅｒ ｉｎ ｔｈｅ ｉｎｔｅｒ。＿＿。ｗｅｌｌ ｔｒａｃｅｒ ｔｅｓｔ Ｄｏｎｇ Ｌａｎｐｉｎｇ ，Ｐａｎｇ Ｊｕ￣ｎｇ ，Ｈａｎ Ｔａｏ ，Ｗａｎｇ Ｙｉｎｇｈｕｉ ，Ｆａｎ Ｆｅｉ ，Ｘｕ Ｊｉａ （１ Ｘｉ’ａｎ Ｓｈｉｙｏｕ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｘｉ，Ｘｉ’ａｎ；２ ｔｈｅ Ｃｈａｎｇｑｉｎｇ Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ ＣＮＰＣ Ｌｏｇ￣ｎｇ，Ｓｈａｎｘｉ，Ｘｉ’ａｎ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｓｔｕｄｙ ｏｂｊｅｃｔ ｏｆ ｉｎｔｅｒ—ｗｅｌｌ ｔｒａｃｅｒ ｔｅｓｔ ｉｓ ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｂｅｔｗｅｅｎ ｗｅｌｓ，ａｎｄ ｉｔｓ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｒｅｌｆｅｃｔｓ ａ ｇｒｅａｔｅｒ ｒａｎｇｅ ｏｆ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｉｃｓｔ ａｎｄ ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ｏｉｌ ｗｅｌｌｓ，ｓｏ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ｔｒａｃｅｒ ｅｘｐｌｏｉｔａｔｉｎｇ ｆｅｅｄｂａｃｋｓ ｔｈｅ ｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｉｙ ｔｏｆｔｈｅ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ ａｎｄ ｔｈｅ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｏｆｉｎｊｅｃｔｅｄ ｌｆｕｉｄ ｄｉｓｔｉｒｂｕｔｉｏｎ ｉｎ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ； ａｎｄ ｉｔ ｉｓ ａｎ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｂａｓｉｓ ｏｆ ｉｆｅｌｄ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ａｎｄ ｄｙｎａｍｉｃ ａｄｊｕｓｔｍｅｎｔ．Ｔｈｅ ｐｈｙｓｉｃａｌ ａｎｄ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｔｒａｃｅｒ ａｎｄ ｉｔｓ ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ ｌｅｖｅｌ ｏｆ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ ｒｏｃｋ ａｎｄ ｆｌｕｉｄ ｄｉｒｅｃｔｌｙ ａｆｆｅｃｔ ｔｈｅ ｆｌｏｗ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｔｒａｃｅｒ，ｉｔ ｉｓ ｄｉｒｅｃｔｌｙ ｒｅｌａｔｅｄ ｔＯ ｔｈｅ ａｂｉｌｉｙ ｔｏｆ ｔｈｅ ｔｒａｃｅｒ ｔｏ ｔｒａｃｋ ｉ￣ｅｃｔｅｄ ｆｌｕｉｄ，￣ｅｄｂａｃｋ ｔｈｅ ｆｌｏｗ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｉｎｔ￣ｅｃｔｅｄ ｌｆｕｉｄ，ａｎｄ ｉｍｐａｃｔ ｔｈｅ ｉｆｎａｌ ｉｎｔｅｒｐｒｅｔａｔｉｏｎ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｃｈｏｏｓｉｎｇ ａ ｓｕｉｔａｂｌｅ ｔｒａｃｅｒ ｉｎ ｔｈｉｓ ｆｉｅｌｄ ｔｒａｃｅｒ ｔｅｓｔ ｉｓ ｔｈｅ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｐａｒｔ ｏｆｉｎｔｅｒ—ＷｅＨ ｔｒａｃｅｒ ｔｅｓｔ． Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ，ｔｈｅ ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｒａｃｅｒ ａｎｄ ｉｔｓ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ，ａｎｄ ｔｈｅ ｃｒｉｔｅｒｉａ ｏｆ ｓｅｌｅｃｔｉｎｇ ｔｒａｃｅｒ ｉｎ ａｃｃｏｒｄａｎｃｅ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｕｌｔｉｍａｔｅ ｇｏａｌ ａｒｅ ｅｘｐｏｕｎｄｅｄ，ａｌｓｏ ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ ｗｉｔｈ ｅｘａｍｐｌｅｓ，ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆｆｉｎａｌ ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ ｔｒａｃｅｒ ｉｓ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｉｎｔｅｒ——ｗｅｌｌ ｔｅｓｔ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ；Ｉｎｔｅｒ——ｗｅｌｌ ｔｒａｃｅｒ；Ｏｉｌｉｆｅｌｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｏ引言 是比较容易得到的，分析也比较简单，但是有些油 田油层流体中常含有高浓度的ｃ１一和Ｂ卜，而 井问示踪技术是一种直接测定油层特性的方法， 盐常常受到细菌和油层还原环境的影响而发生分解， 生产井检测到的示踪剂浓度突破曲线，反馈了有关 油层特性及开采状况的信息。这样我们就可以通过 观察示踪剂在采油井中的开采动态，如示踪剂在生 产井的突破时间，峰值大小及个数、相应注入流体 的总量等参数，进一步研究和认识注入流体的分布 及其运动规律，和油藏的非均匀特性。在综合研究 基础上，制定可行的提高油田最终采收率的调整措 施。 目前我国的石油产量多数来源于陆上油田， 其中约８０％采用注水开发、１２％采用注聚合物 开发、８％采用热采、气驱和混相驱等其它三次 采油技术，注水井和三次采油注入井约占采油井 的三分之一，综合含水已经达到８５％，而且还有 继续上升的势头。许多油田的综合含水已经超过 ９０％甚至更高。这种严峻的形势，说明我国油田 注水开发的成本和难度都在日益加大，已经进入 注水开发的中后期，并正在逐步进入三次采油阶 段。示踪剂作为唯一能进入油藏并携带出流体和 油藏信息的物质，已广泛应用在油田勘探和采油 过程中，在监测地下油层的分布及走向，聚合物 投放与采油井之问的联系等方面起着非常重要的 作用。 井间示踪剂的类型及应用 目前使用的示踪剂可以分为５种类型：水溶化 学示踪剂、水溶放射性示踪剂、气体示踪剂、非放 射性同位素示踪剂、稳定同位素（Ｉｓｏｔａｇ）示踪剂。 水溶化学示踪剂又可分为以下几种类型：无机 盐类，如ＳＣＮ一、ＮＯ３一、Ｂｒ一、Ｉ一、ｃｌ一等，这些都 巴 因此使用时，一定要注意油田的具体条件；染料类， 如荧光黄、茜苏红、胭脂红和若丹明等，它们容易 吸附到油层岩石上和分配到油相中，因此，它们不 适合于需要定量解释的示踪测试，可以用与监测油 层是否存在裂缝；醇类，如甲醇、乙醇、丙醇、异 丙醇等，这类示踪剂生物稳定性差、投放和取样时 都需加入杀菌剂，以防止因生物降解而引起浓度变 化。适用于计算残余油饱和度。 水溶性放射性示踪剂，如氚水、ＣＩ４标记的硫 氰酸盐（］４ＣＮＳ），６０Ｃｏ（ＣＮ）６—３，３５Ｓ，３６Ｃ１，２２Ｎａ等， 在使用放射性示踪剂时，应采取高度安全措施，特 别是 射线的同位素，同时要特别注意环保问题。 目前只有放射弱１３射线，低毒性、半衰期长的氚 水获得了比较广泛的应用。 气体示踪剂是指随气体流动，用于指示气体的 存在、流动方向和流动速度的示踪剂。包括氚标记 的烃类（如甲烷、乙烷、丙烷）、氪８５，六氟化硫， 氟化昂，全氟碳等。它主要在用到气体的注气混相 驱、非混相驱和蒸汽驱中使用，如混相驱中用的到 液化石油气、富气、干气、二氧化碳气、氮气，蒸 汽驱中用到的高压水蒸汽等。 稳定性同位素示踪剂是低碳数的卤化有机物， 具有无高温转化、无放射性危害、用量少、现场操 作简便、测量精度高达等特点。它们在水中很容易 离解生成离子核素，如果完全同岩石接触，只有少 量的相互作用。这些酸的阴离子不容易分配进入油 层残余油中，他们在热力学上是稳定的，而且抗细 菌降解。用气象色谱直接分析低碳素的卤酸的最新 研究成果，加速了分析速度，并降低了检测极限， 这样就使分析大量的样品相对简单了。 ２ｏ１０．１ ２示踪剂的选择 示踪剂的物理化学特性及其与油层岩石和流 ３油田实践 以某油矿井组的井间化学示踪剂测试为例，为 体的相互作用程度，将直接影响示踪剂的流动特性。 进一步明确该油藏的井间连通情况、注入水的流动 它直接关系到示踪剂能否跟踪注入流体，反馈注入 流体的流动特性，并对最终解释结果产生影响。因 此，选择出适合于本油田示踪测试的示踪剂，是井 间示踪测试的重要环节。在选择示踪剂时，应考虑 到示踪剂的物理化学性质、油藏岩石性质、油田水 及注入水性质、经济以及安全和环境保护等诸多因 素。 示踪剂的选择有以下标准： （１）示踪剂同所跟踪的注入流体具有较好的相 容性。 （２）示踪剂不易被细菌吞噬。 （３）示踪剂与储层间的流体不会发生化学反应 而生成沉淀物或同位素交换。 （４）示踪物质在注入流体和储层流体中的本底 含量水平，以接近于零为最佳，这便于正确鉴别示 踪剂。 （５）示踪剂应具有检验灵敏度高，易于分析的 特性（一般应在１５—３０ｒａｉｎ内能够准确的分析一个 样品）。 （６）示踪剂的化学特性应与原油特性有较大 区别，以避免该示踪剂与原油相混而影响分析 结果，即其在油水问的分配系数以接近于零为 最佳。 （７）示踪剂在油层岩石上的吸附量为零或很小， 以减少示踪剂在地层中的损失，为示踪结果的解释 提供有利条件。 （８）化学稳定性良好。 （９）低成本、低毒性。 特性，以及井区经过注水开发后，油藏孔隙度和物 理参数的变化情况，以深化油藏认识，对油藏进行 精细描述，为制订出有更效的开发方案提供有力依 据，决定对该注水井７２４７、７２２０井组开展井间化 学示踪剂监测技术。 ７２４７井组的受益油井主要有７２４７—１、７２４７—２、 ７２４７—３、７２６３、７２４８、７２４９等６口油井。 ７２２０井组的受益油井主要有７２１８、７２３６、 ７２２２、７２２１、７２２５等５口油井。 为筛选出适应于两井组使用的示踪剂，按地质 提供的注水井及可能受益油井情况，对该井组油水 井进行了产出水背景浓度监测、示踪剂在地层静态 吸附试验和与地层水配伍性试验。 （１）井组背景浓度检测 为筛选出适应于监测井组使用的示踪剂，在注 入示踪剂前，对两井组注入水及周边对应油井产出 水进行了取样测定，并将该试验数据作为投入示踪 剂后判断所投示踪剂是否在周围油井中突破的对比 数据。结果见表１。 表１井组背景浓度检测结果表 单位：ｍｇ／Ｉ （２）地层静态吸附试验 该实验是将这几种示踪剂溶于ｌＯ００ｍｌ水中， 然后将溶液中的８００ｍｌ加进５００ｇ沙（该油藏沙）中， 剩余的２０Ｏｒａｌ作为检测标准保存起来，沙一示踪 Ｔｅｓｔ Ｔｏ０ｌＳ＆Ｓｏｌｕｔｉｏｎ 剂混合物在７０天的时间里每天搅拌一次，在此期 或者是判断是否存在层间或层系间的窜流，这时只 间，分析五次混合物样品，同时分析五次标准样品。 需判断采出液中是否有示踪剂存在，采出量的多少 根据五次样品的检测结果，计算出ｔ时刻的浓度Ｃ 与原始浓度ＣＯ的比值，如果不存在吸附，那么ｃ／ Ｃ０＝１。该值的允许误差因示踪剂而异，取决于不同 示踪剂公认的分析精度。通过实验，这三种示踪剂 在该油矿中都不存在吸附现象。 （３）示踪剂与地层水配伍性试验 配伍性试验的目的是检验地层水与示踪剂混合 后是否产生沉淀及其它化学变化。试验用的地层水 取样于４井回注水及表ｌ所列各油井产出水。示踪 剂与地层水按体积比１：５混合，试验时间７２小时， 实验温度６０℃，观察其变化情况。试验结果见表２ 所示。 从表１、表２的实验结果可知，井区ｌ＃示踪剂 的背景浓度均相对较低，且与地层水配伍性好，因 此，可以做为本次监测试验所用示踪剂。而且通过 检测，ｌ＃示踪剂的毒性低，对环境污染小，具有长 期的化学稳定性，并结合成本、用料和监测的互不 干扰性、科学性等综合因素，本次监测决定在两井 组投放１群示踪剂进行化学示踪剂监测。 表２示踪剂与地层水配伍性试验结果表 ＼＼种类 １ ＃ ２＃ ３＃ 井组 浓度（ａｒｇ／ｌ’ ２５０ 好 好 好 ７２４７ ５００ 好 好 好 １０００ 好 好 好 ２５０ 好 好 好 ７２２０ ５００ 好 好 好 １０００ 好 好 好 ４结论 一般情况，在５点井网条件下，应筛选出多种 可用的示踪剂，有利于鉴别出可能出现的绕流、窜 流等问题。如果仅是为了判断是否存在裂缝或井况， 巴 不会影响最后的结果，所以可以使用吸附量较大的 荧光染料或易于降解的铵或醇类示踪剂。如果 是为了确定井间剩余油饱和度，那么还应当选择一 种能够与地层中原油相混溶，向油中分配的示踪剂。 参考文献 ［１】张培信．油田井间示踪测试技术进展【Ｊ】＿国外测井技 术，２００５，２０（６）：４７—４８． 【２】宋吉水，王岩搂，廖广志等．井间示踪技术【Ｍ】．北京： 石油工业出版社，２００３：９—１０． 【３】杨士荣，刘同敬．微量物质井间示踪测试技术简介［ＪＪ． 测井技术，２００７，３１（５）：４０８—４１１． 【４】于瑞香，张泰，周伟生等．油田示踪剂技术ｆＪ】．工业 水处理，２００７，２７（８），１２—１５． 【ｓ】杨林，袁光喜，李新华等．化学示踪剂在河南稀油田 的应用研究【Ｊ１＿石油天然气学报，２００５，２７（４），４７０—４７１． ［６】殷志华．示踪测试在油田开发中的应用【Ｊ】．西部探矿 工程，２００６，２０（４），９０—９２． ［７】刘同敬，张新红，姜汉桥等．井间示踪测试技术新进 展【Ｊ１．同位素，２００７，２０（３），１８９—１９２． 【８】梁娟，庞巨丰，李强等．井问示踪测试技术及其应用 【Ｊ】．石油仪器，２００８，２６（６），４１＿４３． 作者简介：董兰屏，西安石油大学在读研究生，研究方向： 地球探测与信息技术 Ｅ－ｍａｉ Ｉ：ｄｏｎｇＩａｎｐｉｎｇ２００３＠１６３．ｃｏｍ
