示蹤劑技術(shù)在油田調(diào)剖設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

溫守國，謝詩章，王躍寬，黃 成，孟科全

（中海油能源發(fā)展股份有限公司工程技術(shù)分公司，天津 300452）

示蹤劑技術(shù)在油田調(diào)剖設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

溫守國，謝詩章，王躍寬，黃 成，孟科全

（中海油能源發(fā)展股份有限公司工程技術(shù)分公司，天津 300452）

針對(duì)油田調(diào)剖設(shè)計(jì)中，與油藏水竄情況結(jié)合不足，部分參數(shù)仍依靠經(jīng)驗(yàn)確定的問題，提出利用示蹤劑測(cè)試技術(shù)指導(dǎo)調(diào)剖設(shè)計(jì)的思路。通過對(duì)目標(biāo)井組注入示蹤劑后檢測(cè)示蹤劑產(chǎn)出濃度，并利用半解析方法對(duì)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行解釋，最終可得到注入水突進(jìn)方向、速度，水竄通道體積、滲透率、孔喉半徑等參數(shù)，從而明確井組水竄狀況。結(jié)合上述信息，能夠?qū)φ{(diào)剖劑用量、強(qiáng)度、粒徑等參數(shù)進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，消除經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)中的不確定性。此次選擇QHD32-6油田D02為目標(biāo)井組，通過示蹤劑結(jié)果指導(dǎo)了納米微球調(diào)剖劑參數(shù)設(shè)計(jì)。調(diào)剖后，示蹤劑解釋得到的水竄嚴(yán)重突進(jìn)單井的增油效果最為明顯，證明了通過示蹤劑結(jié)果指導(dǎo)調(diào)剖設(shè)計(jì)的合理性。

示蹤劑；調(diào)剖；設(shè)計(jì)；水竄；納米微球

隨著油田注水開發(fā)，由于地層非均質(zhì)性影響，注入水沿高滲層逐漸向油井突進(jìn)，最終在油井突破，導(dǎo)致井組注入水短路，波及范圍變小，無法發(fā)揮正常的驅(qū)油作用，使油田采出程度大大降低。針對(duì)這一問題，目前通常采用調(diào)剖措施，即向注水井中注入化學(xué)藥劑對(duì)水竄通道進(jìn)行封堵，從而增大注入水波及范圍，提高井組采收率。常用的調(diào)剖用化學(xué)堵劑包括：凝膠類調(diào)剖劑、顆粒類調(diào)剖劑、泡沫類調(diào)剖劑、微生物調(diào)剖劑等[1]，上述藥劑在各自的適用范圍內(nèi)均發(fā)揮了較大的作用。

為保證調(diào)剖措施的有效實(shí)施，需要詳細(xì)了解目標(biāo)井組的水竄情況，根據(jù)水竄通道參數(shù)開展調(diào)剖劑的設(shè)計(jì)。但目前設(shè)計(jì)過程中，部分參數(shù)仍沿用經(jīng)驗(yàn)值或原始測(cè)井資料進(jìn)行計(jì)算。例如，調(diào)剖劑的用量通常使用公式（1）進(jìn)行設(shè)計(jì)，其中調(diào)剖半徑rs一般通過經(jīng)驗(yàn)或室內(nèi)物理模擬進(jìn)行確定，用量計(jì)算結(jié)果與實(shí)際水竄通道體積存在差距，該參數(shù)設(shè)計(jì)過大可能會(huì)導(dǎo)致調(diào)剖劑浪費(fèi)，設(shè)計(jì)過小會(huì)導(dǎo)致水竄通道封堵效果不好等問題[2]。另外，在使用顆粒類調(diào)剖劑過程中，目前通常根據(jù)原始測(cè)井中的高滲層滲透率選擇粒徑，與實(shí)際水竄通道孔喉存在不匹配的問題。

式中：Q-調(diào)剖劑用量，m3；rs-調(diào)剖半徑，m；h-目標(biāo)層有效厚度，m；φ-目標(biāo)層孔隙度，%。

本文提出將示蹤劑測(cè)試技術(shù)與調(diào)剖設(shè)計(jì)相結(jié)合的思路，即在調(diào)剖前，向目標(biāo)井注入示蹤劑，隨后檢測(cè)周圍油井產(chǎn)出水中示蹤劑濃度，通過解釋最終得到井間水竄通道參數(shù)，從而用以指導(dǎo)調(diào)剖設(shè)計(jì)，具體方法（見表1）。此次選擇QHD32-6油田D02井組開展示蹤劑與調(diào)剖技術(shù)研究。

表1 示蹤劑結(jié)果與調(diào)剖設(shè)計(jì)要求對(duì)應(yīng)表Tab.1 Tracer results and profile control design requirements

1 D02井組情況

D02井組目前注水層位為NmI3小層，該層平均厚度為 12.1 m，平均井距 377 m，滲透率為 246.9×10-3μm2～3 746×10-3μm2，D02 井自 2015 年轉(zhuǎn)注后，周圍油井含水上升較快，具體動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)（見表2）。

表2 D02井組動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)表Tab.2 Production data of well group D02

目前D02井組綜合含水較高，且平面矛盾突出。為改善井組平面矛盾，堵塞大孔道，提高水驅(qū)油的波及面積，要求對(duì)該井實(shí)施調(diào)剖措施。

2 示蹤劑測(cè)試

為了解D02井組水驅(qū)情況，2016年10月8日向D02井注入2，6-氟苯甲酸示蹤劑130kg，累計(jì)注入12h，共60 m3。多篇文獻(xiàn)報(bào)道，氟苯甲酸示蹤劑具有穩(wěn)定性好、地層無本底、測(cè)試精度高、用量少等優(yōu)點(diǎn)，非常適合于油田水示蹤使用[3]。

2.1 檢測(cè)結(jié)果

示蹤劑注入后，每天從周圍油井取樣脫水，并利用液質(zhì)聯(lián)用法進(jìn)行2，6-氟苯甲酸示蹤劑濃度檢測(cè)[4]。截止2017年6月25日，整個(gè)井組僅有D03和D07井見劑，具體（見圖1、圖2）。分析認(rèn)為，目前D02井注入水主要向D03和D07井突進(jìn)，突破時(shí)間分別為142 d和59 d，突進(jìn)速度為2.56 m/d，6.25 m/d。其中D07井見劑時(shí)間早，且產(chǎn)出濃度高，在該方向的水竄情況最為嚴(yán)重。

2.2 水竄通道情況

利用半解析解釋方法對(duì)示蹤劑產(chǎn)出曲線進(jìn)行擬合[5]，得到井組水竄通道參數(shù)（見圖3，表3）。

目前D03、D07井與D02井間通道滲透率介于6 000 mD～16 000 mD，孔喉半徑 14 μm～23 μm，屬于井間高滲層，水竄通道總體積為39 465 m3。

圖1 D03井示蹤劑產(chǎn)出濃度圖Fig.1 Tracer output concentration of well D03

圖2 D07井示蹤劑產(chǎn)出濃度圖Fig.2 Tracer output concentration of well D07

圖3 D02井組水竄通道滲透率分布圖Fig.3 Permeability distribution of water breakthrough channels in well group D02

表3 D02井組水竄通道參數(shù)Tab.3 Water breakthrough parameters of well group D02

3 調(diào)剖設(shè)計(jì)及應(yīng)用效果

3.1 調(diào)剖設(shè)計(jì)

此次選擇納米微球顆粒進(jìn)行D02井組調(diào)剖，該類堵劑是一種預(yù)交聯(lián)的水分散高分子微凝膠，其初始粒徑小，可以深入到地層深部，在地層水礦化度和溫度的作用下，可以發(fā)生水化膨脹，其自身或微球之間相互作用，對(duì)水相高滲通道形成流動(dòng)阻力，從而擴(kuò)大水相波及體積，達(dá)到增油的目的。

根據(jù)示蹤劑結(jié)果，開展了納米微球調(diào)剖劑的設(shè)計(jì)，具體如下：

調(diào)剖劑用量：根據(jù)示蹤劑結(jié)果，此次重點(diǎn)需要封堵D02井與D03、D07間的水竄通道，因此設(shè)計(jì)總用量為35 000 m3。

納米微球選擇：選擇初始粒徑為800 nm～1 200 nm的微球，該類產(chǎn)品在地層條件下40 d內(nèi)可膨脹20倍，即16 μm～24 μm。其中，微球膨脹時(shí)間小于示蹤劑見劑時(shí)間，膨脹后粒徑和水竄通道孔喉半徑基本匹配。

調(diào)剖劑注入速度及濃度：調(diào)剖注入速度和注水量基本保持在650 m3/d。為適應(yīng)6 000 mD～16 000 mD的滲透率，注入濃度選擇2 000 mg/L～3 000 mg/L，根據(jù)壓力情況進(jìn)行調(diào)整。

3.2 增油效果分析

D02井組于2017年7月1日至9月5日完成調(diào)剖注入，截止2017年11月1日井組累計(jì)增油4 424.7 m3，具體（見表4）。

表4 D02井組調(diào)剖后增油統(tǒng)計(jì)表Tab.4 Increasing oil production of well group D02

由表4結(jié)果表明，調(diào)剖后，整個(gè)井組增油效果明顯。其中D07井增油效果最好，其次為D03井，上述兩井為示蹤劑解釋結(jié)果中水竄最為嚴(yán)重的井，這一結(jié)果一方面反映出此次調(diào)剖設(shè)計(jì)的合理性，同時(shí)也表明示蹤劑指導(dǎo)調(diào)剖設(shè)計(jì)方法的可靠性。

目前該井組產(chǎn)油量基本保持穩(wěn)定，除D03、D07井外其余各井也有一定增油效果。說明調(diào)剖劑封堵水竄通道后，注入水突進(jìn)得到抑制，向其余井分配比例變大，真正實(shí)現(xiàn)了調(diào)剖的作用。

4 結(jié)論及建議

（1）提供了一種利用示蹤劑技術(shù)指導(dǎo)調(diào)剖的方法，能夠利用示蹤劑解釋出的水竄通道參數(shù)對(duì)調(diào)剖劑進(jìn)行針對(duì)性設(shè)計(jì)。該方法的合理性已在QHD32-6油田D02井組得到驗(yàn)證。

（2）在調(diào)剖設(shè)計(jì)時(shí)，除了利用示蹤劑測(cè)試數(shù)據(jù)外，還應(yīng)考慮其他因素，同時(shí)利用物模、數(shù)模等手段進(jìn)行綜合評(píng)估。

（3）后續(xù)建議在調(diào)剖前后均開展示蹤劑測(cè)試，一方面用于指導(dǎo)調(diào)剖設(shè)計(jì)，另一方面通過前后數(shù)據(jù)對(duì)比，可更直觀了解調(diào)剖劑對(duì)水竄通道的封堵效果。

［1］王迪.江蘇油田調(diào)剖劑及后續(xù)注入水?dāng)U散狀況評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)［D］.荊州：長江大學(xué)，2014.

［2］張繼成，何曉茹，王瀟悅，等.JYC油田8106-5井調(diào)剖設(shè)計(jì)及效果預(yù)測(cè)［J］.數(shù)學(xué)的實(shí)踐與認(rèn)識(shí)，2015，45（3）：48-54.

［3］王躍寬，聯(lián)翩，溫守國，等.渤海油田氟苯甲酸示蹤劑適應(yīng)性研究［J］.科學(xué)技術(shù)與工程，2014，35（14）：216-219.

［4］孟科全，黃小鳳，溫守國，王躍寬，等.液質(zhì)聯(lián)用法測(cè)定2，3，4，5-四氟苯甲酸示蹤劑研究與應(yīng)用［J］.應(yīng)用化工，2016，45（增刊 2）：208-210.

［5］劉同敬，姜漢橋，李秀生，等.井間示蹤劑測(cè)試半解析方法體系數(shù)學(xué)模型［J］.石油學(xué)報(bào)，2007，28（5）：118-123.

Application of tracer technique in profile control design in oilfield

WEN Shouguo，XIE Shizhang，WANG Yuekuan，HUANG Cheng，MENG Kequan

（CNOOC EnerTech-Drilling&Production Co.，Tianjin 300452，China）

In profile control stimulation design,the water breakthrough information could not be considered well,parts of parameters would be still confirmed using experience.Aiming at this issue,a method that using tracer test technique to guide profile control design has been proposed.Inject tracers into target injectors,detect tracer concentration from producers,then analyze tracer results using interpretation software,several information could be obtained such as water breakthrough directions,velocities,volume/permeability/pore radius of water breakthrough channels.Use tracer interpretation results,consumption,strength and particle radius could be designed properly to abolish the previous uncertainty.In this paper,well D02 in oilfield QHD32-6 was targeted,the slug consumption of nanoparticles used for profile control was designed using tracer results.After profile control,oil was increasing obviously in the producers in which tracer result showed there was serious water flooding.It is concluded that designing profile control parameters using tracer technique is a good method in oilfield.

tracer；profile control；design；water breakthrough；nanoparticles

TE331

A

1673-5285（2017）12-0024-04

10.3969/j.issn.1673-5285.2017.12.006

2017－11-15

溫守國，男（1985-），示蹤劑技術(shù)工程師，2010年畢業(yè)于中國石油大學(xué)（華東）油氣田開發(fā)工程專業(yè)，碩士研究生，現(xiàn)主要從事油田示蹤劑監(jiān)測(cè)技術(shù)的研究與應(yīng)用工作，郵箱：wenshg@cnooc.com.cn。