低渗透油藏水平井贴片示踪剂找水技术与应用

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ｔｈｅ ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ ｗｅｌｌ， ｗｈｉｃｈ ｉｓ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｄ ｂｙ ｌｏｗｅｒ ｗｅｌｌｂｏｒｅ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｃｏｓｔ ａｎｄ ｌｅｓｓ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｒｉｓｋ， ｓｏ ｉｔ ｐｒｏｖｉｄｅ ａ
ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｍｅａｎｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｑｕａｌｉｔａｔｉｖｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ ｊｕｄｇｅｍｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ｗａｔｅｒ⁃ｐｒｏｄｕｃｉｎｇ ｉｎｔｅｒｖａｌ ｉｎ ｔｈｅ ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ ｗｅｌｌ．
示踪剂短节 ＋ 抽油泵 ＋ 油管至井口等组成 （ 图 ３） ，
研究形成了示踪剂解释分析方法， 不需要封隔器，
降低井筒处理要求， 找水测试周期由 ２０ ｄ 缩短至
１５ ｄ 以内。
基质表面的示踪剂接触到目标介质时， 会快
速溶解至目标介质。 该过程持续时间短， 溶解速度
较快， 但溶解速率呈现快速下降的趋势， 该过程用
准确地描述水平井出水段的分布。 水基示踪剂在连
续水相、 水中快速扩散，扩散系数大于 １ ０００，在其
冲中子氧活化测井、 机械找水管柱测试。 其中产液
他介质中不扩散、疏油，目前 ５０ 多种水基示踪剂具
剖面测试需要解决测井工艺、 传感系列选择及资料
评价 ３ 个方面的问题， 存在测井仪器无法下入指定
有相同的扩散系数，极小的地层吸附、无细菌蚕食。
ｗｉｔｈ ｐａｔｃｈ ｔｒａｃｅｒ ｉｓ ｔｅｃｈｎｉｃａｌｌｙ ｆｅａｓｉｂｌｅ ｗｉｔｈ ｈｉｇｈｅｒ ｅｃｏｎｏｍｉｃ ｂｅｎｅｆｉｔ ａｎｄ ｎｏ ｌｉｍｉｔ ｔｏ ｔｈｅ ａｍｏｕｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ｔｅｓｔｉｎｇ ｆｌｕｉｄ ｉｎ
收稿日期： ２０１９⁃０９⁃２３ 改回日期： ２０２０⁃０６⁃０１
对测试水平井液量无限制， 且井筒处理费用低、 作业风险小， 为水平井定性分析判断出水层段提供了技术手段。
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词： 低渗透； 贴片示踪剂； 找水； 定性分析
中图分类号： ＴＥ３４８
文献标识码： Ａ 文章编号： １０００⁃３７５４ （２０２１） ０１⁃００６８⁃０６
Ｗａｔｅｒ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｗｉｔｈ ｐａｔｃｈ ｔｒａｃｅｒ ｉｎ ｔｈｅ ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ ｗｅｌｌ ｉｎ
ｔｙ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒｓ， ｈｉｇｈ ｌｏｗｅｒ ｌｉｍｉｔ ｏｆ ｆｌｏｗ ａｎｄ ｌｏｗ ｓｕｃｃｅｓｓ ｒａｔｅ ｏｆ ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｌｏｇｇｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｆｏｒ ｗａｔｅｒ
ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｅｓｔｉｎｇ ａｓ ｗｅｌｌ ａｓ ｔｈｅ ｌｏｎｇｅｒ ｐｅｒｉｏｄ ａｎｄ ｌｏｗｅｒ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｏｆ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｓｅｇｍｅｎｔａｔｉｏｎ ｗａｔｅｒ ｔｅｓｔｉｎｇ ｔｅｃｈ⁃
ｎｏｌｏｇｙ， ａ ｗａｔｅｒ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｅｓｔｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｗｉｔｈ ｐａｔｃｈ⁃ｔｒａｃｅｒ ｍａｒｋｅｒ ｏｆ “ ｔｕｂｉｎｇ ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ ａｎｄ ｔｒａｃｅｒ ｍａｒｋ⁃
ｅｒ” ｗａｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ． Ｅａｃｈ ｓｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｉｎｔｅｒｖａｌ ｏｆ ｔｈｅ ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ ｗｅｌｌ ｗａｓ ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ ｐｌａｃｅｄ ｗｉｔｈ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｔｙｐｅｓ ｏｆ ｔｈｅ
２ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｌｏｗ⁃ｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙ Ｏｉｌ ａｎｄ Ｇａｓ Ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ
ａｎｄ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ， Ｘｉ’ ａｎ ７１００１８， Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｉｎ ｔｈｅ ｌｉｇｈｔ ｏｆ ｔｈｅ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｏｆ ｒｅｌａｔｉｖｅｌｙ ｌｏｗ ｌｉｑｕｉｄ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｓｉｎｇｌｅ ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ ｗｅｌｌ ｉｎ ｌｏｗ ｐｅｒｍｅａｂｉｌｉ⁃
放置不同型号示踪剂装置， 生产过程中示踪剂释放到流体中， 地面采样分析， 获得产水相关信息， 确定产出水位置， 研制
了示踪剂短节关键工具， 基于溶解、 扩散机理以及水平段单向流稳态模型理论研究基础， 提出了一种水平井静态和动态生
产情况下的产水分析方法， 并应用于矿场单井试验。 结果表明， 贴片示踪剂找水在技术上可行， 并具有较好的经济效益，
２０２１ 年 ２ 月
第 ４０ 卷第 １ 期
大庆石油地质与开发
Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ Ｇｅｏｌｏｇｙ ＆ Ｏｉｌｆｉｅｌｄ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｉｎ Ｄａｑｉｎｇ
Ｆｅｂ ， ２０２１
Ｖｏｌ ４０ Ｎｏ １
近年来， 水平井开发技术作为低渗透油藏提质
成了低渗透油藏水平井示踪剂标记找水技术， 现场
试验 ２ 井次， 找水准确率 １００％。
增效的重要技术手段， 应用规模逐年扩大， 但随着
生产时间延续， 水平井见水、 水淹已成为规模应用
１ 贴片示踪剂找水机理
的 “ 拦路虎” ， 部分区块开发效果变差。 低渗透油
层位、 测试数据不准确等问题； 脉冲中子活化测井
水平井各段分别放置不同型号的示踪剂装置，
主要由遥测短节、 中子发生器及探测器等工具组
油井生产过程中， 示踪剂释放到地层产液中， 在地
成， 存在的问题是低液量测不出； 机械找水管柱测
面对产液进行采样分析， 获得各段产水相关信息，
确定水产出位置 （ 图 １） 。 地层中的产液流出， 与
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!1 " # $ % & ' ( ) * + , " Fig.1 Sketch map of the testing principle of production profile of tracer
如图 ２ 所示， 聚合物预制成贴片示踪基质， 示
试包括智能找水及智能找水、 堵水一体化工艺， 测
试过程均需要封隔器卡封， 存在作业风险大， 同时
会改变井筒原始压力系统问题
［９⁃１５］
水基示踪剂接触， 化学标记物质进入油水混合的地
。 为此， 本文结
层产液中， 产液中的水体就有了特殊标记， 在地面
合低渗透油藏水平井特点， 基于贴片示踪剂溶解物
采集样品就得到了不同产层中的产水量数据。
影响水平井开发效果
［４⁃８］
。 因此， 确定水平井出水
采油井之间的联系等方面起着非常重要的作用。 模
层段， 控制产水段恢复油井产能已成为当前低渗透
拟试验发现， 聚合物贴片示踪剂的释放量取决于地
油藏水平井开发中的一个普遍性问题。 目前国内外
层流体流速， 释放量与流速呈线性关系， 所以可以
水平井找水测试工艺技术主要有产液剖面测试、 脉
田水平井通过压裂改造提高储层导油能力、 注水补
充能量开发 ［１⁃３］ ， 但由于微裂缝发育， 天然缝与人
示踪剂作为唯一能进入油藏并携带出流体的油
工缝共存， 水平井见水不可避免， 水平井见水后若
藏信息的物质， 已广泛应用在油藏勘探和采油过程
不采取措施， 含水上升极快、 产能迅速下降， 严重
中， 在调查地下油层的分布及走向， 聚合物投加与
２ 低渗透油气田勘探开发国家工程实验室， 陕西 西安 ７１００１８）
摘要： 针对低渗透油藏水平井单井产液相对较低， 常规生产测井技术找水测试流量下限高、 成功率低以及机械分段找水测
试周期长、 效率低的问题， 提出了一种采用 “ 油管输送＋示踪剂标记” 的贴片示踪剂标记找水测试技术。 水平井各段分别
踪剂。 由于注入过程的特定方式， 示踪剂在释放过
程中存在 ２ 个机理， 并表现为不同的释放方式。
管进液口， 示踪剂短节置入每段产层的下部， 该段
产液必须经过示踪贴片才能到达尾管进液口。 以三
段式测试管柱为例， 设计的管串结构自下而上为：
进口 ＋油管 ＋ 示踪剂短节 ＋ 油管 ＋ 示踪剂短节 ＋ 油管 ＋
基金项目： 中国石油天然气股份有限公司重大现场试验项目 “ 水平井找堵水技术试验” （２０１９Ｆ⁃２８） 。
第一作者： 朱洪征， 男， １９８１ 年生， 高级工程师， 从事低渗透油田水平井采油工艺研究。
Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｚｈｚ第 ４０ 卷 第 １ 期 朱洪征 等： 低渗透油藏水平井贴片示踪剂找水技术与应用
ＤＯＩ： １０ １９５９７ ／ Ｊ ＩＳＳＮ １０００⁃３７５４ ２０１９０９０４５
低渗透油藏水平井贴片示踪剂找水技术与应用
朱洪征１，２ 常莉静１，２ 雷 宇１，２ 赵晓伟１，２ 吕亿明１，２ 李大建１，２
（１ 中国石油长庆油田分公司油气工艺研究院， 陕西 西安 ７１００１８；
ｔｈｅ ｗａｔｅｒ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ａｎａｌｙｓｉｓ ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｓｔａｔｉｃ ａｎｄ ｄｙｎａｍｉｃ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｓ ｏｆ ｔｈｅ ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ ｗｅｌｌ ｗｅｒｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄ， ａｎｄ
ｍｅａｎｗｈｉｌｅ ｗｅｒｅ ａｐｐｌｉｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｆｉｅｌｄ ｔｅｓｔ ｏｆ ｔｈｅ ｉｎｄｉｖｉｄｕａｌ ｗｅｌｌ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｗａｔｅｒ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
ｐｒｏｄｕｃｅｄ ｌｏｃａｔｉｏｎ ｗａｓ ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ， ａｎｄ ｔｈｅ ｃｒｉｔｉｃａｌ ｔｏｏｌ ｏｆ ｔｒａｃｅｒ ｊｏｉｎｔ ｗａｓ ｔｈｅｎ ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ． Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｓｏｌｕｂｉｌｉｔｙ⁃
ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｔｈｅｏｒｙ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ｔｈｅ ｓｔｅａｄｙ ｓｔａｔｅ ｍｏｄｅｌ ｏｆ ｕｎｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ ｆｌｏｗ ｉｎ ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ ｓｅｃｔｉｏｎ，
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｌｏｗ ｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙ； ｐａｔｃｈ ｔｒａｃｅｒ； ｗａｔｅｒ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ； ｑｕａｌｉｔａｔｉｖｅ ａｎａｌｙｓｉｓ
理过程的溶解、 扩散机理以及水平井段单向流稳态
０ 引 言
模型研究理论， 开展贴片示踪剂产液剖面找水测试
研究， 研制了关键工具， 研究了解释计算方法， 形
Ｎｏｙｅｓ⁃ｗｈｉｔｅｎｅｙ 溶解方程描述为
ｄＣ ／ ｄｔ ＝ ｋ Ｄ Ａ（ Ｃ ｓ － ρ ｔ ）
（１）
式中： ｄＣ ／ ｄｔ———溶解速率， ｇ ／ ｍｉｎ； ｋ Ｄ ———溶解速
度常数； Ａ———贴片表面积， ｍ ２ ； Ｃ ｓ ———示踪剂饱
和溶解度， ｇ ／ Ｌ； ρ ｔ ———示踪剂质量浓度， ｇ ／ Ｌ。
ｔｒａｃｅｒ ｄｅｖｉｃｅ， ｔｈｅ ｔｒａｃｅｒ ｗａｓ ｒｅｌｅａｓｅｄ ｉｎｔｏ ｔｈｅ ｆｌｕｉｄ ｉｎ ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｔｈｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ， ｗｈｉｌｅ ｔｈｅ ｓａｍｐｌｉｎｇ ａｎｄ ａｎａｌｙ⁃
ｓｉｓ ｗｅｒｅ ｃｏｎｄｕｃｔｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｇｒｏｕｎｄ， ｔｈｕｓ ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｖｅ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｐｒｏｄｕｃｅｄ ｗａｔｅｒ ｗａｓ ｏｂｔａｉｎｅｄ ａｎｄ ｔｈｅ ｗａｔｅｒ
踪剂预置入基质中， 基质具有长期稳定性， 示踪剂
在介质中溶解或扩散， 随目标介质产出。 贴片示踪
剂是采用聚合物基质注入示踪剂后形成的贴片状示
· ７０·
大庆石油地质与开发 ２０２１ 年
ｌｏｗ ｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒｓ ａｎｄ ｉｔｓ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ
ＺＨＵ Ｈｏｎｇｚｈｅｎｇ １，２ ， ＣＨＡＮＧ Ｌｉｊｉｎｇ １，２ ， ＬＥＩ Ｙｕ １，２ ， ＺＨＡＯ Ｘｉａｏｗｅｉ １，２ ， ＬÜ Ｙｉｍｉｎｇ １，２ ， ＬＩ Ｄａｊｉａｎ １，２
（１ Ｏｉｌ ＆ Ｇａｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ， ＰｅｔｒｏＣｈｉｎａ Ｃｈａｎｇｑｉｎｇ Ｏｉｌｆｉｅｌｄ Ｃｏｍｐａｎｙ， Ｘｉ’ ａｎ ７１００１８，Ｃｈｉｎａ；