BY系列示踪剂应用情况介绍

φ—光量子产率（％）
隐现光物质能量跃迁图
第三部分 BY系列和常规示踪剂的室内实验
1、示踪剂光度与浓度的关系研究
采用蒸馏水配置了BY-1、BY-2 、BY-3显光示踪剂从0.0001ppm到1ppm达到15种不同
浓度的测试样品，得到光度与浓度的对应关系。
10000 100000
10000
示踪剂光度(cd) 10 100 1000
采油井 注水井 采油井
井间示踪测试过程图
第一部分 井间示踪监测原理
2、井间示踪监测解释储层连通状况的原理
井间示踪分析正问题
已知注示踪剂
已知全部油藏参数
示踪剂的注入 参数曲线等
井间示踪分析反问题
已知示踪 产出曲线
已知注示踪剂
未知某些油藏参数？
示踪剂求解地层参数就是正反问题的结合利用。
第二部分 示踪剂的物理、化学特性
示踪剂光度(cd) 10 100 1000
BY-1
BY-2
10000
BY-3
示踪剂光度(cd)
100
1000
Lg(y) = 1.1995*Lg(x) - 5.893 R 2 = 0.9906
Lg(y) = 1.4028*Lg(x) - 4.9227 R 2 = 0.9914
Lg(y) = 1.8671*Lg(x) - 6.1978 R 2 = 0.9858
BY系列感光示踪剂监测技术介绍
濮阳市汇金石油工程技术服务有限公司 2013.1
汇报提纲
第一部分 第二部分 第三部分 第四部分 井间示踪监测原理 示踪剂的物理、化学特性 BY系列和常规示踪剂的室内实验 BY系列示踪剂在缝洞油藏的应用情况
第一部分 井间示踪监测原理
1、示踪监测原理
●在监测井单元的注水井中投加 示踪剂； ●按照制定的取样制度，在周围 生产油井中取样、制样； ●在特定实验室进行分析，获取 样品中的示踪剂含量； ●综合分析监测井的示踪剂采出 曲线和动静态等相关资料，明确 注入流体的运动方向、推进速度 、波及情况等信息。
（2）化学类示踪剂
①硝酸铵（NH4NO3） 无色结晶体，相对密度1.725（25 ℃ ）,分子量为79.97，具有较好的溶水性。 优点：其NO3- 粒子的稳定性较好，易检测。较经济； 缺点：与地层水反映后有亚硝酸盐产生，在地层水含细菌丰富时可成为其食物，在遇打 击时会爆炸，购买时必有公安部门的许可证，并按相关要求进行保管使用、运输，用量大。 ②硫氰酸铵(NH4SCN) 无色单斜晶系片状或柱状结晶体，有较好的溶水性，分子量为76.12，比重1.305，其具 有较好的溶水性。 优点：其SCN-粒子的稳定性较好，吸附量较小，易检测，检测精度高于硝酸铵。 缺点：温度大于70℃，易变质成硫尿，长时间存放易潮解。它同时也是土壤的除锈剂， 故在外排时必须达国家标准。用量少于硝酸铵，但同在一个级别，价格较高。
优点：监测响应好，可以在线检测。
缺点：放射性过强，对后期水处理有碍，同时对吸水剖面的测试也有一定干扰，使用受 国家严格控制。
第二部分 示踪剂的物理、化学特性
（4）微量物质类示踪剂
微量物质类示踪剂是近十年发展起来的示踪品种，此类示踪剂的共同特点是；检测技
术精度提高，安全环保、无放射性，施工方便。 ①BY-1 (C28H20N305)感光类示踪剂是近几年发展起来的示踪剂品种，其是惰性感光物质 与二酮三吡咯合成改进后的高分子化合物，具有化学成份浓度和物质光度双重特性，以及 较好的化学惰性，检测极限高。 优点：成份浓度和物质光度双重技术特性，施工方便，经济可行，用量不大。 缺点：地层的吸附量较大比其它微量物质高出15-25%。
第四部分 BY系列示踪剂的应用情况
我公司在塔河油田已成功的在塔河的六区、七区、八区、十二区应用了BY系列示踪 剂监测，证实、修正缝洞油藏体的连通状况，幵根据监测的结果对注水压锥、注水波及
状况和注水强度等提出建议。经过甲乙双方的共同工作，在以下方面取得了共识。
1.单井注水强度由开始试注的200-500m3/d，下调至0-150 m3/d，注水
①将背景值的取样天数、频率加大
②将示踪剂注入后的前1-15天取样密度加大到一到三、四个 ③针对缝洞油藏流体的流动阻力较小、推进速度快的特点与甲方密切配合
做到仪器、人员管理到现场。每3-7天提供一次监测数据以让甲方根据监测情
况采取调整措施。
第四部分 BY系列示踪剂的应用情况
5.经过示踪剂监测验证了部分油藏的连通情况、对部分油藏的现状提出了连 通的依据 ●TK730监测井组中的TK632井示踪剂响应，认为两井处于同一缝洞体系
第二部分 示踪剂的物理、化学特性
2、各种示踪剂的监测极限
示踪剂的检测极限决定了示踪剂的性能、技术指标和单井使用量。表中显示 了各种示踪剂的检测极限具体情况。
序号 品种名 检测极限 1 硝酸铵 PPm 2 硫氰酸铵 PPm 3 溴化钠 PPm 4 碘化钾 PPb 5 尿素 PPm 6 微量物质 PPq 7 BY系列 PPb 8 氚水 PPt 9 钆 PPt 10 碘135 PPt
二酮双吡咯 C28H20N3O5 478 100克 3～11 小于6埃
BY-2
噻唑蒽酮 C26H19N3O5S2 517 30克 5～11 小于9埃
BY-3
氟代双吡唑 C30H22F6N2O6 620 120克 3～11 小于10埃
●一般不易被岩层和油层吸附，
小于1nm的分子直径（相对二十 烷烃更小）容易通过各种岩层孔 隙； ●合适的水中溶解度和相对较轻 的质量，使其比无机盐类更容易 和注入水的水头保持同步。
279 286
270 252
262 163
254 70
235 50
223 30
第三部分 BY系列和常规示踪剂的室内实验
2、示踪剂热稳定与矿化度适应试验
配制浓度0.002ppm的BY-1示踪剂和普通显光物示踪剂，分别矿化度为
0.5×104-20×104的盐水相混合，静置一周后，测试光强度，结果显示矿化度 对BY-1示踪剂的影响较小
第二部分 示踪剂的物理、化学特性
（2）化学类示踪剂 ③溴化钠（钾）（NaBr），无色吸湿性立方系晶体，相对密度2.75g/cm3，分子量为 102.88，水中溶解度大于90%； 优点：其Br-与地层水物质很少交换，吸附量较小，检测精度高于硫氰酸铵。 缺点：溴化钠（钾）的价格远高于上述两种化学示踪剂，检测过程较繁琐。 ④碘化钾（KI），无色或白色吸湿立方粒状晶体,相对密度3.13g/cm3，分子量为165.99 ，有潮解性，水中溶解度大于99%。 优点：检测精度极高为上三种的千分之一，地层中无此类物质。 缺点：其价格是化学示踪剂中最高的（约20万元/吨）。 ⑤工业尿素（CO(NH2)2），白色吸湿立方粒状晶体，有潮解性，水中溶解度大于95%，密 度1.335，分子量为60.06，含氮量为46%。 优点：易检测。较经济； 缺点：在地层水含细菌丰富时可成为其食物，遇热易分解，用量大。
化度影响试验数据统计表
水矿化度（PPm） 光强度（cd） BY-1（0.002PPm） 普通显光物（0.02PPm） 0.5×104 300 300 1.0×104 290 292 5×104 278 286 10×104 270 220 15×104 20×104 265 185 260 125 损失率 % 6．5 56．2
第二部分 示踪剂的物理、化学特性
③钆（Gd157），地层及所含流体中没有或含量极微的物质种类，检测极限值达
到10-13g/ml；
优点：示踪剂的检测极限高，可采用在采油井井口采样与井下检测相结合，分 小层算出钆示踪剂采出量和钆示踪可动水孔隙度。 缺点：检测技术要求高，仪器、设备昂贵。 钆（Gd）的热中子俘获截面特别大，天然Gd有7种核素，其原子质量、丰度和俘 获辐射核反应截面列于表1。155Gd和157Gd俘获辐射核反应截面特别大，钆元素的中子 特性主要决定于这两个核素。Gd原子核截面的加权平均值高达4900010-24 cm2。 质量相同的钆，热中子俘获截面是淡水的8456倍。在1g淡水中加入大约0.12mg钆则 可使俘获截面增加到45c.u. 对孔隙度大于30%的地层寿命测井可做定量解释。
条件下，分别放置72小时后测试其光强来自百度文库。试验表明BY-1示踪剂热稳定性
较好，而普通显光物示踪剂在100℃以上温度下，稳定性逐渐变差 。 热稳定试验数据统计表
温度℃ 光强度（cd） BY-1（0.002PPm） 普通显光物（0.02PPm） 25 300 300 40 295 290 50 294.8 288 60 292 285 80 90 100 120 130 140 损失率 % 20．1 89．6
第二部分 示踪剂的物理、化学特性
（3）放射同位素类示踪剂
常见的放射类示踪剂： ①氚水（HTO），是较低级别的重水之一，在很多工业领域得予应用，在油田井间监测中 更多的是应用其核物理量的可靠性，检测的灵敏性，是β 射线示踪剂，射线能量5.7KeV,射 程0.0055㎜，国家允许排放标准1.11×104Bq/L。 优点：检测精度极高，使用量极小，施工方便，经济可行。 缺点：具有放射对人体有或多或小的损害，半衰期很长（12.4年）极不易在地层中消除 ，对后期水处理有碍，使用受国家严格控制。 ②碘I135，是碘的氚化物质，是γ 射线示踪剂，射线能量30KeV—1.5MeV,半衰期70天射线 能量大于氚水10倍以上，穿透能力较大，国家允许排放标准1.11×104Bq/L。
10
1
1
0.0001
0.001
0.01 示踪剂浓度(ppm)
0.1
1
0.0001
0.001 0.01 0.1 示踪剂浓度(ppm)
1
1
0.0001
0.001 0.01 0.1 示踪剂浓度(ppm)
1
第三部分 BY系列和常规示踪剂的室内实验
2、示踪剂热稳定与矿化度适应试验
配制浓度0.002ppm的BY-1示踪剂和普通显光物示踪剂，在25-140℃
第三部分 BY系列和常规示踪剂的室内实验
1、示踪剂光度与浓度的关系研究
隐现光的产生是化学物质能从外界吸收并储存能量（如光能、化学能等）而进入激发态， 当其从激发态再回复到基态时，过剩的能量可以电磁辐射的形式放射（即发光）。
RE RF IC
ISC
S1 NF A VR VR
RE
隐现光物质浓度与光强度关系式
1、国内各种示踪剂的物理化学特性
（1）染料类示踪剂
这类示踪剂是最早的示踪剂品种，最开始它主要适用于寻找井间的连通性，常见的 品种有胭脂红、柠檬兰，它们都是红色或蓝色微细结晶粉末极易溶于水中。 优点：在低温油藏（小于60℃）用于判别储层具有直观性。
缺点：用作示踪监测时难以量化检测，用量极大。
第二部分 示踪剂的物理、化学特性
推进速度大幅下降。部分油井的含水上升有所好转。 2.注水段塞的间隔、水量得到调整，注采反应戒直接水淹情况减少。
3.在注水压锥的同时，有目的性的将示踪监测的范围扩大以证实缝洞油藏
的连通范围。
第四部分 BY系列示踪剂的应用情况
4.在参考砂岩油藏的经验做法的监测上，力求缝洞油藏的示踪剂监测的具体 操作方法。
第二部分 示踪剂的物理、化学特性
BY系列感光类示踪剂的主要特性 含有示踪结构的水溶性低分子量聚合物载体，保证了在高温、高压的地层中，长时间 运行下，示踪功能性的稳定。
●化学稳定和高检测灵敏度；
水溶性示踪功能聚合物
结构类型 分子式 分子量 百克水中溶解度20℃ 稳定PH值范围 稀溶液中分子直径
BY-1
第二部分 示踪剂的物理、化学特性
②螯合微量物质（Mg、Ti、Al等） 类示踪剂：是一个比较大的示踪剂 家族，它是地层及所含流体中没有 或含量极微的物质种类，其具有很 高的检测极限值，可应用品种多。 优点：示踪剂的检测极限高，可 应用品种多，施工方便，经济可行 ，用量极少。 缺点：必须具备HR-ICP-SM仪器， 这类示踪剂的购买、运输、保存都 有较严格的要求，排出水的离子含 量必须小于国家环保要求，检测技 术要求高，单井费用高。
VR
If=2.3φIoεLC
式中： If—隐现光强度（单位立体角内的光
T
P
通量，cd—坎德拉）
Io—激发光强度（cd） ε—摩尔吸光系数（L/(mol·cm）
S0
C —溶液中隐现光物质的浓度（ppb） L—液池厚度(mm)
NF—普通隐现光，A—吸收，RF—共振隐现光，P—磷光，VR—碰 撞震动弛豫，IC –内转换，ISC—系统间交叉，RE—化学反应