示蹤劑技術在油田調剖設計中的應用

溫守國，謝詩章，王躍寬，黃 成，孟科全

（中海油能源發展股份有限公司工程技術分公司，天津 300452）

示蹤劑技術在油田調剖設計中的應用

溫守國，謝詩章，王躍寬，黃 成，孟科全

（中海油能源發展股份有限公司工程技術分公司，天津 300452）

針對油田調剖設計中，與油藏水竄情況結合不足，部分參數仍依靠經驗確定的問題，提出利用示蹤劑測試技術指導調剖設計的思路。通過對目標井組注入示蹤劑后檢測示蹤劑產出濃度，并利用半解析方法對檢測結果進行解釋，最終可得到注入水突進方向、速度，水竄通道體積、滲透率、孔喉半徑等參數，從而明確井組水竄狀況。結合上述信息，能夠對調剖劑用量、強度、粒徑等參數進行合理設計，消除經驗設計中的不確定性。此次選擇QHD32-6油田D02為目標井組，通過示蹤劑結果指導了納米微球調剖劑參數設計。調剖后，示蹤劑解釋得到的水竄嚴重突進單井的增油效果最為明顯，證明了通過示蹤劑結果指導調剖設計的合理性。

示蹤劑；調剖；設計；水竄；納米微球

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

為保證調剖措施的有效實施，需要詳細了解目標井組的水竄情況，根據水竄通道參數開展調剖劑的設計。但目前設計過程中，部分參數仍沿用經驗值或原始測井資料進行計算。例如，調剖劑的用量通常使用公式（1）進行設計，其中調剖半徑rs一般通過經驗或室內物理模擬進行確定，用量計算結果與實際水竄通道體積存在差距，該參數設計過大可能會導致調剖劑浪費，設計過小會導致水竄通道封堵效果不好等問題[2]。另外，在使用顆粒類調剖劑過程中，目前通常根據原始測井中的高滲層滲透率選擇粒徑，與實際水竄通道孔喉存在不匹配的問題。

式中：Q-調剖劑用量，m3；rs-調剖半徑，m；h-目標層有效厚度，m；φ-目標層孔隙度，%。

本文提出將示蹤劑測試技術與調剖設計相結合的思路，即在調剖前，向目標井注入示蹤劑，隨后檢測周圍油井產出水中示蹤劑濃度，通過解釋最終得到井間水竄通道參數，從而用以指導調剖設計，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剖技術研究。

表1 示蹤劑結果與調剖設計要求對應表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 年轉注后，周圍油井含水上升較快，具體動態數據（見表2）。

表2 D02井組動態數據表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，提高水驅油的波及面積，要求對該井實施調剖措施。

2 示蹤劑測試

為了解D02井組水驅情況，2016年10月8日向D02井注入2，6-氟苯甲酸示蹤劑130kg，累計注入12h，共60 m3。多篇文獻報道，氟苯甲酸示蹤劑具有穩定性好、地層無本底、測試精度高、用量少等優點，非常適合于油田水示蹤使用[3]。

2.1 檢測結果

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

2.2 水竄通道情況

利用半解析解釋方法對示蹤劑產出曲線進行擬合[5]，得到井組水竄通道參數（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井示蹤劑產出濃度圖Fig.1 Tracer output concentration of well D03

圖2 D07井示蹤劑產出濃度圖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Tab.3 Water breakthrough parameters of well group D02

3 調剖設計及應用效果

3.1 調剖設計

此次選擇納米微球顆粒進行D02井組調剖，該類堵劑是一種預交聯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，可以發生水化膨脹，其自身或微球之間相互作用，對水相高滲通道形成流動阻力，從而擴大水相波及體積，達到增油的目的。

根據示蹤劑結果，開展了納米微球調剖劑的設計，具體如下：

調剖劑用量：根據示蹤劑結果，此次重點需要封堵D02井與D03、D07間的水竄通道，因此設計總用量為35 000 m3。

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

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

3.2 增油效果分析

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

表4 D02井組調剖后增油統計表Tab.4 Increasing oil production of well group D02

由表4結果表明，調剖后，整個井組增油效果明顯。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果中水竄最為嚴重的井，這一結果一方面反映出此次調剖設計的合理性，同時也表明示蹤劑指導調剖設計方法的可靠性。

目前該井組產油量基本保持穩定，除D03、D07井外其余各井也有一定增油效果。說明調剖劑封堵水竄通道后，注入水突進得到抑制，向其余井分配比例變大，真正實現了調剖的作用。

4 結論及建議

（1）提供了一種利用示蹤劑技術指導調剖的方法，能夠利用示蹤劑解釋出的水竄通道參數對調剖劑進行針對性設計。該方法的合理性已在QHD32-6油田D02井組得到驗證。

（2）在調剖設計時，除了利用示蹤劑測試數據外，還應考慮其他因素，同時利用物模、數模等手段進行綜合評估。

（3）后續建議在調剖前后均開展示蹤劑測試，一方面用于指導調剖設計，另一方面通過前后數據對比，可更直觀了解調剖劑對水竄通道的封堵效果。

［1］王迪.江蘇油田調剖劑及后續注入水擴散狀況評價實驗［D］.荊州：長江大學，2014.

［2］張繼成，何曉茹，王瀟悅，等.JYC油田8106-5井調剖設計及效果預測［J］.數學的實踐與認識，2015，45（3）：48-54.

［3］王躍寬，聯翩，溫守國，等.渤海油田氟苯甲酸示蹤劑適應性研究［J］.科學技術與工程，2014，35（14）：216-219.

［4］孟科全，黃小鳳，溫守國，王躍寬，等.液質聯用法測定2，3，4，5-四氟苯甲酸示蹤劑研究與應用［J］.應用化工，2016，45（增刊 2）：208-210.

［5］劉同敬，姜漢橋，李秀生，等.井間示蹤劑測試半解析方法體系數學模型［J］.石油學報，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-），示蹤劑技術工程師，2010年畢業于中國石油大學（華東）油氣田開發工程專業，碩士研究生，現主要從事油田示蹤劑監測技術的研究與應用工作，郵箱：wenshg@cnooc.com.cn。