示踪剂技术在油田调剖设计中的应用

温守国，谢诗章，王跃宽，黄 成，孟科全

（中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司，天津 300452）

示踪剂技术在油田调剖设计中的应用

温守国，谢诗章，王跃宽，黄 成，孟科全

（中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司，天津 300452）

针对油田调剖设计中，与油藏水窜情况结合不足，部分参数仍依靠经验确定的问题，提出利用示踪剂测试技术指导调剖设计的思路。通过对目标井组注入示踪剂后检测示踪剂产出浓度，并利用半解析方法对检测结果进行解释，最终可得到注入水突进方向、速度，水窜通道体积、渗透率、孔喉半径等参数，从而明确井组水窜状况。结合上述信息，能够对调剖剂用量、强度、粒径等参数进行合理设计，消除经验设计中的不确定性。此次选择QHD32-6油田D02为目标井组，通过示踪剂结果指导了纳米微球调剖剂参数设计。调剖后，示踪剂解释得到的水窜严重突进单井的增油效果最为明显，证明了通过示踪剂结果指导调剖设计的合理性。

示踪剂；调剖；设计；水窜；纳米微球

随着油田注水开发，由于地层非均质性影响，注入水沿高渗层逐渐向油井突进，最终在油井突破，导致井组注入水短路，波及范围变小，无法发挥正常的驱油作用，使油田采出程度大大降低。针对这一问题，目前通常采用调剖措施，即向注水井中注入化学药剂对水窜通道进行封堵，从而增大注入水波及范围，提高井组采收率。常用的调剖用化学堵剂包括：凝胶类调剖剂、颗粒类调剖剂、泡沫类调剖剂、微生物调剖剂等[1]，上述药剂在各自的适用范围内均发挥了较大的作用。

为保证调剖措施的有效实施，需要详细了解目标井组的水窜情况，根据水窜通道参数开展调剖剂的设计。但目前设计过程中，部分参数仍沿用经验值或原始测井资料进行计算。例如，调剖剂的用量通常使用公式（1）进行设计，其中调剖半径rs一般通过经验或室内物理模拟进行确定，用量计算结果与实际水窜通道体积存在差距，该参数设计过大可能会导致调剖剂浪费，设计过小会导致水窜通道封堵效果不好等问题[2]。另外，在使用颗粒类调剖剂过程中，目前通常根据原始测井中的高渗层渗透率选择粒径，与实际水窜通道孔喉存在不匹配的问题。

式中：Q-调剖剂用量，m3；rs-调剖半径，m；h-目标层有效厚度，m；φ-目标层孔隙度，%。

本文提出将示踪剂测试技术与调剖设计相结合的思路，即在调剖前，向目标井注入示踪剂，随后检测周围油井产出水中示踪剂浓度，通过解释最终得到井间水窜通道参数，从而用以指导调剖设计，具体方法（见表1）。此次选择QHD32-6油田D02井组开展示踪剂与调剖技术研究。

表1 示踪剂结果与调剖设计要求对应表Tab.1 Tracer results and profile control design requirements

1 D02井组情况

D02井组目前注水层位为NmI3小层，该层平均厚度为 12.1 m，平均井距 377 m，渗透率为 246.9×10-3μm2～3 746×10-3μm2，D02 井自 2015 年转注后，周围油井含水上升较快，具体动态数据（见表2）。

表2 D02井组动态数据表Tab.2 Production data of well group D02

目前D02井组综合含水较高，且平面矛盾突出。为改善井组平面矛盾，堵塞大孔道，提高水驱油的波及面积，要求对该井实施调剖措施。

2 示踪剂测试

为了解D02井组水驱情况，2016年10月8日向D02井注入2，6-氟苯甲酸示踪剂130kg，累计注入12h，共60 m3。多篇文献报道，氟苯甲酸示踪剂具有稳定性好、地层无本底、测试精度高、用量少等优点，非常适合于油田水示踪使用[3]。

2.1 检测结果

示踪剂注入后，每天从周围油井取样脱水，并利用液质联用法进行2，6-氟苯甲酸示踪剂浓度检测[4]。截止2017年6月25日，整个井组仅有D03和D07井见剂，具体（见图1、图2）。分析认为，目前D02井注入水主要向D03和D07井突进，突破时间分别为142 d和59 d，突进速度为2.56 m/d，6.25 m/d。其中D07井见剂时间早，且产出浓度高，在该方向的水窜情况最为严重。

2.2 水窜通道情况

利用半解析解释方法对示踪剂产出曲线进行拟合[5]，得到井组水窜通道参数（见图3，表3）。

目前D03、D07井与D02井间通道渗透率介于6 000 mD～16 000 mD，孔喉半径 14 μm～23 μm，属于井间高渗层，水窜通道总体积为39 465 m3。

图1 D03井示踪剂产出浓度图Fig.1 Tracer output concentration of well D03

图2 D07井示踪剂产出浓度图Fig.2 Tracer output concentration of well D07

图3 D02井组水窜通道渗透率分布图Fig.3 Permeability distribution of water breakthrough channels in well group D02

表3 D02井组水窜通道参数Tab.3 Water breakthrough parameters of well group D02

3 调剖设计及应用效果

3.1 调剖设计

此次选择纳米微球颗粒进行D02井组调剖，该类堵剂是一种预交联的水分散高分子微凝胶，其初始粒径小，可以深入到地层深部，在地层水矿化度和温度的作用下，可以发生水化膨胀，其自身或微球之间相互作用，对水相高渗通道形成流动阻力，从而扩大水相波及体积，达到增油的目的。

根据示踪剂结果，开展了纳米微球调剖剂的设计，具体如下：

调剖剂用量：根据示踪剂结果，此次重点需要封堵D02井与D03、D07间的水窜通道，因此设计总用量为35 000 m3。

纳米微球选择：选择初始粒径为800 nm～1 200 nm的微球，该类产品在地层条件下40 d内可膨胀20倍，即16 μm～24 μm。其中，微球膨胀时间小于示踪剂见剂时间，膨胀后粒径和水窜通道孔喉半径基本匹配。

调剖剂注入速度及浓度：调剖注入速度和注水量基本保持在650 m3/d。为适应6 000 mD～16 000 mD的渗透率，注入浓度选择2 000 mg/L～3 000 mg/L，根据压力情况进行调整。

3.2 增油效果分析

D02井组于2017年7月1日至9月5日完成调剖注入，截止2017年11月1日井组累计增油4 424.7 m3，具体（见表4）。

表4 D02井组调剖后增油统计表Tab.4 Increasing oil production of well group D02

由表4结果表明，调剖后，整个井组增油效果明显。其中D07井增油效果最好，其次为D03井，上述两井为示踪剂解释结果中水窜最为严重的井，这一结果一方面反映出此次调剖设计的合理性，同时也表明示踪剂指导调剖设计方法的可靠性。

目前该井组产油量基本保持稳定，除D03、D07井外其余各井也有一定增油效果。说明调剖剂封堵水窜通道后，注入水突进得到抑制，向其余井分配比例变大，真正实现了调剖的作用。

4 结论及建议

（1）提供了一种利用示踪剂技术指导调剖的方法，能够利用示踪剂解释出的水窜通道参数对调剖剂进行针对性设计。该方法的合理性已在QHD32-6油田D02井组得到验证。

（2）在调剖设计时，除了利用示踪剂测试数据外，还应考虑其他因素，同时利用物模、数模等手段进行综合评估。

（3）后续建议在调剖前后均开展示踪剂测试，一方面用于指导调剖设计，另一方面通过前后数据对比，可更直观了解调剖剂对水窜通道的封堵效果。

［1］王迪.江苏油田调剖剂及后续注入水扩散状况评价实验［D］.荆州：长江大学，2014.

［2］张继成，何晓茹，王潇悦，等.JYC油田8106-5井调剖设计及效果预测［J］.数学的实践与认识，2015，45（3）：48-54.

［3］王跃宽，联翩，温守国，等.渤海油田氟苯甲酸示踪剂适应性研究［J］.科学技术与工程，2014，35（14）：216-219.

［4］孟科全，黄小凤，温守国，王跃宽，等.液质联用法测定2，3，4，5-四氟苯甲酸示踪剂研究与应用［J］.应用化工，2016，45（增刊 2）：208-210.

［5］刘同敬，姜汉桥，李秀生，等.井间示踪剂测试半解析方法体系数学模型［J］.石油学报，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

温守国，男（1985-），示踪剂技术工程师，2010年毕业于中国石油大学（华东）油气田开发工程专业，硕士研究生，现主要从事油田示踪剂监测技术的研究与应用工作，邮箱：wenshg@cnooc.com.cn。