一種利用穩(wěn)定性同位素15n進行井間監(jiān)測的方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于示蹤測試【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種利用穩(wěn)定性同位素15N進行井間監(jiān)測的方法，其特征在于，包含以下步驟：選取穩(wěn)定性同位素15N標記的15NH4+作為示蹤離子化合物配制成示蹤劑溶液，選取強酸性陽離子樹脂作為示蹤載體并將其進行預處理，將15NH4+吸附于強酸性陽離子樹脂上制得樹脂微球固體示蹤載體，制備好的樹脂微球固體示蹤載體注入注水井中，根據(jù)取樣設計要求在監(jiān)測油井中取樣，將取回的樣品進行過濾、清洗，得到樹脂微球固體示蹤載體，利用洗脫溶液將所有的15NH4+從樹脂微球固體示蹤載體解吸下來，檢測15NH4+在洗脫后的溶液中含量。本發(fā)明分析測試手段簡單、費用低廉、可廣泛應用。
【專利說明】—種利用穩(wěn)定性同位素15N進行井間監(jiān)測的方法
【【技術(shù)領(lǐng)域】】
[0001]本發(fā)明屬于示蹤測試【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種利用穩(wěn)定性同位素15N進行井間監(jiān)測的方法。
【【背景技術(shù)】】
[0002]隨著油藏開發(fā)向精細注水、精細注汽方向發(fā)展，生產(chǎn)測試也逐漸向精細分層測試方向轉(zhuǎn)變，油藏監(jiān)測的手段也越來越重要。井間示蹤方法是描述有關(guān)井間油層非均質(zhì)性和流動性的重要手段，通過該技術(shù)可以確定井組連通性、油水井間高滲層、斷層性質(zhì)以及剩余油飽和度評價等特征。井間示蹤測試是將示蹤劑注入到注水井中，在周圍生產(chǎn)井中監(jiān)測示蹤劑的產(chǎn)出情況，生產(chǎn)井中若有示蹤劑出現(xiàn)，則證明注水井與生產(chǎn)井是連通的，并且是注入水的主要推進方向。利用示蹤劑的突破時間，可確定各井注入流體的突破速度，連通層的多少與示蹤劑產(chǎn)出的峰值數(shù)相關(guān)，通過軟件擬合計算，可定量描述注水井和生產(chǎn)井的連通程度以及儲層在平面上和縱向上的非均勻質(zhì)性。選用的示蹤劑能有效地追蹤注入流體，監(jiān)測示蹤劑在井內(nèi)和油層中的動態(tài)，準確地錄取資料，通過計算分析得出結(jié)果，從而達到井間監(jiān)測的目的。
[0003]同位素示蹤劑是今年來發(fā)展起來的用于描述有關(guān)井間油層非均質(zhì)性和流動性的重要手段，與傳統(tǒng)的化學示蹤相比，同位素示蹤技術(shù)具有明顯的技術(shù)先進性，其種類多，檢測靈敏度高，穩(wěn)定性和通用性好，與地層流體配伍性好等，能夠滿足油田多井組-多層位-多示蹤劑的需要。從應用發(fā)展趨勢上看，同位素示蹤技術(shù)因其特有的優(yōu)勢而得到迅速發(fā)展和應用，并成為公認的描述有關(guān)井間油層非均質(zhì)性和流動性的重要手段，并逐漸取代化學示蹤技術(shù)。應用該項技術(shù)可定量評價注入流線分布，油井單向、多向受效情況，井間儲層連通性、水線推進速度及注入水突進層位，建立水推速度與注水強度關(guān)系，確定平面及剖面壓力場分布，落實斷層性質(zhì)，評價剩余油分布，進而在整體上認識油水運動規(guī)律，對于油田二次采油和三次采油計劃的實施，具有重要的現(xiàn)實意義。
[0004]同位素示蹤劑包括放射性同位素示蹤劑和穩(wěn)定性同位素示蹤劑。放射性同位素示蹤劑主要為氚代化合物，如氚水、氚化氫、氚化庚烷等，這類示蹤劑雖然具有用量少、檢測方便且檢測分辨率高等優(yōu)點，但是由于它們具有放射性，對人員、環(huán)境安全不利，在應用上受到很大的限制。穩(wěn)定性同位素示蹤劑具有無高溫轉(zhuǎn)化、無放射性危害、用量少、現(xiàn)場操作方便、測量精度高等特點，但是穩(wěn)定性同位素示蹤劑的品種比較少，有些取樣后仍需通過室內(nèi)的原子反應堆激活，用中子活化法測量其放射性活度，只能由原子能機構(gòu)進行室內(nèi)檢測操作，其分析測試手段繁雜，費用昂貴，在應用上受到限。
【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0005]為了解決所述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提供一種利用穩(wěn)定性同位素15N進行井間監(jiān)測的方法，分析測試手段簡單、費用低廉、可廣泛應用，其特征在于，包含以下步驟:
[0006](I)配制示蹤劑溶液:選取穩(wěn)定性同位素15N作為示蹤同位素，以15N標記的15NH4+作為示蹤離子化合物并將示蹤離子化合物配制成示蹤劑溶液；
[0007](2)選取示蹤載體:選取強酸性陽離子樹脂作為示蹤載體并將其進行預處理；
[0008](3)吸附:將步驟(I)中制備好的示蹤劑溶液通入步驟(2)中預處理后的強酸性陽離子樹脂中，使15NH4+吸附于強酸性陽離子樹脂上制得樹脂微球固體示蹤載體；
[0009](4)注樣:將步驟(3)中制備好的樹脂微球固體示蹤載體注入注水井中；
[0010](5)取樣:根據(jù)取樣設計要求在監(jiān)測油井中取樣，取樣時間間隔固定，取樣的時間間隔以1-4天為宜；
[0011](6)樣品處理:將步驟(5)中取回的樣品進行過濾、清洗，得到樹脂微球固體示蹤載體；
[0012](7)解吸:配制洗脫溶液，并將洗脫溶液通入步驟(6)中所得的樹脂微球固體示蹤載體中，直至所有的15NH4+全部從樹脂微球固體示蹤載體解吸下來；
[0013](8)含量檢測及分析:檢測15NH4+在洗脫后的溶液中含量，進行進一步分析及處理，制備示蹤劑響應曲線。
[0014]所述步驟(2)中的強酸性陽離子樹脂為強酸性苯乙烯系陽離子交換樹脂或強酸性丙烯酸系陽離子交換樹脂中的一種。
[0015]所述步驟(2)中的強酸性陽離子樹脂的預處理方法為:(I )將強酸性陽離子新樹脂裝入柱形容器中(最好為交換柱)，用合格的自來水大量清洗新樹脂到流出的水清澈為止；(II)用3%-4%符合要求的HCl溶液浸泡樹脂1-2小時，量以高出樹脂為準，然后再用2-3倍樹脂體積量的同樣濃度的HCl動態(tài)的流過樹脂；(III)用除鹽水清洗樹脂中的酸到流出水接近中性為止；(IV)用4%-5%符合要求的NaOH溶液浸泡樹脂1_2小時，量以高出樹脂為準，然后再用2-3倍樹脂體積量的同樣濃度的NaOH動態(tài)的流過樹脂；(V)用除鹽水大量清洗樹脂中的堿直到流出水接近中性為止。
[0016]所述步驟(4 )中樹脂微球固體示蹤載體可通過釋放器在井下釋放或者在井口處直接傾倒入注水井內(nèi)。
[0017]所述步驟(8)中利用ICP-MS檢測15NH4+的含量。
[0018]所述步驟(7)中的洗脫溶液中含有Fe3+、Fe2+、Mn2+、Ca2+、Mg2+、K+中的一種或幾種。
[0019]示蹤離子化合物15NH4+中的H元素選用同位素氘，即采用雙同位素進行標記，表示為 15N2H4+。
[0020]本發(fā)明的有益效果為:本發(fā)明將以15N標記的15NH4+作為示蹤離子化合物吸附于強酸性陽離子樹脂載體上，取樣后，再將以15N標記的15NH4+作為示蹤離子化合物從強酸性陽離子樹脂載體上解吸下來，利用ICP-MS檢測15NH4+的含量，取樣后省去了室內(nèi)的原子反應堆激活、用中子活化法測量其放射性活度的過程，分析測試手段簡單、費用低廉、可廣泛應用；樹脂微球固體示蹤載體在井口處直接傾倒入注水井內(nèi)，操作簡便；示蹤離子化合物15NH4+中的H元素選用同位素氘，即采用雙同位素進行標記，減少測試誤差，測試結(jié)果更加精確；該方法使油田工作人員認識到油藏內(nèi)部，提供油田開發(fā)過程中油藏剩余油飽和度及其分布規(guī)律的有關(guān)信息資料，為油田高效開發(fā)和長期穩(wěn)產(chǎn)提供強有力的技術(shù)支持和保障?！尽揪唧w實施方式】】
[0021]下面將結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步說明。
實施例
[0022]一種利用穩(wěn)定性同位素15N進行井間監(jiān)測的方法，其特征在于，包含以下步驟:
[0023](I)配制示蹤劑溶液:選取穩(wěn)定性同位素15N作為示蹤同位素，以15N標記的15NH4+作為示蹤離子化合物并將示蹤離子化合物配制成示蹤劑溶液；
[0024](2)選取示蹤載體:選取強酸性陽離子樹脂作為示蹤載體并將其進行預處理，強酸性陽離子樹脂為強酸性苯乙烯系陽離子交換樹脂或強酸性丙烯酸系陽離子交換樹脂中的一種，其預處理方法為:(I )將強酸性陽離子新樹脂裝入柱形容器中(最好為交換柱)，用合格的自來水大量清洗新樹脂到流出的水清澈為止；(II)用3%-4%符合要求的HCl溶液浸泡樹脂1-2小時，量以高出樹脂為準，然后再用2-3倍樹脂體積量的同樣濃度的HCl動態(tài)的流過樹脂；(III)用除鹽水清洗樹脂中的酸到流出水接近中性為止；(IV)用4%-5%符合要求的NaOH溶液浸泡樹脂1-2小時，量以高出樹脂為準，然后再用2-3倍樹脂體積量的同樣濃度的NaOH動態(tài)的流過樹脂；(V)用除鹽水大量清洗樹脂中的堿直到流出水接近中性為止；
[0025](3)吸附:將步驟(I)中制備好的示蹤劑溶液通入步驟(2)中預處理后的強酸性陽離子樹脂中，使15NH4+吸附于強酸性陽離子樹脂上制得樹脂微球固體示蹤載體；
[0026](4)注樣:將步驟(3)中制備好的樹脂微球固體示蹤載體通過釋放器在井下釋放或者在井口處直接傾倒入注水井內(nèi)；
[0027](5)取樣:根據(jù)取樣設計要求在監(jiān)測油井中取樣，取樣時間間隔固定，取樣的時間間隔以1-4天為宜；
[0028](6)樣品處理:將步驟(5)中取回的樣品進行過濾、清洗，得到樹脂微球固體示蹤載體；
[0029](7)解吸:配制洗脫溶液，洗脫溶液中含有Fe3+、Fe2+、Mn2+、Ca2+、Mg2+、K+中的一種或幾種，并將洗脫溶液通入步驟(6)中所得的樹脂微球固體示蹤載體中，直至所有的15NH4+全部從樹脂微球固體示蹤載體解吸下來；
[0030](8)含量檢測及分析:利用ICP-MS檢測15NH4+的含量在洗脫后的溶液中含量，進行進一步分析及處理，制備示蹤劑響應曲線。
[0031]示蹤離子化合物15NH4+中的H元素選用同位素氘，即采用雙同位素進行標記，表示為 15N2H4+。
[0032]本發(fā)明將以15N標記的15NH4+作為示蹤離子化合物吸附于強酸性陽離子樹脂載體上，取樣后，再將以15N標記的15NH4+作為示蹤離子化合物從強酸性陽離子樹脂載體上解吸下來，利用ICP-MS檢測15NH4+的含量，取樣后省去了室內(nèi)的原子反應堆激活、用中子活化法測量其放射性活度的過程，分析測試手段簡單、費用低廉、可廣泛應用；樹脂微球固體示蹤載體在井口處直接傾倒入注水井內(nèi)，操作簡便；示蹤離子化合物15NH4+中的H元素選用同位素氘，即采用雙同位素進行標記，減少測試誤差，測試結(jié)果更加精確；該方法使油田工作人員認識到油藏內(nèi)部，提供油田開發(fā)過程中油藏剩余油飽和度及其分布規(guī)律的有關(guān)信息資料，為油田高效開發(fā)和長期穩(wěn)產(chǎn)提供強有力的技術(shù)支持和保障。
[0033]以上對本發(fā)明的一個實施例進行了詳細說明，但所述內(nèi)容僅為本發(fā)明的較佳實施例，不能被認為用于限定本發(fā)明的實施范圍。凡依本發(fā)明申請范圍所作的均等變化與改進等，均應仍歸屬于本發(fā)明的專利涵蓋范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種利用穩(wěn)定性同位素15N進行井間監(jiān)測的方法，其特征在于，包含以下步驟: (1)配制示蹤劑溶液:選取穩(wěn)定性同位素15N作為示蹤同位素，以15N標記的15NH4+作為示蹤離子化合物并將示蹤離子化合物配制成示蹤劑溶液； (2)選取示蹤載體:選取強酸性陽離子樹脂作為示蹤載體并將其進行預處理； (3)吸附:將步驟(I)中制備好的示蹤劑溶液通入步驟(2)中預處理后的強酸性陽離子樹脂中，使15NH4+吸附于強酸性陽離子樹脂上制得樹脂微球固體示蹤載體； (4)注樣:將步驟(3)中制備好的樹脂微球固體示蹤載體注入注水井中； (5 )取樣:根據(jù)取樣設計要求在監(jiān)測油井中取樣，取樣時間間隔固定，取樣的時間間隔以1-4天為宜； (6)樣品處理:將步驟(5)中取回的樣品進行過濾、清洗，得到樹脂微球固體示蹤載體； (7)解吸:配制洗脫溶液，并將洗脫溶液通入步驟(6)中所得的樹脂微球固體示蹤載體中，直至所有的15NH4+全部從樹脂微球固體示蹤載體解吸下來； (8)含量檢測及分析:檢測15NH4+在洗脫后的溶液中含量，進行進一步分析及處理，制備示蹤劑響應曲線。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用穩(wěn)定性同位素15N進行井間監(jiān)測的方法，其特征在于:所述步驟(2)中的強酸性陽離子樹脂為強酸性苯乙烯系陽離子交換樹脂或強酸性丙烯酸系陽離子交換樹脂中的一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用穩(wěn)定性同位素15N進行井間監(jiān)測的方法，其特征在于:所述步驟(2)中的強酸性陽離子樹脂的預處理方法為:(I )將強酸性陽離子新樹脂裝入柱形容器中(最好為交換柱)，用合格的自來水大量清洗新樹脂到流出的水清澈為止；(II)用3%-4%符合要求的HCl溶液浸泡樹脂1-2小時，量以高出樹脂為準，然后再用2-3倍樹脂體積量的同樣濃度的HCl動態(tài)的流過樹脂；(III)用除鹽水清洗樹脂中的酸到流出水接近中性為止；(IV)用4%-5%符合要求的NaOH溶液浸泡樹脂1_2小時，量以高出樹脂為準，然后再用2-3倍樹脂體積量的同樣濃度的NaOH動態(tài)的流過樹脂；(V)用除鹽水大量清洗樹脂中的堿直到流出水接近中性為止。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用穩(wěn)定性同位素15N進行井間監(jiān)測的方法，其特征在于:所述步驟(4)中樹脂微球固體示蹤載體可通過釋放器在井下釋放或者在井口處直接傾倒入注水井內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用穩(wěn)定性同位素15N進行井間監(jiān)測的方法，其特征在于:所述步驟(8)中利用ICP-MS檢測15NH4+的含量。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用穩(wěn)定性同位素15N進行井間監(jiān)測的方法，其特征在于:所述步驟(7)中的洗脫溶液中含有Fe3+、Fe2+、Mn2+、Ca2+、Mg2+、K+中的一種或幾種。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用穩(wěn)定性同位素15N進行井間監(jiān)測的方法，其特征在于:示蹤離子化合物15NH4+中的H元素選用同位素氘，即采用雙同位素進行標記，表示為15N2H4+o
【文檔編號】E21B47/11GK104514551SQ201310471538
【公開日】2015年4月15日 申請日期:2013年10月7日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月7日
【發(fā)明者】姜義 申請人:天津大港油田圣達科技有限公司