專利名稱：微擾井間示蹤測(cè)試法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及油藏井間示蹤技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種涉及到開發(fā)儲(chǔ)層的監(jiān)測(cè)和評(píng)價(jià)的微擾井間示蹤測(cè)試法。
現(xiàn)有技術(shù)油藏開發(fā)過程中，井間示蹤測(cè)試可以確定注入流體的地下運(yùn)動(dòng)規(guī)律，并描述儲(chǔ)層的非均質(zhì)特征。其原理是將一定量合適的示蹤劑介入注入流體，使其通過注入井進(jìn)入儲(chǔ)層并跟隨注入流體穿越地層，最后被采油井采出；通過跟蹤監(jiān)測(cè)示蹤劑在采油井上的響應(yīng)，獲得注水井-采油井之間(井間)流體和儲(chǔ)層的信息。
井間示蹤測(cè)試工藝原理見附圖1a，典型的示蹤劑響應(yīng)曲線示意圖見附圖1b。
根據(jù)示蹤劑在注入井周圍相關(guān)采油井上的響應(yīng)曲線，可以獲得示蹤劑/注入流體的地下流動(dòng)動(dòng)力學(xué)信息，包括在井間儲(chǔ)層中的推進(jìn)速度、波及體積和在各采油井中的回采率等；利用示蹤劑的響應(yīng)，可以描述井間地層的非均質(zhì)特征；將示蹤響應(yīng)資料與計(jì)算機(jī)模型/模擬技術(shù)相結(jié)合，可以擴(kuò)大解釋范圍、提高解釋結(jié)果的綜合性、并進(jìn)一步量化和圖形化解釋結(jié)論。
井間示蹤測(cè)試所能夠直接獲得的信息是注入流體的地下運(yùn)動(dòng)狀況。這些信息集中反映了注入井在開發(fā)過程中的作用，是從注入井的視角出發(fā)觀察和研究油藏開發(fā)動(dòng)態(tài)問題的。這種技術(shù)已經(jīng)大量地應(yīng)用于油藏的二次開采和三次開采過程中，正在發(fā)揮著重要的作用。但是，井間示蹤測(cè)試的主要局限性在于以下幾個(gè)方面1、測(cè)試周期相對(duì)較長，一般需要幾個(gè)月甚至幾年的時(shí)間，才能夠獲得完整的示蹤劑采出曲線，進(jìn)而進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算和解釋。雖然測(cè)試過程中的示蹤劑響應(yīng)數(shù)據(jù)也可以直接用于動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)和生產(chǎn)調(diào)整(當(dāng)然這是重要的)，但多數(shù)情況下中間數(shù)據(jù)的應(yīng)用是定性的，量化解釋存在困難。
2、對(duì)于相應(yīng)的采油井，井間示蹤測(cè)試只能直接得到來自注入示蹤劑的注入井中注入流體的貢獻(xiàn)信息，不能獲得來自其它方向流體的貢獻(xiàn)信息。雖然在測(cè)試結(jié)束后，可以利用其它資料(如采油井的生產(chǎn)數(shù)據(jù)、測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)等)計(jì)算其它方向流體的貢獻(xiàn)，但得到的結(jié)果是間接的，影響準(zhǔn)確度，而且需要等待較長的時(shí)間。
3、一般井間示蹤測(cè)試數(shù)據(jù)的定量解釋是在假定穩(wěn)態(tài)生產(chǎn)的條件下進(jìn)行的，但這種假設(shè)在很多情況下不成立。尤其對(duì)處于注水開發(fā)中后期的油藏，堵水調(diào)剖、補(bǔ)層、壓裂等是經(jīng)常采取的增油措施；在不作業(yè)的情況下，通過改變生產(chǎn)井的注采速度優(yōu)化注采平衡也是常見的；這些措施必然影響地下流場(chǎng)。不穩(wěn)定生產(chǎn)給示蹤數(shù)據(jù)的定量解釋造成了困難，動(dòng)差分析法得到的結(jié)果是在一定程度上能夠接受的的平均值。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種方法---微擾井間示蹤測(cè)試法；利用這種方法，可以獲得微擾示蹤響應(yīng)；綜合解釋微擾示蹤響應(yīng)，可以獲得采油井上來自不同方向流體之間關(guān)系的信息、采油井周圍儲(chǔ)層參數(shù)信息、以及“即時(shí)”地獲得這些信息。
以上“流體”是指與被示蹤對(duì)象相同或類似的流體(如注入水、地層水)；“即時(shí)”是指較短的時(shí)間。
本發(fā)明的技術(shù)方案是在井間示蹤測(cè)試過程中，當(dāng)示蹤劑在采油井上的響應(yīng)出現(xiàn)后，有計(jì)劃地改變測(cè)試井組的正常工作制度，例如關(guān)/開采油井和/或注入井，或者改變注入井的注入速度，擾動(dòng)地下流體場(chǎng)，造成示蹤劑響應(yīng)的突變；研究示蹤劑響應(yīng)的突變，即可獲得采油井上來自不同方向流體之間關(guān)系的信息，并可據(jù)此計(jì)算采油井周圍儲(chǔ)層的地質(zhì)參數(shù)。
本發(fā)明涉及到一口采油井和兩口以上注入井，其中一口注入井注入了示蹤劑。注入井注入的流體可以是液體或氣體。
本發(fā)明中所涉及的示蹤劑可以是由人工合成后隨注入流體加入的某種物質(zhì)，也可以是原來存在于注入流體和/或地層流體中的一種或多種特異性標(biāo)識(shí)物。重要的是所有這些示蹤劑代表了不同來源的流體。
本發(fā)明涉及到一個(gè)均質(zhì)的單層和由多個(gè)均質(zhì)單層組成的層系。對(duì)于由多個(gè)均質(zhì)單層組成的層系，應(yīng)在不同的單層應(yīng)用不同的示蹤劑。
當(dāng)示蹤劑在采油井上出現(xiàn)響應(yīng)后，改變采油井或周圍相關(guān)注入井的工作制度，經(jīng)過較短的時(shí)間后再恢復(fù)到原來的工作制度，這一過程稱為微擾。微擾是短期的，即保證擾動(dòng)期間采油井周圍形成新的流體場(chǎng)，又不會(huì)長期改變?cè)瓉淼牧黧w場(chǎng)；微擾結(jié)束、恢復(fù)原來的工作制度后，地下流體場(chǎng)隨之恢復(fù)到原來狀態(tài)。由于微擾在短期內(nèi)改變了采油井周圍的流體場(chǎng)，各向流體對(duì)于示蹤劑的稀釋作用發(fā)生了改變，因而可以獲得示蹤劑響應(yīng)的突變信息。微擾的方式包括關(guān)/開采油井，關(guān)/開注入井，和增加/降低注入井的注入速度。
本發(fā)明所述的方法是通過井間示蹤測(cè)試中實(shí)施微擾實(shí)現(xiàn)的，可以獲得采油井上由于微擾造成的示蹤劑突變響應(yīng)；利用示蹤劑物質(zhì)平衡，解釋微擾造成的示蹤劑響應(yīng)突變，可以計(jì)算采油井上來自不同方向流體之間貢獻(xiàn)大小的比例關(guān)系。利用計(jì)算機(jī)模型模擬技術(shù)，擬合匹配突變響應(yīng)曲線，可以求解采油井周圍儲(chǔ)層的地質(zhì)參數(shù)。該方法具有快捷、準(zhǔn)確、信息量大、易于操作和干擾因素少等優(yōu)點(diǎn)；從采油井的視角出發(fā)，研究地下流體和儲(chǔ)層問題的，與傳統(tǒng)的井間示蹤測(cè)試互補(bǔ)；最適用于高、中滲透率儲(chǔ)層的開發(fā)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)。本發(fā)明的效果是在較短的時(shí)間內(nèi)完成的，不穩(wěn)定生產(chǎn)不影響其使用。在井間示蹤過程中實(shí)施的，不會(huì)過多增加成本，而且易于實(shí)現(xiàn)。


圖1為井間示蹤測(cè)試工藝原理。
圖2為典型的示蹤劑響應(yīng)曲線示意圖。
圖3為本發(fā)明的兩口注水井控制一口采油井的情況圖。
圖4為本發(fā)明的正常生產(chǎn)情況下的示蹤劑采出曲線圖。
圖5為本發(fā)明的采油井關(guān)井后占支配地位方向的水侵入次要方向的情況圖。
圖6為本發(fā)明的微擾示蹤響應(yīng)曲線示意圖(一)。
圖7為本發(fā)明的微擾示蹤響應(yīng)曲線示意圖(二)圖8為本發(fā)明的注水井?dāng)_動(dòng)的示蹤響應(yīng)曲線示意圖。
圖9為本發(fā)明的三口注水井控制一口采油井的情況圖。
具體實(shí)施例方式
1、兩口注水井控制一口采油井的情況當(dāng)兩口注水井控制一口采油井的時(shí)，采油井的水來自兩個(gè)方向，注水井A和注水井B。設(shè)在注水井A中注入示蹤劑，如圖3所示。正常生產(chǎn)情況下的示蹤劑采出曲線，如附圖4所示。
a采油井?dāng)_動(dòng)---關(guān)/開采油井在示蹤劑采出過程中關(guān)閉采油井，這時(shí)來自主要方向的水將繼續(xù)向前運(yùn)移，并侵入、驅(qū)替和置換次要來水方向占據(jù)的地層空間，如圖5所示。達(dá)到相對(duì)平衡后，再次開井生產(chǎn)。
如果A井方向是采油井來水的主要方向，采油井關(guān)/井?dāng)_動(dòng)后采出曲線將如圖6所示。
關(guān)井前和再次開井后示蹤劑物質(zhì)平衡公式為QC＝qa·ca(1)QC′＝(qa+qb)ca(2)則C′=(1+qbqa)C----(3)]]>定義，a=qaqa+qb=CC′----(4)]]>如果Q＝qa+qb則可以批分兩個(gè)來水方向的采水速度，
qa=QCC′----(5)]]>qb=Q(1-CC′)----(6)]]>如果A方向是次要的來水方向，采油井關(guān)井后，含有示蹤劑的水將被來自注水井B不含示蹤劑的水驅(qū)替，再開井后示蹤劑采出曲線將如圖7所示。
采油井再次開井后示蹤劑響應(yīng)將消失一段時(shí)間，再次突破時(shí)出現(xiàn)一個(gè)斜坡后迅速恢復(fù)到原來的曲線位置。這種響應(yīng)的解釋計(jì)算比較復(fù)雜。這時(shí)我們可以進(jìn)行注水井?dāng)_動(dòng)。
b注水井?dāng)_動(dòng)---關(guān)/開注水井B關(guān)閉注水井B。來自B方向的水流量將逐漸減少，經(jīng)過一定時(shí)間后不再流入采油井。示蹤劑響應(yīng)將逐漸升高，如圖8所示，到達(dá)頂點(diǎn)后出現(xiàn)一個(gè)近似的平臺(tái)，然后打開注水井B繼續(xù)正常生產(chǎn)。
由于關(guān)閉注水井B一定的時(shí)間后，B井方向的水不再對(duì)于示蹤劑產(chǎn)生稀釋作用，擾動(dòng)后濃度關(guān)系式同式3，這時(shí)可以用式4---式6進(jìn)行同樣的計(jì)算，得出A、B兩個(gè)方向來水流量之間的關(guān)系。
2、多口注水井的情況在一口采油井受到兩口以上注水井控制時(shí)，可以擾動(dòng)采油井，定性確定注入示蹤劑的注水井A是否占來水的支配地位。如果是占據(jù)支配地位的，采油井?dāng)_動(dòng)后示蹤劑的響應(yīng)曲線與附圖6相同；可以利用式4---式6進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算，只要把各式中的qb換成其它井的總q即可，這時(shí)能夠得到注入示蹤劑井方向的來水流量與其它各注水井方向來水流量總和的關(guān)系。
如果注入示蹤劑的注水井A不是該采油井來水的主要貢獻(xiàn)者，即不占有來水的控制地位，擾動(dòng)采油井示蹤劑響應(yīng)將出現(xiàn)同附圖7一樣的情況。無法直接進(jìn)行相關(guān)計(jì)算。
因此，要獲得一口采油井中來自不同注水井方向的來水流量之間的關(guān)系，需要進(jìn)行注水井?dāng)_動(dòng)，這里的擾動(dòng)是在沒有注入示蹤劑的注水井上進(jìn)行的。
考慮三口注水井的情況，如圖9所示。A井注入示蹤劑，B、C沒有注入示蹤劑。
假設(shè)擾動(dòng)B井關(guān)閉B井后，由于該方向壓力降低，A井方向的水運(yùn)移加快，逐漸侵入B方向，采出示蹤劑的濃度將增加。但是同樣地，C井方向的水也會(huì)加快運(yùn)移侵入B方向，造成示蹤劑的稀釋。示蹤劑濃度增長值 小于B方向空間全部被A井流體占據(jù)的情況。擾動(dòng)C井也會(huì)出現(xiàn)同樣的情況得到 可以假定，擾動(dòng)任何一口注水井造成的示蹤劑濃度增加值正比于其原始流量。
則有
qbqc+qb=ΔCBΔCB+ΔCC----(7)]]>qcqb+qc=ΔCCΔCB+ΔCC----(8)]]>qaqb+qc=ΔCmΔCB+ΔCC----(9)]]>Cm=CB+CC2----(10)]]>如果Q＝qa+qb+qc(11)則解由式7---式11組成的方程組，即可批分得到各來水方向的流量關(guān)系。對(duì)于有更多注水井時(shí)，可以根據(jù)三口注水井的情況類推計(jì)算比值。
3、多層的情況容易證明在多層的情況下，來自于沒有見到示蹤劑層中水的流量，對(duì)于計(jì)算見到示蹤劑的層各向流量的比值沒有影響。但這時(shí)無法直接批分流量，因?yàn)榱硪粋€(gè)層的稀釋作用是未知的。
可以考慮在不同的層注入不同的示蹤劑，這時(shí)采用微擾可以解釋不同層的問題。微擾計(jì)算時(shí)加上，不同示蹤劑峰值濃度的對(duì)比，可能在能夠接受的程度上批分流量。
無論如何在井間示蹤測(cè)試結(jié)束時(shí)，我們總可以得到A井的分流量qa，將qa與微擾公式聯(lián)立求解，即可以其它方向的分流量。
4、關(guān)于求解采油井周圍儲(chǔ)層參數(shù)附圖6和附圖7展示了采油井上兩種典型的微擾示蹤響應(yīng)。附圖6為微擾時(shí)攜帶示蹤劑的注入流體占產(chǎn)層產(chǎn)出流體的主導(dǎo)地位的情況，附圖7為微擾時(shí)攜帶示蹤劑的注入流體占產(chǎn)層產(chǎn)出流體的非主導(dǎo)地位的情況。
利用示蹤劑物質(zhì)平衡，解釋微擾造成的示蹤劑響應(yīng)突變，可以計(jì)算采油井上來自不同方向流體之間貢獻(xiàn)大小的比例關(guān)系。利用計(jì)算機(jī)模型模擬技術(shù)，擬合匹配突變響應(yīng)曲線，可以求解采油井周圍儲(chǔ)層的地質(zhì)參數(shù)。
微擾擾動(dòng)的時(shí)間需要考慮幾個(gè)因素；對(duì)于采油井?dāng)_動(dòng)，關(guān)/開井時(shí)間周期可以根據(jù)壓力恢復(fù)時(shí)間確定，一般不長于壓力恢復(fù)時(shí)間；對(duì)于注入井?dāng)_動(dòng)，需要考慮它與采油井的井距、注入速度、儲(chǔ)層參數(shù)和儲(chǔ)層內(nèi)流體的性質(zhì)等四個(gè)方面的基本參數(shù)，以獲得穩(wěn)定的突變響應(yīng)為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種微擾井間示蹤測(cè)試法，其特征在于包括以下步驟a、在井間示蹤測(cè)試過程中，當(dāng)示蹤劑在采油井上的響應(yīng)出現(xiàn)后，有計(jì)劃地改變測(cè)試井組的正常工作制度，例如關(guān)/開采油井和/或注入井、或者改變注入井的注入速度，擾動(dòng)地下流體場(chǎng)，造成示蹤劑響應(yīng)的突變；b、研究示蹤劑響應(yīng)的突變，即可獲得采油井上來自不同方向流體之間關(guān)系的信息，并可據(jù)此計(jì)算采油井周圍儲(chǔ)層的地質(zhì)參數(shù)。
2.如權(quán)利要求1所述的微擾井間示蹤測(cè)試法，其特征在于一口采油井和兩口注入井，其中一口注入井注入了示蹤劑，采油井?dāng)_動(dòng)——關(guān)/開采油井或注水井——關(guān)/開注水井，關(guān)井前和再次開井后示蹤劑物質(zhì)平衡公式為QC＝qa·ca(1)QC′＝(qa+qb)ca(2)則C′=(1+qbqa)C----(3)]]>定義，α=qaqa+qb=CC′----(4)]]>如果Q＝qa+qb則可以批分兩個(gè)來水方向的采水速度，qa=QCC′----(5)]]>qb=Q(1-CC′)-----(6)]]>
3.如權(quán)利要求1所述的微擾井間示蹤測(cè)試法，其特征在于一口采油井和兩口以上注入井，其中一口注入井注入了示蹤劑，采油井?dāng)_動(dòng)——關(guān)/開采油井，當(dāng)注入了示蹤劑的注入井占來水的支配地位時(shí)，關(guān)井前和再次開井后示蹤劑物質(zhì)平衡公式為QC＝qa·ca(1)QC′＝(qa+qb)ca(2)則C′=(1+qbqa)C----(3)]]>定義，α=qaqa+qb=CC′----(4)]]>如果Q＝qa+qb則可以批分兩個(gè)來水方向的采水速度，qa=QCC′----(5)]]>qb=Q(1-CC′)----(6)]]>qb為其他井的總q
4.如權(quán)利要求1所述的微擾井間示蹤測(cè)試法，其特征在于一口采油井和兩口以上注入井，其中一口注入井注入了示蹤劑，注入井?dāng)_動(dòng)——關(guān)/開注入井，關(guān)井前和再次開井后示蹤劑物質(zhì)平衡公式為qbqc+qb=ΔCBΔCB+ΔCC----(7)]]>qcqb+qc=ΔCCΔCB+ΔCC----(8)]]>qaqb+qc=ΔCmΔCB+ΔCC----(9)]]>Cm=CB+CC2----(10)]]>如果Q＝qa+qb+qc(11)則解由式7---式11組成的方程組，即可批分得到各來水方向的流量關(guān)系。對(duì)于有更多注水井時(shí)，可以根據(jù)三口注水井的情況類推計(jì)算比值。
5.如權(quán)利要求1所述的微擾井間示蹤測(cè)試法，其特征在于注入井注入的流體可以是液體或氣體。
6.如權(quán)利要求1所述的微擾井間示蹤測(cè)試法，其特征在于示蹤劑可以是由人工合成后隨注入流體加入的某種物質(zhì)，也可以是原來存在于注入流體和/或地層流體中的一種或多種特異性標(biāo)識(shí)物，所有這些示蹤劑代表了不同來源的流體。
全文摘要
本發(fā)明提供一種微擾井間示蹤測(cè)試法，在井間示蹤測(cè)試過程中，當(dāng)示蹤劑在采油井上的響應(yīng)出現(xiàn)后，有計(jì)劃地改變測(cè)試井組的正常工作制度，例如關(guān)/開采油井和/或注入井，或者改變注入井的注入速度，擾動(dòng)地下流體場(chǎng)，造成示蹤劑響應(yīng)的突變；研究示蹤劑響應(yīng)的突變，既可獲得采油井上來自不同方向流體之間關(guān)系的信息，并可據(jù)此計(jì)算采油井周圍儲(chǔ)層的地質(zhì)參數(shù)。該方法具有快捷、準(zhǔn)確、信息量大、易于操作和干擾因素少等優(yōu)點(diǎn)；與傳統(tǒng)的井間示蹤測(cè)試互補(bǔ)；最適用于高、中滲透率儲(chǔ)層的開發(fā)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)。
文檔編號(hào)G01V9/00GK1495439SQ0215384
公開日2004年5月12日 申請(qǐng)日期2002年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月23日
發(fā)明者張培信 申請(qǐng)人:中國原子能科學(xué)研究院