一種利用穩(wěn)定性同位素15n進(jìn)行井間監(jiān)測(cè)的方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于示蹤測(cè)試【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種利用穩(wěn)定性同位素15N進(jìn)行井間監(jiān)測(cè)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(biāo)記的15NH4+作為示蹤離子化合物配制成示蹤劑溶液，選取強(qiáng)酸性陽(yáng)離子樹(shù)脂作為示蹤載體并將其進(jìn)行預(yù)處理，將15NH4+吸附于強(qiáng)酸性陽(yáng)離子樹(shù)脂上制得樹(shù)脂微球固體示蹤載體，制備好的樹(shù)脂微球固體示蹤載體注入注水井中，根據(jù)取樣設(shè)計(jì)要求在監(jiān)測(cè)油井中取樣，將取回的樣品進(jìn)行過(guò)濾、清洗，得到樹(shù)脂微球固體示蹤載體，利用洗脫溶液將所有的15NH4+從樹(shù)脂微球固體示蹤載體解吸下來(lái)，檢測(cè)15NH4+在洗脫后的溶液中含量。本發(fā)明分析測(cè)試手段簡(jiǎn)單、費(fèi)用低廉、可廣泛應(yīng)用。
【專利說(shuō)明】—種利用穩(wěn)定性同位素15N進(jìn)行井間監(jiān)測(cè)的方法
【【技術(shù)領(lǐng)域】】
[0001]本發(fā)明屬于示蹤測(cè)試【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種利用穩(wěn)定性同位素15N進(jìn)行井間監(jiān)測(cè)的方法。
【【背景技術(shù)】】
[0002]隨著油藏開(kāi)發(fā)向精細(xì)注水、精細(xì)注汽方向發(fā)展，生產(chǎn)測(cè)試也逐漸向精細(xì)分層測(cè)試方向轉(zhuǎn)變，油藏監(jiān)測(cè)的手段也越來(lái)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(dòng)性的重要手段，通過(guò)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(píng)價(jià)等特征。井間示蹤測(cè)試是將示蹤劑注入到注水井中，在周圍生產(chǎn)井中監(jiān)測(cè)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(jìn)方向。利用示蹤劑的突破時(shí)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(guò)軟件擬合計(jì)算，可定量描述注水井和生產(chǎn)井的連通程度以及儲(chǔ)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(cè)示蹤劑在井內(nèi)和油層中的動(dòng)態(tài)，準(zhǔn)確地錄取資料，通過(guò)計(jì)算分析得出結(jié)果，從而達(dá)到井間監(jiān)測(cè)的目的。
[0003]同位素示蹤劑是今年來(lái)發(fā)展起來(lái)的用于描述有關(guān)井間油層非均質(zhì)性和流動(dòng)性的重要手段，與傳統(tǒng)的化學(xué)示蹤相比，同位素示蹤技術(shù)具有明顯的技術(shù)先進(jìn)性，其種類多，檢測(cè)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(yīng)用發(fā)展趨勢(shì)上看，同位素示蹤技術(shù)因其特有的優(yōu)勢(shì)而得到迅速發(fā)展和應(yīng)用，并成為公認(rèn)的描述有關(guān)井間油層非均質(zhì)性和流動(dòng)性的重要手段，并逐漸取代化學(xué)示蹤技術(shù)。應(yīng)用該項(xiàng)技術(shù)可定量評(píng)價(jià)注入流線分布，油井單向、多向受效情況，井間儲(chǔ)層連通性、水線推進(jìn)速度及注入水突進(jìn)層位，建立水推速度與注水強(qiáng)度關(guān)系，確定平面及剖面壓力場(chǎng)分布，落實(shí)斷層性質(zhì)，評(píng)價(jià)剩余油分布，進(jìn)而在整體上認(rèn)識(shí)油水運(yùn)動(dòng)規(guī)律，對(duì)于油田二次采油和三次采油計(jì)劃的實(shí)施，具有重要的現(xiàn)實(shí)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(cè)方便且檢測(cè)分辨率高等優(yōu)點(diǎn)，但是由于它們具有放射性，對(duì)人員、環(huán)境安全不利，在應(yīng)用上受到很大的限制。穩(wěn)定性同位素示蹤劑具有無(wú)高溫轉(zhuǎn)化、無(wú)放射性危害、用量少、現(xiàn)場(chǎng)操作方便、測(cè)量精度高等特點(diǎn)，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(guò)室內(nèi)的原子反應(yīng)堆激活，用中子活化法測(cè)量其放射性活度，只能由原子能機(jī)構(gòu)進(jìn)行室內(nèi)檢測(cè)操作，其分析測(cè)試手段繁雜，費(fèi)用昂貴，在應(yīng)用上受到限。
【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0005]為了解決所述技術(shù)問(wèn)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(jìn)行井間監(jiān)測(cè)的方法，分析測(cè)試手段簡(jiǎn)單、費(fèi)用低廉、可廣泛應(yīng)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(biāo)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(qiáng)酸性陽(yáng)離子樹(shù)脂作為示蹤載體并將其進(jìn)行預(yù)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(yù)處理后的強(qiáng)酸性陽(yáng)離子樹(shù)脂中，使15NH4+吸附于強(qiáng)酸性陽(yáng)離子樹(shù)脂上制得樹(shù)脂微球固體示蹤載體；
[0009](4)注樣:將步驟(3)中制備好的樹(shù)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(shè)計(jì)要求在監(jiān)測(cè)油井中取樣，取樣時(shí)間間隔固定，取樣的時(shí)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(jìn)行過(guò)濾、清洗，得到樹(shù)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(shù)脂微球固體示蹤載體中，直至所有的15NH4+全部從樹(shù)脂微球固體示蹤載體解吸下來(lái)；
[0013](8)含量檢測(cè)及分析:檢測(cè)15NH4+在洗脫后的溶液中含量，進(jìn)行進(jìn)一步分析及處理，制備示蹤劑響應(yīng)曲線。
[0014]所述步驟(2)中的強(qiáng)酸性陽(yáng)離子樹(shù)脂為強(qiáng)酸性苯乙烯系陽(yáng)離子交換樹(shù)脂或強(qiáng)酸性丙烯酸系陽(yáng)離子交換樹(shù)脂中的一種。
[0015]所述步驟(2)中的強(qiáng)酸性陽(yáng)離子樹(shù)脂的預(yù)處理方法為:(I )將強(qiáng)酸性陽(yáng)離子新樹(shù)脂裝入柱形容器中(最好為交換柱)，用合格的自來(lái)水大量清洗新樹(shù)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(shù)脂1-2小時(shí)，量以高出樹(shù)脂為準(zhǔn)，然后再用2-3倍樹(shù)脂體積量的同樣濃度的HCl動(dòng)態(tài)的流過(guò)樹(shù)脂；(III)用除鹽水清洗樹(shù)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(shù)脂1_2小時(shí)，量以高出樹(shù)脂為準(zhǔn)，然后再用2-3倍樹(shù)脂體積量的同樣濃度的NaOH動(dòng)態(tài)的流過(guò)樹(shù)脂；(V)用除鹽水大量清洗樹(shù)脂中的堿直到流出水接近中性為止。
[0016]所述步驟(4 )中樹(shù)脂微球固體示蹤載體可通過(guò)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(cè)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(jìn)行標(biāo)記，表示為 15N2H4+。
[0020]本發(fā)明的有益效果為:本發(fā)明將以15N標(biāo)記的15NH4+作為示蹤離子化合物吸附于強(qiáng)酸性陽(yáng)離子樹(shù)脂載體上，取樣后，再將以15N標(biāo)記的15NH4+作為示蹤離子化合物從強(qiáng)酸性陽(yáng)離子樹(shù)脂載體上解吸下來(lái)，利用ICP-MS檢測(cè)15NH4+的含量，取樣后省去了室內(nèi)的原子反應(yīng)堆激活、用中子活化法測(cè)量其放射性活度的過(guò)程，分析測(cè)試手段簡(jiǎn)單、費(fèi)用低廉、可廣泛應(yīng)用；樹(shù)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(jiǎn)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(jìn)行標(biāo)記，減少測(cè)試誤差，測(cè)試結(jié)果更加精確；該方法使油田工作人員認(rèn)識(shí)到油藏內(nèi)部，提供油田開(kāi)發(fā)過(guò)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(kāi)發(fā)和長(zhǎng)期穩(wěn)產(chǎn)提供強(qiáng)有力的技術(shù)支持和保障?！尽揪唧w實(shí)施方式】】
[0021]下面將結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
實(shí)施例
[0022]一種利用穩(wěn)定性同位素15N進(jìn)行井間監(jiān)測(cè)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(biāo)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(qiáng)酸性陽(yáng)離子樹(shù)脂作為示蹤載體并將其進(jìn)行預(yù)處理，強(qiáng)酸性陽(yáng)離子樹(shù)脂為強(qiáng)酸性苯乙烯系陽(yáng)離子交換樹(shù)脂或強(qiáng)酸性丙烯酸系陽(yáng)離子交換樹(shù)脂中的一種，其預(yù)處理方法為:(I )將強(qiáng)酸性陽(yáng)離子新樹(shù)脂裝入柱形容器中(最好為交換柱)，用合格的自來(lái)水大量清洗新樹(shù)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(shù)脂1-2小時(shí)，量以高出樹(shù)脂為準(zhǔn)，然后再用2-3倍樹(shù)脂體積量的同樣濃度的HCl動(dòng)態(tài)的流過(guò)樹(shù)脂；(III)用除鹽水清洗樹(shù)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(shù)脂1-2小時(shí)，量以高出樹(shù)脂為準(zhǔn)，然后再用2-3倍樹(shù)脂體積量的同樣濃度的NaOH動(dòng)態(tài)的流過(guò)樹(shù)脂；(V)用除鹽水大量清洗樹(shù)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(yù)處理后的強(qiáng)酸性陽(yáng)離子樹(shù)脂中，使15NH4+吸附于強(qiáng)酸性陽(yáng)離子樹(shù)脂上制得樹(shù)脂微球固體示蹤載體；
[0026](4)注樣:將步驟(3)中制備好的樹(shù)脂微球固體示蹤載體通過(guò)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(shè)計(jì)要求在監(jiān)測(cè)油井中取樣，取樣時(shí)間間隔固定，取樣的時(shí)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(jìn)行過(guò)濾、清洗，得到樹(shù)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(shù)脂微球固體示蹤載體中，直至所有的15NH4+全部從樹(shù)脂微球固體示蹤載體解吸下來(lái)；
[0030](8)含量檢測(cè)及分析:利用ICP-MS檢測(cè)15NH4+的含量在洗脫后的溶液中含量，進(jìn)行進(jìn)一步分析及處理，制備示蹤劑響應(yīng)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(jìn)行標(biāo)記，表示為 15N2H4+。
[0032]本發(fā)明將以15N標(biāo)記的15NH4+作為示蹤離子化合物吸附于強(qiáng)酸性陽(yáng)離子樹(shù)脂載體上，取樣后，再將以15N標(biāo)記的15NH4+作為示蹤離子化合物從強(qiáng)酸性陽(yáng)離子樹(shù)脂載體上解吸下來(lái)，利用ICP-MS檢測(cè)15NH4+的含量，取樣后省去了室內(nèi)的原子反應(yīng)堆激活、用中子活化法測(cè)量其放射性活度的過(guò)程，分析測(cè)試手段簡(jiǎn)單、費(fèi)用低廉、可廣泛應(yīng)用；樹(shù)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(jiǎn)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(jìn)行標(biāo)記，減少測(cè)試誤差，測(cè)試結(jié)果更加精確；該方法使油田工作人員認(rèn)識(shí)到油藏內(nèi)部，提供油田開(kāi)發(fā)過(guò)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(kāi)發(fā)和長(zhǎng)期穩(wěn)產(chǎn)提供強(qiáng)有力的技術(shù)支持和保障。
[0033]以上對(duì)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，但所述內(nèi)容僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，不能被認(rèn)為用于限定本發(fā)明的實(shí)施范圍。凡依本發(fā)明申請(qǐng)范圍所作的均等變化與改進(jìn)等，均應(yīng)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(jìn)行井間監(jiān)測(cè)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(biāo)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(qiáng)酸性陽(yáng)離子樹(shù)脂作為示蹤載體并將其進(jìn)行預(yù)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(yù)處理后的強(qiáng)酸性陽(yáng)離子樹(shù)脂中，使15NH4+吸附于強(qiáng)酸性陽(yáng)離子樹(shù)脂上制得樹(shù)脂微球固體示蹤載體； (4)注樣:將步驟(3)中制備好的樹(shù)脂微球固體示蹤載體注入注水井中； (5 )取樣:根據(jù)取樣設(shè)計(jì)要求在監(jiān)測(cè)油井中取樣，取樣時(shí)間間隔固定，取樣的時(shí)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(jìn)行過(guò)濾、清洗，得到樹(shù)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(shù)脂微球固體示蹤載體中，直至所有的15NH4+全部從樹(shù)脂微球固體示蹤載體解吸下來(lái)； (8)含量檢測(cè)及分析:檢測(cè)15NH4+在洗脫后的溶液中含量，進(jìn)行進(jìn)一步分析及處理，制備示蹤劑響應(yīng)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(jìn)行井間監(jiān)測(cè)的方法，其特征在于:所述步驟(2)中的強(qiáng)酸性陽(yáng)離子樹(shù)脂為強(qiáng)酸性苯乙烯系陽(yáng)離子交換樹(shù)脂或強(qiáng)酸性丙烯酸系陽(yáng)離子交換樹(shù)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(jìn)行井間監(jiān)測(cè)的方法，其特征在于:所述步驟(2)中的強(qiáng)酸性陽(yáng)離子樹(shù)脂的預(yù)處理方法為:(I )將強(qiáng)酸性陽(yáng)離子新樹(shù)脂裝入柱形容器中(最好為交換柱)，用合格的自來(lái)水大量清洗新樹(shù)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(shù)脂1-2小時(shí)，量以高出樹(shù)脂為準(zhǔn)，然后再用2-3倍樹(shù)脂體積量的同樣濃度的HCl動(dòng)態(tài)的流過(guò)樹(shù)脂；(III)用除鹽水清洗樹(shù)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(shù)脂1_2小時(shí)，量以高出樹(shù)脂為準(zhǔn)，然后再用2-3倍樹(shù)脂體積量的同樣濃度的NaOH動(dòng)態(tài)的流過(guò)樹(shù)脂；(V)用除鹽水大量清洗樹(shù)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(jìn)行井間監(jiān)測(cè)的方法，其特征在于:所述步驟(4)中樹(shù)脂微球固體示蹤載體可通過(guò)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(jìn)行井間監(jiān)測(cè)的方法，其特征在于:所述步驟(8)中利用ICP-MS檢測(cè)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(jìn)行井間監(jiān)測(cè)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(jìn)行井間監(jiān)測(cè)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(jìn)行標(biāo)記，表示為15N2H4+o
【文檔編號(hào)】E21B47/11GK104514551SQ201310471538
【公開(kāi)日】2015年4月15日 申請(qǐng)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(qǐng)人:天津大港油田圣達(dá)科技有限公司