一种监测火线前缘温度的方法技术

本发明专利技术提供了一种监测火线前缘温度的方法。该方法包括以下步骤：在注气井注气时，将同位素标记的示踪物注入到注气管线中，随空气一起注入到井底；从生产井中定时取样分析，通过检测含相应同位素的分解产物，判断油层的燃烧温度。本发明专利技术的方法应用到监测稠油油藏火烧油层点火过程及生产过程中的油层燃烧温度，可以判断油层燃烧状态及连通状态，为火驱生产过程中的调控提供一定的指导作用。

【技术实现步骤摘要】
一种监测火线前缘温度的方法
本专利技术提供了一种监测火线前缘温度的方法，具体为一种监测稠油油藏火烧油层点火过程及生产过程中油层燃烧温度的方法，属于火烧油层开采领域。
技术介绍
火烧油层技术是一种有效提高采收率的技术，也是稠油热采转换开发方式的重要技术之一。火烧油层燃烧部分裂解的重质油分，采出轻质油分，而且采收率很高，可达80％以上。火烧过程中有很多反应，包括热裂解、物理蒸馏等，但氧气参与的只有两个反应：①Oil+O2→CxHyOz→Coke(加氧反应，即低温氧化反应)，该反应过程中原油会不断变稠，如果时间充足，就会在地下形成焦炭、沥青质。②Oil+O2→CO2+CO+H2O(裂解反应，即高温氧化反应)，该反应主要为重质组分地下原油与氧气反应，消耗重质组分，生成CO2、CO和H2O。在任何一个氧化作用中，这两种反应皆是同时存在的，对于火烧油层开发而言，实际生产中希望进行的反应为后者，即高温燃烧的裂解反应。对于稠油油藏，油层温度低于350℃时，反应速率较低，主要进行低温氧化反应；当温度超过350℃时，反应速率开始升高，超过400℃后，裂解反应占主导地位，即高温氧化占主导地位。因此，稠油油藏火烧油层时需保证燃烧温度大于400℃。而要让裂解反应占主导地位必须满足两个条件，一是成功点火，点火后油层燃烧温度超过400℃；二是保证充足的注气量，以保证原油持续燃烧。稠油火烧油层的燃烧温度主要引起以下两个问题：(1)对点火的影响。稠油自燃的温度在350-400℃之间，火烧油层在点火时，油层温度必须超过这个温度才能点燃油层，而且必须使油层持续燃烧，燃烧温度超过400℃，才能成功点火。而油层是否点燃并达到高温氧化燃烧无从判断，只能通过分析注入井底的注气温度和临井的燃烧尾气组分来推断，因此，如果油井点火失败，必将导致二次点火，二次点火的难度增大，而且会带来一定的经济损失。(2)对生产调控的影响。在火驱辅助重力泄油生产过程中，需要调控产液的温度，从而保证生产的安全。在中国专利201320302364.6中，仅通过水平生产井井筒中的热电偶来辅助调控，而不能确定油层中的燃烧温度。对于特殊条件下，如，火线突进，突进的温度无法了解，调控难度较大。因此，有必要提供一种监测油层燃烧温度的方法，来解决上述问题。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种监测火线前缘温度的方法，具体为一种监测稠油油藏火烧油层点火过程及生产过程中油层燃烧温度的方法。本方法在现场应用可以判断油层燃烧状态及连通状态，为火驱生产过程中的调控提供一定的指导作用。为达到上述目的，本专利技术提供了一种监测火线前缘温度的方法，其包括以下步骤：a、在注气井注气时，将同位素标记的示踪物注入到注气管线中，随空气一起注入到井底；b、从生产井中定时取样分析，通过检测含相应同位素的分解产物，判断油层的燃烧温度。在上述方法中，优选地，同位素标记的示踪物为粉末状，其粒径为50-100目。在上述的方法中，优选地，以标记示踪物的同位素的摩尔体积为单位，采用的同位素标记的示踪物的注入体积量Q根据式(1)计算：其中，D为保障系数，其值为1.5-2.5；R为井距，单位为m；h为油层厚度，单位为m；为油层平均孔隙度；Sw为平均含水饱和度；MDL为分析仪器的最低监测浓度。在上述的方法中，优选地，采用的同位素标记的示踪物包括第一示踪物、第二示踪物、第三示踪物和第四示踪物，更优选地，采用的第一示踪物为13C标记的甲基纤维素；第二示踪物包括15N标记的聚丙烯酰胺和/或17O标记的缩乙醛；第三示踪物包括18O标记的醇酸树脂和/或14C标记的环氧树脂；第四示踪物包括2H标记的聚氯乙烯和/或3H标记的对苯二甲酸。在上述的方法中，优选地，采用的13C标记的甲基纤维素的聚合度为100，分子量为18000-20000；15N标记的聚丙烯酰胺的聚合度为10万，分子量为700万-1000万，目数为20-80；14C标记的环氧树脂的聚合度为1，分子量为1000-1500；2H标记的聚氯乙烯的聚合度为600，分子量为3万-4万。在上述的方法中，优选地，采用的13C标记的甲基纤维素的分解产物为13CO2和/或13CO；15N标记的聚丙烯酰胺的分解产物为15NO2和/或15NO；17O标记的缩乙醛的分解产物为H217O；18O标记的醇酸树脂的分解产物为H18O2；14C标记的环氧树脂的分解产物为14CO2和/或14CO；2H标记的聚氯乙烯的分解产物为2H2O；3H标记的对苯二甲酸的分解产物为3H2O。在上述的方法中，优选地，采用的第一示踪物对应的标记温度为350-400℃；第二示踪物对应的标记温度为400-500℃；第三示踪物对应的标记温度为500-600℃；第四示踪物对应的标记温度为600-700℃。本专利技术采用同位素对示踪物进行标记，在温度达到示踪物的燃点时，示踪物会燃烧释放出含有相应同位素的物质，因此，当检测到相应的同位素时，就表明温度达到的某个相应的范围，这个范围即为该示踪物或者说同位素对应的“标记温度”。在上述的方法中，优选地，采用的13C标记的甲基纤维素的分解产物为13CO2和/或13CO，当监测到13CO2和/或13CO时，说明火线前缘燃烧温度达到了350-400℃；采用的15N标记的聚丙烯酰胺的分解产物为15NO2和/或15NO，17O标记的缩乙醛的分解产物为H217O，当监测到15NO2和/或15NO、H217O时，说明火线前缘燃烧温度达到了400-500℃；采用的18O标记的醇酸树脂的分解产物为H18O2，14C标记的环氧树脂的分解产物为14CO2和/或14CO，当监测到H18O2、14CO2和/或14CO时，说明火线前缘燃烧温度达到了500-600℃；采用的2H标记的聚氯乙烯的分解产物为2H2O，3H标记的对苯二甲酸的分解产物为3H2O，当监测到2H2O、3H2O时，说明火线前缘燃烧温度达到了600-700℃。在本专利技术的监测火线前缘温度的方法中，主要分析物为气体,而气体在地层的运移速度要比液体快得多,而且不需要经过复杂的实验过程，确定地层燃烧状况所需时间短；另外，本专利技术采用同位素标记的示踪物进行测试,精度高,测试方法简单，被测试的同位素在很低的浓度下就可以检测到。本专利技术的方法应用到监测稠油油藏火烧油层点火过程及生产过程中油层燃烧温度，可以判断油层燃烧状态及连通状态，为火驱生产过程中的调控提供一定的指导作用。附图说明图1为实施例1中所监测的油井的井位图。具体实施方式为了对本专利技术的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本专利技术的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本专利技术的可实施范围的限定。实施例1本实施例提供一种监测火线前缘温度的方法，其包括以下步骤：同位素标记的示踪物的加入量的计算：以标记示踪物的同位素的摩尔体积为单位，同位素标记的示踪物的注入体积量Q根据式(1)计算：其中，D为保障系数，其值为2；R为井距，为保证注入每口生产井的同位素标记的示踪物的注入体积量最大，计算时，井距取最大值141m；h为油层厚度，其值为10m；为油层平均孔隙度，其值为25％；Sw为平均含水饱和度，其值为0.4；MDL为分析仪器的最低监测浓度，C、H、O元素的MDL均为10ppm、本实施例中的H、O元素采用水同本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种监测火线前缘温度的方法，其包括以下步骤：a、在注气井注气时，将同位素标记的示踪物注入到注气管线中，随空气一起注入到井底；b、从生产井中定时取样分析，通过检测含相应同位素的分解产物，判断油层的燃烧温度。

【技术特征摘要】
1.一种监测火线前缘温度的方法，其包括以下步骤：a、在注气井注气时，将同位素标记的示踪物注入到注气管线中，随空气一起注入到井底；b、从生产井中定时取样分析，通过检测含相应同位素的分解产物，判断油层的燃烧温度；所述同位素标记的示踪物包括第一示踪物、第二示踪物、第三示踪物和第四示踪物；其中，所述第一示踪物为13C标记的甲基纤维素；所述第二示踪物包括15N标记的聚丙烯酰胺和/或17O标记的缩乙醛；所述第三示踪物包括18O标记的醇酸树脂和/或14C标记的环氧树脂；所述第四示踪物包括2H标记的聚氯乙烯和/或3H标记的对苯二甲酸。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述同位素标记的示踪物为粉末状，其粒径为50-100目。3.根据权利要求1所述的方法，其中，以标记示踪物的同位素的摩尔体积为单位，所述同位素标记的示踪物的注入体积量Q根据式1计算：其中，D为保障系数，其值为1.5-2.5；R为井距，单位为m；h为油层厚度，单位为m；为油层平均孔隙度；Sw为平均含水饱和度；MDL为分析仪器的最低监测浓度。4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：于晓聪，阚长宾，黄鹤楠，王颖，吴晓明，郑琦，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11