[发明专利]利用不稳定放射性同位素测定注蒸汽剖面的方法

说明书

本发明总体上是涉及热力提高石油采收率方法的。更具体地说，本发明为精确地研究注蒸汽井中的注入蒸汽剖面提供了一种方法与装置。

在原油开采中，常常发现原油很粘而需要向油藏内注入蒸汽，理想的情况是，油藏为完全均质的而蒸汽均匀地进入油藏的所有部分，然而经常发现并非如此。相反地，蒸汽选择性地进入油藏的一小部分而实际上绕过油藏的其它部分，最终发生“汽窜”，大量蒸汽绕过大部分油藏从注入井直接流向采油井。

用各种不同的补救方法（例如堵塞注入井的特定部位）来解决这个问题是有可能的。例如，参见已转让给本发明受让人的美国专利No.4，470，462及4，501，329。然而，为实施这些补救方法，必须确定油藏中选择性接收注入蒸汽的那些部位。这往往是个难题。

已经提出过种种方法来确定注入蒸汽在井筒中的分布方式。出版物（“Injection  Profiles  During  Steam  Injection，”SPE  Paper  No.801-43C，May  3，1967）总结了某些确定注蒸汽分布的已知方法，现合并在此列为参考。

这些方法中最早的而又最为广泛采用的方法通称为“转子流量计测量”。在井筒中放置一个具有可自由转动叶轮的仪器。当蒸汽通过叶轮时，叶轮以蒸汽注入速度转动。叶轮的转动被转换成电信号，沿测井电缆向上传送到地面，被记录在记录仪纸带或其它记录装置上。

正如为熟悉本技术的人所熟知，注入井的蒸汽干度极大地影响这种转子流量计，从而导致不可靠的结果或者无论如何无法解释的结果。

在很多场合也采用放射性示踪测量法。此方法使用甲基碘（CH₃I）来追踪汽相。碘化钠用来追踪液相。将放射性碘注入蒸汽中，示踪剂随蒸汽传输到井下直至进入地层。在注入示踪剂期间开动通用的γ射线探测仪。然后对记录下的井中任意点的γ射线强度曲线进行分析，而直接计算出蒸汽速度。

Sustek的美国专利No.4，223，727公开了估算注入井中注入能力的方法，该法是用地面计量设备及故射性示踪剂测量注入流体的体积而确定注入深度。甲基碘和氪85都被提到适宜用作气相示踪剂。

Roesner的美国专利No.4，507，552描述了一种向注入井中注入并监测示踪剂的下井仪。曾提到采用双检测器进行速度测量。

一份题为“Surveying  Steam  Injection  Wells  Using  Production  Logging  Instrument”，日期为1985年8月，由Davarzani与Roesner撰写的书面资料描述了上述美国专利No.4，507，552中的装置，放射性示踪剂的选择未加详细说明。申请人确信该论文是由该作者于1985年8月在夏威夷举行的地热会议上提交的，而该论文1986年1月起在图书馆里便可以得到。

汽相示踪剂曾被不同地描述为卤代烷（碘甲烷、溴甲烷、及溴乙烷）或单质碘。尽管先前已相信，这些卤代烷汽相示踪剂在有关周期内短时间不易分解，但预先已注意到上述物质发生化学反应，正如在有关申请（登记号No.935，662）（许可证已获准但尚未签发）中所叙述的，在测定注蒸汽分布过程中这些反应会严重地影响测量结果的精度。

在已转让给申请人的受让人的相关申请322，582（合并于此列为参考）中叙述了一种用惰性气体示踪剂代替不稳定卤代烷示踪剂测定注蒸汽剖面分布的方法。需要两种示踪剂：一种惰性气体示踪剂能消除用碘甲烷时产生的水解问题，但惰性气体示踪剂昂贵、强度低，而且半衰期长。在很多场合，当流动不稳定时，采用两种分开的示踪剂会产生问题。需要探测两种示踪剂，这增加了费用和时间，而且结果往往不是可加和的。

从历史发展上看，在注蒸汽期间遇到的井底高温阻碍传统测井仪器的使用。结果，蒸汽剖面分布测定落后于传统的生产测井技术5-10年。因而，蒸汽剖面分布的精确测定如非不可能便是极为困难。

因此仍然需要一种改进了的、更精确的、费用较小的，而且较简便的方法来确定蒸汽汽相及液相的剖面分布。