本发明属于钻探测井技术领域，涉及一种井下油管示踪剂传输找水方法及装置。
背景技术：
随着油田开发的深入，油藏开发进入中高含水阶段，油井的动态监测是确保油田高效益开发的重要保障。油井找水工艺技术是油田开发过程中实施监测的重要内容。
目前国内各油田在直井找水工艺技术上主要依靠环空、气举测试工艺技术和机械找水工艺技术。环空测试工艺技术是在油井正常生产情况下，通过测试油井的产液剖面以确定各产层的产量和主要出水层位，工艺简单，成功率较高。但其只能应用于安装偏心井口且井况比较好的直井抽油机井。对于没有安装偏心井口的抽油机井，可采用气举工艺举升液柱、再测试产液剖面进行找水，或利用封隔器将各层分开，通过单层求产方式找出水层位，即机械找水法。然而，气举测试需要专用气举管柱和大型地面设备以及压风车等专用车辆，且井口部分复杂，操作安全性较差，国内多数油田没有推广使用。机械法找水工艺比较简单，能准确确定出水层位，但施工时间长，在串槽井上，必须封串后才能应用。
水平井具有比直井更长的完井层段，通过扩大油层泄油面积提高油井产量，单井产量可以达到直井的3倍以上，其在各大油田近年的开发中均得到了广泛的应用。采用注水开发及底水驱动的水平井见水不可避免，见水后形成注水井与生产井的地下大循环，含水量不断增加，降低了油井的生产能力，导致在地下形成一些死油区，缩短油井寿命，增加生产成本，大大降低油田开发的经济效益。油田水平井受天然裂缝影响部分井投产即表现为高含水，见水后含水上升快，因此，水平井找水直接影响着水平井在油田的大规模应用。
目前各种水平井找水方法在应用中或多或少受到各种因素的限制，如井况、成本、周期、成功率等，因而在现场的应用具有一定的局限性。水平井见水后的判断和处理是国内外石油科技工作者面临的技术难题。
目前国内外定向井及水平井找水测试工艺技术主要有以下三类：
(1)产液剖面测试。产出剖面测试是主要的产层段找水工艺技术，在油井正常生产情况下，从环空下入产液剖面测试仪器进行测试，找出产水层，该技术的优点是能在抽油机不停抽的情况下获得井下分层的流量、含水率等数据，为分析油井动态，制定合理的工作制度及采取增产措施提供可靠依据。其缺点是受井况条件限制较多，仪器环空起下困难，应用范围有限。水平井产液剖面测井需要克服3方面的困难，测井工艺、传感系列选择及资料评价。
(2)脉冲中子氧活化测井。脉冲中子氧活化测井是一种能测定井下水流速度的方法，在注入剖面的测试中测得的是分小层绝对注入量。适用于地面油套分注井、井下偏心配水器分注井、存在大孔道地层的井及注聚合物井的注入剖面测试，还可以用于油、水井的查窜找漏。因此，脉冲中子氧活化测井技术在油田注入剖面监测及油、水井查窜、找漏等工作中将发挥越来越重要的作用。脉冲氧活化测井技术已成功应用于我国各大油田，主要是在油田的注水井和生产井中用于测量套的流动，从而获取各种测试项目的垂直波及系数，并对所测工程项目的有效性进行评价，取得了显著的应用效果。
(3)机械找水管柱测试。现有的找水管柱测试工艺只适用于直井、定向井，主要有封隔器找水、井下液压开关调层找水、井下电动开关调层找水和油井智能法分层测试找水。重复可调机械控水工艺，测试油井分段生产动态，集找水与堵水一体，实现底水锥进及注入水突进井找、堵水。但存在一定缺点，一是座封困难，后期打捞难度大、无法进行解堵等作业；二是结垢容易造成滑套失效，推广受到一定限制。
技术实现要素：
本发明解决的问题在于提供一种井下油管示踪剂传输找水方法及装置，利用分段放置示踪剂遇水溶解，经过井筒环空反排至地面的原理，可以快速、准确的判断钻井施工时井下出水位置与出水量。
本发明是通过以下技术方案来实现：
一种井下油管示踪剂传输找水方法，包括以下操作：
1)在油管外串接多个找水示踪装置，找水示踪装置之间间隔一定间距，找水示踪装置中载有示踪剂标记物，不同位置的找水示踪装置中载有不同的示踪剂标记物；然后将油管下入到水平井段目的层中，并在测试段上端加封隔器；
2)当水平井段目的层井筒发生地层出水时，地层水直接进入井筒，进而进入到油管上的找水示踪装置中，分别与其中的示踪剂标记物进行接触，示踪剂标记物可控的缓慢溶解并随地层水流出找水示踪装置，剂释放至返出液中；
3)随着井筒循环液体的作用以及地层中的流体不断流出，使得含有示踪剂标记物的油水混合物不断流向井底，进而通过球座从井底返出到地面上；
4)采集含有示踪剂标记物的油水混合物，然后利用色谱仪用来监测其中各类示踪标记物的含量；
5)根据不同井段放置的示踪剂种类在反出混合液中的含量判断相应井段是否出水。
进一步的，采用钻杆连接上分段找水示踪装置在原有油管中进行下放作业；所述的钻杆顶端设有抽油泵和套压阀，钻杆底端设置球座，封隔器与找水示踪装置相隔布置，相邻封隔器封隔一个找水示踪装置；封隔器之间为依靠滑套联通的管柱结构。
所述封隔器与找水示踪装置全井段布置，一个封隔器封隔下接的所有示踪剂管柱；
所述的色谱仪替换为有机无机质谱仪、同位素质谱仪、放射性检测仪或光谱仪。
所述找水示踪装置为管柱结构，通过上接头与钻杆相连接；找水示踪装置侧面设置容纳示踪剂标记物的容纳管，容纳管的两端为进液口和出液口；当目的层出水后，地层水通过进液口进入管道与示踪剂标记物接触，示踪剂标记物溶解后与地层油水混合物通过出液口排出至井筒环空，在井底液体循环作用下反排至井口。
所述的示踪剂标记物在接触地层出水以后通过控制放置管柱地层流体进出孔径大小来控制示踪剂释放速度；
所述示踪剂标记物种类根据目的地层物理化学来选择：采用水溶示踪剂、油溶示踪剂、油水分配示踪剂以及放射性示踪剂与化学示踪剂中的几种；
或者，根据现场施工性质选择：若为三次采油则使用化学示踪剂；若为井筒出水同时出油则使用荧光素示踪剂；若只关注井筒出水则使用非放射性水溶性示踪剂。
所述井下示踪设备中示踪剂在接触地层出水以后，与地层流体混合，通过抽油泵提供动力由抽油泵到钻杆到井底、再通过钻头孔到井筒环空的液体循环系统，经井筒环空反排至地面。
若最下层的示踪剂标记物c和封隔器之间的层段产生出水，则地层流出水将同时流过标记物c、以及其下层的示踪剂标记物b和示踪剂标记物a；则在采出液中能够同时检测到a、b、c三种示踪剂，且三种示踪剂的含量相当；当示踪剂标记物a和示踪剂标记物b的含量明显高于示踪剂标记物c的含量时，则表明在示踪剂标记物b和示踪剂标记物c之间的层位具有第二个出水点。
判断相应井段是否出水为：
根据各个示踪剂的含量，通过现场实验检测单位体积地层反出混合液示踪剂含量建立模型解释系统，并通过模型解释系统计算地层出水量；
在此基础上，根据不同井段放置的示踪剂种类在反出混合液中的含量判断相应井段是否出水。
一种井下油管示踪剂传输找水装置，包括：抽油泵、套压阀、封隔器、滑套、找水示踪装置、井下套管、钻杆和球座；
其中，抽油泵上接套压阀，用于建立由抽油泵到钻杆到井底、再通过钻头孔到井筒环空的液体循环系统，套压阀用于调节钻杆内部压力；钻杆顶端设有抽油泵和套压阀，钻杆底端设置球座；球座下街于整个钻杆，处于该系统最下端，用于封闭钻杆与井筒环空之间的压力传递；井下套管为固定井壁保护在其内部进行施工作业的钻杆与找水示踪装置；
在井下套管已被放入井筒的情况下，钻杆尾端串联找水示踪装置，在井下套管中进行下放作业，封隔器在水平井段分段坐封；封隔器之间为各待测井段的找水示踪装置，找水示踪装置中载有示踪剂标记物；找水示踪装置所对应井下套管安装有滑套，用于控制地层流体进入井筒环空。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明利用分段放置示踪剂遇水溶解，经过井筒环空反排至地面的原理，可以快速、准确的判断钻井施工时井下出水位置与出水量；减少钻井施工工程中对井筒出水的反应时间，提高现场对井下状况的控制能力。
第一，该井下示踪剂传输找水系统能够解决过去水平井找水中的“下不去、过不去、测不准、用不起和没法验证”等系列难题，运用示踪剂对油水选择性溶解标记的原理，利用地面色谱分析仪的精确检测，形成一套快速、高效、高精度的智能找水系统。
第二，该井下示踪剂传输找水系统避免了常规测井找水方法所需的下电缆这一步骤，节约了大量的现场施工作业时间，有效减少施工成本。
第四，该井下示踪剂传输找水系统可以高效率和大规模用于现场，使大量高含水水平井找水测试和控水稳油具有可操作和可实施性。
第三，该井下示踪剂传输找水系统中标记物数量可根据所需要监测地层井段数目灵活调整，既可大范围、长井段的粗略监测，也可进行小范围、短井段的详细监测。提高了现场施工人员对地层出水位置与出水量的判断准确度。有益于现场施工人员针对井底出水状况进行相应的处理措施。
第四，该井下示踪剂传输找水系统中标记物种类可根据相应地层物理化学性质灵活更换，以实现对特定地层出水位置与出水量的高效、精确监测。
附图说明
图1为存在油管情况下的找水系统管柱结构示意图；
图2为井壁或仅有套管情况下的找水系统管柱结构示意图；
图3为找水检测装置示意图，一般以上接油管的方式进行安装；
图4为示踪剂溶解速率模型示意图；
图5为色谱仪测试结果示意图；
图6为地面示踪剂含量趋势示意图。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。
参见图1-图3，一种井下油管示踪剂传输找水装置，包括：抽油泵1、套压阀2、封隔器3、滑套4、找水示踪装置6、井下套管9、钻杆10和球座11；
其中，抽油泵1上接套压阀2，用于建立由抽油泵到钻杆到井底、再通过钻头孔到井筒环空的液体循环系统，套压阀2用于调节钻杆内部压力；钻杆10顶端设有抽油泵和套压阀，钻杆10底端设置球座11；球座11下街于整个钻杆10，处于该系统最下端，用于封闭钻杆与井筒环空之间的压力传递；井下套管9为固定井壁保护在其内部进行施工作业的钻杆10与找水示踪装置6；
在井下套管9已被放入井筒的情况下，钻杆10尾端串联找水示踪装置6，在井下套管9中进行下放作业，封隔器3在水平井段分段坐封；封隔器3之间为各待测井段的找水示踪装置6，找水示踪装置6中载有示踪剂标记物；找水示踪装置6所对应井下套管9安装有滑套4，用于控制地层流体进入井筒环空。
具体的，所述找水示踪装置6为管柱结构，通过上接头51与钻杆10相连接；找水示踪装置侧面设置容纳示踪剂标记物的容纳管，容纳管的两端为进液口2和出液口55；当目的层出水后，地层水通过进液口52进入管道与示踪剂标记物54接触，示踪剂标记物溶解后与地层油水混合物通过出液口55排出至井筒环空，在井底液体循环作用下反排至井口；
示踪剂标记物在接触地层出水以后通过控制放置管柱地层流体进出孔径大小来控制示踪剂释放速度。
一种井下油管示踪剂传输找水方法，包括以下操作：
1)在油管外串接多个找水示踪装置6，找水示踪装置6之间间隔一定间距，找水示踪装置6中载有示踪剂标记物，不同位置的找水示踪装置6中载有不同的示踪剂标记物；然后将油管下入到水平井段目的层中，并在测试段上端加封隔器3；
2)当水平井段目的层井筒发生地层出水时，地层水直接进入井筒，进而进入到油管上的找水示踪装置6中，分别与其中的示踪剂标记物进行接触，示踪剂标记物可控的缓慢溶解并随地层水流出找水示踪装置6，剂释放至返出液中；
3)随着井筒循环液体的作用以及地层中的流体不断流出，使得含有示踪剂标记物的油水混合物不断流向井底，进而通过球座从井底返出到地面上；
4)采集含有示踪剂标记物的油水混合物，然后利用色谱仪用来监测其中各类示踪标记物的含量；
5)根据不同井段放置的示踪剂种类在反出混合液中的含量判断相应井段是否出水。
进一步的，采用钻杆10连接上分段找水示踪装置6在原有油管中进行下放作业；所述的钻杆10顶端设有抽油泵和套压阀，钻杆10底端设置球座，封隔器与找水示踪装置相隔布置，相邻封隔器封隔一个找水示踪装置；封隔器3之间为依靠滑套4联通的管柱结构。
所述封隔器与找水示踪装置全井段布置，一个封隔器封隔下接的所有示踪剂管柱；
所述的色谱仪替换为有机无机质谱仪、同位素质谱仪、放射性检测仪或光谱仪。
所述找水示踪装置6为管柱结构，通过上接头51与钻杆10相连接；找水示踪装置侧面设置容纳示踪剂标记物的容纳管，容纳管的两端为进液口2和出液口55；当目的层出水后，地层水通过进液口52进入管道与示踪剂标记物54接触，示踪剂标记物溶解后与地层油水混合物通过出液口55排出至井筒环空，在井底液体循环作用下反排至井口。
所述的示踪剂标记物在接触地层出水以后通过控制放置管柱地层流体进出孔径大小来控制示踪剂释放速度；
所述示踪剂标记物种类根据目的地层物理化学来选择：采用水溶示踪剂、油溶示踪剂、油水分配示踪剂以及放射性示踪剂与化学示踪剂中的几种；
或者，根据现场施工性质选择：若为三次采油则使用化学示踪剂；若为井筒出水同时出油则使用荧光素示踪剂；若只关注井筒出水则使用非放射性水溶性示踪剂。
所述井下示踪设备中示踪剂在接触地层出水以后，与地层流体混合，通过抽油泵提供动力由抽油泵到钻杆到井底、再通过钻头孔到井筒环空的液体循环系统，经井筒环空反排至地面。
具体的，若最下层的示踪剂标记物c和封隔器之间的层段产生出水，则地层流出水将同时流过标记物c、以及其下层的示踪剂标记物b和示踪剂标记物a；则在采出液中能够同时检测到a、b、c三种示踪剂，且三种示踪剂的含量相当；当示踪剂标记物a和示踪剂标记物b的含量明显高于示踪剂标记物c的含量时，则表明在示踪剂标记物b和示踪剂标记物c之间的层位具有第二个出水点。
进一步的，判断相应井段是否出水为：
根据各个示踪剂的含量，通过现场实验检测单位体积地层反出混合液示踪剂含量建立模型解释系统，并通过模型解释系统计算地层出水量；
在此基础上，根据不同井段放置的示踪剂种类在反出混合液中的含量判断相应井段是否出水。
下面给出具体的实施例。
实施例1
一种井下油管示踪剂传输找水方法，包括井下示踪设备、地面检测设备、模型解释系统。其中，井下示踪设备为管柱结构，包括抽油泵、套压阀、封隔器、滑套、标记物、测试装置、原有油管、小油管、球座；地面检测设备为色谱仪。在井下封隔器分段封隔的情况下，出水段井下设备在接触地层水后选择性缓慢释放示踪剂，当钻井液沿井筒环空排至井口时通过地面检测设备对钻井液中示踪剂含量和种类进行检测，最后通过模型解释系统对地层出水的反演判断出水层位、出水量。
上述方法中，井下示踪设备包括与不同管柱结构相匹配的管状管柱结构和找水检测装置，如图1、图2、图3所示。
其中图1为在已有油管情况下的找水系统管柱结构示意图，其结构包括抽油泵1、套压阀2、封隔器3、滑套4、标记物a5、找水示踪装置6、标记物b7、标记物c8、井下套管9、钻杆10、球座11。
其中，井下套管9为固定井壁保护在其内部进行施工作业的钻杆10与相应设备，如本专利中的找水示踪装置6。
其中抽油泵1上接套压阀2，用于建立由抽油泵到钻杆到井底、再通过钻头孔到井筒环空的液体循环系统，套压阀2用于调节钻杆内部压力，球座11下街于整个钻杆，处于该系统最下端，用于封闭钻杆与井筒环空之间的压力传递。
在井下套管9已被放入井筒的情况下，钻杆10尾端串联找水示踪装置6，在井下套管9中进行下放作业，随后封隔器3在水平井段分段坐封，封隔器3之间为各待测井段的找水示踪装置6，找水示踪装置6所对应井下套管9安装有滑套4，用于控制地层流体进入井筒环空。设计管柱结构整体示意图如图1所示。
当找水示踪装置6下放到目的层段后，封隔器3分段封隔水平井段，地层中出水段地层出水通过滑套4进入井筒环空，进而进入找水示踪装置6中，通过筛板53以后接触示踪剂标记物，使示踪剂进行可控的缓慢溶解，进而将示踪剂释放至返出液中。最终含有示踪剂的返出液在井筒循环液体的作用下通过油管尾部球座上返至地面。
图2为井壁或仅有套管情况下的找水系统管柱结构示意图，其结构包括抽油泵1、套压阀2、封隔器3、滑套4、标记物a、找水示踪装置6、标记物b7、标记物c8、井下套管9、钻杆10、球座11。
在未处理的裸露井底或仅有套管结构的水平井段进行地层出水状况监测，则需要先起出原有管柱，在钻杆10尾端串接找水示踪装置6，并将其下入到目的层中，其设计管柱结构整体示意图如图2所示。同时在测试段上端加封隔器3，防止非目的层液体产生干扰。当水平井段目的层井筒发生地层出水状况时，地层水通过滑套4直接进入井筒环空，进而进入到找水示踪装置6中，与示踪剂标记物a、b、c进行接触，使示踪剂进行可控的缓慢溶解，进而将示踪剂释放至返出液中。由于井筒循环液体的作用以及地层中的流体不断流出，使得含有示踪剂的油水混合物不断流向井底，进而通过球座从井底返出到地面上。
图3为找水检测装置，其结构包括找水示踪装置本体、上接头51、进液口52、上筛板53、示踪剂54、下筛板55、出液口56、下接头57。其中，找水示踪装置6为与钻杆接头相适应的管柱结构，其侧面开有进液口52与出液口56，管道内空间用于放置示踪剂54，在示踪剂54两侧管道内分别安装上筛板53与下筛板55用于隔离地层岩屑，仅允许地层流体进入该找水示踪装置。当目的层出水后，地层水通过进液口进入管道与示踪剂接触54，示踪剂溶解后与地层油水混合物通过出液口排出至井筒环空，在井底液体循环作用下反排至井口。
上述方法中，地面检测系统包括色谱仪与出水判断。其中，色谱仪用来监测井底反出油水混合物中各类示踪标记物的含量。如图2所示，当封隔器和标记物a之间的层段产生出水，则地层流出水将同时流过标记物a、标记物b和标记物c，因此在采出液中能够同时检测到a、b、c三种示踪剂，且三种示踪剂的含量大致相等，如图4。当示踪剂b和示踪剂c的含量明显高于示踪剂a的含量时，如图4，则表明在示踪剂a和示踪剂b之间的层位具有第二个出水点。进一步的，同时根据各个示踪剂的含量，通过模型解释系统准确判断出目的层的出水位置与出水量。
实施例2
在原有油管已被放入井筒的情况下，封隔器3在水平井段分段坐封，封隔器3之间为依靠滑套4联通的管柱结构，采用钻杆10连接上分段找水示踪装置6在原有油管中进行下放作业。设计管柱结构整体示意图如图1所示。当找水示踪装置6下放到目的层段后，封隔器3分段封隔水平井段，地层中出水段地层出水通过原有预制管柱中的滑套4流入井筒环空，从而进入到找水示踪装置6中，接触示踪剂标记物，使示踪剂进行可控的缓慢溶解，进而将示踪剂释放至返出液中。最终含有示踪剂的返出液在井筒循环液体的作用下通过油管尾部球座上返至地面。
实施例3
图2为井壁或仅有套管情况下的找水系统管柱结构示意图，其结构包括抽油泵1、套压阀2、封隔器3、滑套4、标记物a5、找水示踪装置6、标记物b7、标记物c8、井下套管9、钻杆10、球座11。在未处理的裸露井底或仅有套管结构的水平井段进行地层出水状况监测，则需要先起出原有管柱，在钻杆10尾端串接找水示踪装置6，并将其下入到目的层中，其设计管柱结构整体示意图如图2所示。同时在测试段上端加封隔器3，防止非目的层液体产生干扰。当水平井段目的层井筒发生地层出水状况时，地层水直接进入井筒，进而进入到找水示踪装置6中，与示踪剂标记物a、b、c进行接触，使示踪剂进行可控的缓慢溶解，进而将示踪剂释放至返出液中。由于井筒循环液体的作用以及地层中的流体不断流出，使得含有示踪剂的油水混合物不断流向井底，进而通过球座从井底返出到地面上。
实施例4
如图1，将三个找水示踪装置由三个封隔器分段封隔，若示踪剂标记物a和示踪剂标记物b的含量明显高于示踪剂标记物c的含量时，则表明在示踪剂标记物b和示踪剂标记物c之间的层位具有出水点。此时，井口地层反出混合液中各示踪剂浓度如图4所示。然后利用现场试验所得到的单位体积地层混合液中示踪剂含量建立的模型反算出地层出水量。
同理，若示踪剂标记物a的含量明显高于示踪剂标记物b和示踪剂标记物c的含量时，则表明在示踪剂标记物a和示踪剂标记物b之间的层位具有出水点。此时，井口地层反出混合液中各示踪剂浓度如图5所示。然后利用现场试验所得到的单位体积地层混合液中示踪剂含量建立的模型反算出地层出水量。
实施例5
如图2，若只封闭串联的三个找水示踪装置6，则当被封隔器封闭下端井段出水时，最下层的示踪剂标记物c8和封隔器之间的层段产生出水，则地层流出水将同时流过标记物b7、以及其上层的示踪剂标记物a5；则在地面井筒环空反出地层混合流体中中能够同时检测到a、b、c三种示踪剂，且三种示踪剂的含量相当；其地面示踪剂含量趋势如图6所示。此时可以判断地层出水位置为井段末尾，其出水量可由井口反出地层混合液中示踪剂浓度建立的模型演算出。
以上给出的实施例是实现本发明较优的例子，本发明不限于上述实施例。本领域的技术人员根据本发明技术方案的技术特征所做出的任何非本质的添加、替换，均属于本发明的保护范围。