[發明專利]一種利用微量元素示蹤劑監測水平井分段壓裂效果的方法

在審

• 申請號: 201810556543.X
• 申請日: 2018-06-01
• 公開（公告）號: CN108729909A
• 公開（公告）日: 2018-11-02
• 發明（設計）人: 張東曉;史勝龍;房堃
• 申請（專利權）人: 青島大地新能源技術研究院
• 主分類號: E21B47/11
• 分類號: E21B47/11;E21B43/26
• 代理公司: 濟南竹森知識產權代理事務所(普通合伙) 37270
• 代理人: 呂利敏

本發明公開了一種利用微量元素示蹤劑監測水平井分段壓裂效果的方法，主要包括：1)選擇本底濃度低的微量元素作為示蹤劑；2)根據各段壓裂液用量估算各段示蹤劑的用量；3)壓裂施工時，利用恒流泵通過地面低壓管線向混砂車中加入示蹤劑，不同層段加入不同示蹤劑；4)壓裂完成后，對壓裂返排液進行密集取樣，檢測返排液中示蹤劑的濃度，繪制示蹤劑濃度隨時間變化曲線，并計算各段產水量，從而分析各段壓裂后的裂縫形態，確定各段對產水量的貢獻，明確壓裂后井筒和井間的連通性。該方法解決了以往壓裂監測技術中信噪比低、可信度差、費用高、放射性污染，不能準確評價水平井分段壓裂后各段壓裂效果的問題。

技術領域

本發明屬于非常規油氣田開發的技術領域，具體的涉及一種利用微量元素示蹤劑監測水平井分段壓裂效果的方法。

背景技術

目前，常用的壓裂監測技術主要有地面和井下結合的微地震監測技術，同位素示蹤劑監測技術。這兩種技術主要用來監測壓裂后的裂縫形態，但應用時存在技術局限，地面和井下結合的微地震監測技術存在信噪比低、可信度差、費用高的缺點；同位素示蹤劑監測技術存在一定的放射性，對施工人員身體有害，最重要的一點是這兩種技術均不能準確評價水平井分段壓裂后，各段的壓裂效果。

發明內容

本發明的目的在于為了解決現有技術存在的局限，特別是無法準確評價各段壓裂效果的問題而提供一種利用微量元素示蹤劑監測水平井分段壓裂效果的方法，該方法可以準確分析水平井分段壓裂后各段裂縫形態，確定各段對產水量的貢獻，明確壓裂后井筒和井間的連通性，準確評價水平井分段壓裂效果，為后期改進壓裂工藝提供依據。

本發明的技術方案為：一種利用微量元素示蹤劑監測水平井分段壓裂效果的方法，包括以下步驟：

(1)根據目標井水樣檢測結果，選擇本底濃度低的微量元素作為示蹤劑，根據水平井壓裂的段數確定示蹤劑的數量，每一段選擇一種示蹤劑；

(2)根據壓裂施工時各層段壓裂液的用量估算各段示蹤劑的用量，其中各段示蹤劑用量的計算公式為：m＝(V₁+V₂)·C·1000；式中m——示蹤劑用量，g；V₁——壓裂段前置液體積，m³；V₂——壓裂段攜砂液體積，m³；C——示蹤劑均勻分布在前置液和攜砂液中的濃度，μg/L，定為500μg/L；

(3)壓裂時利用恒流泵通過地面低壓管線向混砂車中加入示蹤劑，不同層段加入不同示蹤劑；

(4)注入前置液時開始注入示蹤劑，當攜砂液剩余兩個井筒體積液量前保證示蹤劑注入完成；

(5)示蹤劑注入完成后，用清水清洗注入管線；

(6)壓裂完成后，對壓裂返排液進行密集取樣，檢測返排液中示蹤劑的濃度，繪制示蹤劑濃度隨時間變化曲線并標記出示蹤劑的本底濃度，即地層水中示蹤劑的原始含量，得到示蹤劑返排曲線示意圖，計算各段產水量，從而分析各段壓裂后的裂縫形態，確定各段對產水量的貢獻，明確壓裂后井筒和井間的連通性。

所述示蹤劑為微量元素絡合物，其中微量元素為釔、鑭、鈰、鐠、釹、鈥、釤、銪、釓、鉺、銩和鐿中任意一種；所述絡合劑為乙二胺四甲叉膦酸鈉、乙二胺四甲叉膦酸、乙二胺四乙酸二鈉、氯化羥胺和乙二胺四乙酸中任意一種。

所述示蹤劑的注入時間為30～120分鐘。根據注入時間設計示蹤劑的注入速度，更符合現場施工情況。

所述步驟(6)中返排液在井口排液管線出口端收集，每12小時取一次返排液，連續取至少60天。

所述步驟(6)中返排液檢測時采用電感耦合等離子體質譜儀。采用電感耦合等離子體質譜儀檢測示蹤劑，檢測精度達到10^-14kg/L數量級，該數量級遠低于本底濃度的數量級(10^-12kg/L)，保證了檢測結果的準確性。