CN103556990A - 一种采油井产能跟踪与评价方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种采油井产能跟踪与评价方法。该方法包括下列步骤：1）压裂施工时，打前置液、携砂液时在混砂车上加入液体指示剂；2）在压裂液返排期间，连续跟踪监测取样、计量；3）在下泵合层生产期间，在井口或计量站取样，了解正常生产时的被跟踪井出液量的大小，井别不同跟踪取样的要求也不同；4）样品预处理后通过分析仪器对每个样品中每种液体指示剂的浓度和光亮强度进行分别测定，计算贡献率、回收率及回采量等。通过对液体指示剂进行分类、分析、处理和研究，便可得到各储层改造后的产液构成状况、产率（贡献率）、压裂效果等相关信息。

Description

一种采油井产能跟踪与评价方法

技术领域：

本发明涉及油田采油领域，具体涉及一种采油井产能跟踪与评价方法。 

背景技术：

随着油田开发的不断深入，油水井增产措施工作量增加的同时其难度也越来越大，措施的效益越来越受到关注，尤其是投入资金较大的非常规压裂、分层压裂井的效果、效益更加受到油田开发工作者的关切；目前的分层（段）压裂已经非常普遍，无论是在压裂液体系方面，还是在支撑剂体系、压裂工艺措施、压裂管柱等方面已形成一套完整的科学的工艺体系，其工作量正在逐年激增，但与之对应的监控方法相对滞后。由于施工条件的特殊性，对于非常规、分层压裂井的监控以及措施后分层的改造效果、各层贡献大小的认识与评价，也就是说对分层、多段压裂井压后大部分井均为合采的情况下，在压裂液返排和生产过程中，哪一层、哪一段储层对于开发生产液量的贡献大小，目前尚无快捷、有效的办法来监控。这类井措施后哪一层出液？出了多少液？用常规的测井、试油等方法很难给出答案，即便实施起来也费时、费力，效率低、效果差、风险高。 

发明内容：

为了克服背景技术的不足，本发明提供一种采油井产能跟踪与评价方法，该方法在分层（段）压裂过程中针对不同储层选择特征各异的液体指示剂（即YTJ系列指示剂）跟随流体一同进入油藏并被流体携带出来同时还承载着油藏信息，通过对液体指示剂进行分类、分析、处理和研究，便可得到各储层改造后的产液构成状况、产率（贡献率）、压裂效果等相关信息。 

本发明的技术方案是：该采油井产能跟踪与评价方法包括下列步骤： 

1）压裂施工时，打前置液、携砂液时在混砂车上加入液体指示剂，不同的层段施工，加入不同的液体指示剂，每个层段液体指示剂加入量为10L～250L，加入时间为1-2小时； 

2）在压裂液返排期间，连续跟踪监测取样、计量，直到返排结束，排液初期15-30分钟取一次样，每次250ml，排液中期1-4小时取一次样，每次250ml，排液后期12小时取一次样，每次250ml； 

3）在下泵合层生产期间，在井口或计量站取样，了解正常生产时的被跟踪井出液量的大小，井别不同跟踪取样的要求也不同； 

4）样品预处理后通过分析仪器对每个样品中每种液体指示剂的浓度和光亮强度进行分别测定，取得每种液体指示剂在每个样品中的浓度和光亮强度；绘制光亮强度曲线； 

5）获取各层段贡献率，各层段贡献率按下式计算： 

$W=\frac{N_i}{\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{N}_i}*100\%$

式中---W：贡献率，%； 

N_i：压裂井第i层指示剂的监测浓度值； 

i：压裂层序号； 

n：分层压裂井压裂层数； 

6）获取分层日产液量：分层日产液量计算公式如下： 

分层日产液量①=日产液量*W 

式中---W：贡献率，%； 

7）获取回采量：日回采量=分层日产液量①*Ni 

式中---Ni：压裂井第i层指示剂的监测浓度值； 

8）获取回采率：回采率计算公式如下： 

回采率=回采量②/投加总量， 

回采量②=每日回采量之和。 

上述的液体指示剂，由下述方法制得：将2.96g萘酰亚胺类荧光共聚物，40mL泡腾剂加入IOOmL三颈烧瓶中，加热，升温至800C，然后开始滴加3.3mL微孔发生剂及lOmL稀土元素络合物的混合液，1h内滴毕，加热回流6h,反应完毕后减压蒸馏出去溶剂，加50mL解崩剂，冷冻。解冻后，有大量沉淀析出，抽滤，将滤饼真空干燥，得黄色固体。取2.77g化合物于100mL三颈烧瓶中，加50mL乙醇将其溶解，同时升温至70℃，待化合物完全溶解后，逐滴加入1mL花青素和10mLFITC的混合液，0.5h内滴完。反应结束后，常压蒸馏出去30mL溶剂，将蒸馏后的褐色溶液倒入500mL蒸馏水中，析出大量沉淀，抽滤，将滤饼真空干燥，得固体。 

上述的稀土元素络合物由稀土元素与络合剂按1∶1摩尔比进行络合而成，稀土元素为钪、钇及镧系中的镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥中的任意一种，络合剂为乙二胺羟乙基三乙酸；泡腾剂由酸剂和碱剂组成，酸剂为有机酸；碱剂为碱金属或碱土金属的碳酸盐或碳酸氢盐，酸剂和碱剂的摩尔比为1∶1；微孔发生剂是二元醇；崩解剂为交联聚乙烯吡咯烷酮。 

酸剂为己二酸，碱剂为碳酸氢钠。萘酰亚胺类荧光共聚物的结构式如下： 

上述的液体指示剂在制备过程选择不同的稀土元素，即可得到不同的光亮强度的液体指示剂，例如实施例中所应用的YTJ-3、YTJ-1、YTJ-2、YTJ-4及YTJ-5五种指示剂。 

液体指示剂其主要有以下性能： 

1）无毒害、无辐射，对地层无污染、无伤害、安全、环保； 

2）现场施工方便，与压裂液混合具有较高的相容性，对压裂液的性能无影响； 

3）热稳定性和化学稳定性好，耐酸、耐碱，抗氧化，地层吸附少（≤5%）； 

4）不与储层流体发生化学反应，不生成沉淀，不与同位素交换； 

5）抗干扰、配伍性好，指示剂之间不相互影响，易鉴别、区分，监测灵敏度高，操作简单、方便、用时短； 

本发明具有如下有益效果：本发明通过在分层（段）压裂过程中针对不同储层选择特征各异的液体指示剂（即YTJ系列指示剂）跟随流体一同进入油藏并被流体携带出来同时还承载着油藏信息，通过对液体指示剂进行分类、分析、处理和研究，便可得到各储层改造后的产液构成状况、产率（贡献率）、压裂效果等相关信息。 

附图说明：

图1英平1井各层（段）指示剂产出响应曲线叠加图； 

图2压裂后第一层段指示剂产出响应曲线； 

图3压裂后第二层段指示剂产出响应曲线； 

图4压裂后第三层段指示剂产出响应曲线； 

图5压裂后第四层段指示剂产出响应曲线； 

图6压裂后第五层段指示剂产出响应曲线； 

图7压裂后各层（段）示踪剂回采率图； 

图8英平1井压裂后各层（段）贡献率图； 

图9英平1井压裂后各层（段）产液量构成曲线； 

图10英平1井压裂后各层（段）指示剂浓度构成图； 

图11英平1井压裂后各层（段）产液量曲线。 

具体实施方式：

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明： 

1）采油井在压裂过程中打前置液、携砂液时在混砂车上加入指示剂，依据指示剂投加对应层段用量表（见表1），压裂过程中按分层压裂顺序于第一至第五层（段）的压裂液中先后加入了YTJ-3、YTJ-1、YTJ-2、YTJ-4及YTJ-5五种类型的指示剂,各为227L、227L、205L、227L及227L溶液，整个液体指示剂加入过程均匀、平稳（见表2）。 

表1英平1井分段压裂投加指示剂用量表 

表2投加液体指示剂现场施工记录表 

2）液体指示剂的跟踪监测： 

（1）取样方式：在压裂液返排期间，在排液管线出口（井口）取样、在进站生产期间从井口或站内取样。 

（2）取样容器：采用250ML标准玻璃取样瓶，取样后瓶口密封。 

（3）取样时间间隔：按施工设计从放喷开始至第一天止：为每0.25小时（15分钟）取一次样品，共计取样96瓶，每次250ML；从第二天开始至第三天止：每半小时取一次样品，共计取样96瓶，每次250ML；从第四天至六天止：每小时取一次样品，共计取样72瓶，每次250ML；从第七天至第九天止，每4小时取一次样品，共计取样18瓶，每次250ML；从第十天至二十天止，每12小时取样一次，共计取样22瓶，每瓶250ML。 

（4）样品的采集：该井用6mm油嘴自喷排液时开始取样跟踪监测现场共取样304个。现场验收合格304个； 

（5）预处理及化验分析：对现场所取样品首先进行室内筛选预处理，所取304个样品均符合要求，经过比对标准样与现场取样的样品分离出不合格样品，合格的样品经过过滤实验备用、严重污染的样品需要离心机分离提纯、每种样品首先化验光亮强度确定种类和浓度； 再将304组样品通过分析仪器对每个样品中每种液体指示剂的浓度进行分别分析测定，其中测得的304组为有效数据（见表4）。 

3）样品资料分析处理及曲线特征： 

通过样品分析化验所得到各层（段）原始监测数据（见表3），可获取各层（段）液体指示剂的响应曲线（详见图1、图2、图3、图4、图5、图6）： 

如图1所示，通过指示剂产出响应曲线叠加图对比分析，各曲线初期响应特征相似，后期响应特征同步性减弱。导致这样特征的主要因素有两方面：一是初期大量入井液的进入，增强了各层段地层能量充足，层段间产液的其它干扰因素对产液影响较弱，导致曲线响应特征表现出形态同步性强，指示剂浓度差异小的特征。二是随着地层能量下降，分层段的储层物性、压裂改造效果对各层段产液的影响开始逐渐凸显出来。地层能量下降快、储层物性差、供液能力弱的层段高值响应逐步延迟，响应时间逐步变短。 

（1）第一层段指示剂产出曲线特征分析： 

如图2所示，该层段指示剂监测响应曲线前期出现峰值，后期波动幅度较小，监测期内累计指示剂的回采率高达40.19%，是油井的主产液层之一，且产液贡献率最高；后期出现的响应曲线波动分析认为是层段间干扰引起的，响应值下降主要是伴随着地层能量的不断释放指示剂的产出浓度亦随之递减的结果。 

（2）第二层段指示剂曲线特征分析： 

如图3所示，该层段指示剂监测浓度值曲线特征与第一层段相似，指示剂累计回采率达38.12%，是油井的主产液层段之一，监测后期随着返排量的增加，地层能量的下降，与第一层段产液出现了较长一段时间相互干扰的特征，但两层段持续供液能力基本相近。 

（3）第三层段指示剂曲线特征分析： 

如图4所示，第三层段指示剂监测浓度值曲线持续下降特征明显，指示剂返回采率低，累计回采率只有22.35%，是该井产液贡献率最低的层段，分析认为是因该层段储层供液能力差所致。 

（4）第四层段指示剂曲线特征分析 

如图5所示，该层段指示剂监测浓度值曲线与第一、二层段曲线早、中期同步性较强，三个层段的供液能力基本相近，后期的峰值特征显示出与第一、第二层段相互干扰特征，从曲线响应特征和响应的时间差异来分析，该三层段间相互干扰特征非常明显。指示剂累计回采率为37.67%，是油井的主产液层段之一。 

（5）第五层段指示剂曲线特征分析 

如图6所示，该层段指示剂累计回采率达35.36%，是油井的主产液层段之一，指示剂曲线波动幅度与第四层相近，高值响应相对更稳定，时间更长，曲线特征显示该层段更易 受到层段间的产液干扰。 

4）压裂后各储层产能状况分析评价： 

（1)分层（段）指示剂回采率评价： 

监测期内五个层段均有较高的指示剂回采率。指示剂回采率情况如图7：第一至第五层段指示剂回采率分别是40.19%、38.12%、22.35%、37.67%和35.36%，只有第三层段回采率较低，其它层段回采率属于相对较高。如图7所示。 

（2）分层产液量评价： 

依据分层指示剂产出曲线与浓度的线性关系分析压裂层段指示剂的回采情况，分析认为所有层段均压裂成功，且均有液体返排或地层液体产出。各层产液贡献率情况如图8、图9：第一层段产液贡献率23.63%，第二层段贡献率21.54%，第三层段贡献率13.65%，第四层段贡献率21.91%，第五层段贡献率19.27%。 

（3）分层日产液分析： 

依据指示剂浓度构成情况（如图10、图11），考虑到初期地层产出主要为压裂液的大量返排，指示剂浓度较高，随着指示剂产出浓度的下降，在层间干扰不断减少的稳定期产夜量，应代表地层的实际产出状况，因此选取稳定期3月15日-30日平均值做参考，分层日产液如下：第一层段日产液11.8方，贡献率23.9%；第二层段为10.4方，贡献率21.0%；第三层段为7.0方，贡献率14.2%；第四层段为11.0方，贡献率22.2%；第五层段为9.1方，贡献率18.7%，日均分层产液比率与最终的的分层产液比率（见图8）基本一致。 

终上所述： 

1）层段指示剂响应均具有各自特征，且都有较好的返排率，表明本次分层段压裂取得成功。 

2）除第三层段供液能力相对较弱外，其它层段供液能力基本相近，显示出储层的平面非均质性较弱，储层物性变化差小。 

3）第三层段储层物性最差，供液能力最弱，地质特征与监测结果基本相符。 

4）各压裂层段间有较弱的层段间干扰特征，但不至于影响分层段的产液贡献。 

5）监测期内总体指示剂返排率相对较高，油井持续供液能力较强。 

表3英平1井压裂后各层的贡献率及产液量构成数据 

表4 

Claims (4)

1.一种采油井产能跟踪与评价方法，该方法包括下列步骤：

1）压裂施工时，打前置液、携砂液时在混砂车上加入液体指示剂，不同的层段施工，加入不同的液体指示剂，每个层段液体指示剂加入量为10L～250L，加入时间为1-2小时；

2）在压裂液返排期间，连续跟踪监测取样、计量，直到返排结束，排液初期15-30分钟取一次样，每次250ml，排液中期1-4小时取一次样，每次250ml，排液后期12小时取一次样，每次250ml；

3）在下泵合层生产期间，在井口或计量站取样，了解正常生产时的被跟踪井出液量的大小，井别不同跟踪取样的要求也不同；

4）样品预处理后通过分析仪器对每个样品中每种液体指示剂的浓度和光亮强度进行分别测定，取得每种液体指示剂在每个样品中的浓度和光亮强度；绘制光亮强度曲线；

5）获取各层段贡献率，各层段贡献率按下式计算：

$W=\frac{N_i}{\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{N}_i}*100\%$

式中---W：贡献率，%；

N_i：压裂井第i层指示剂的监测浓度值；

i：压裂层序号；

n：分层压裂井压裂层数；

6）获取分层日产液量：分层日产液量计算公式如下：

分层日产液量①=日产液量*W

式中---W：贡献率，%；

7）获取回采量：日回采量=分层日产液量①*Ni

式中---Ni：压裂井第i层指示剂的监测浓度值；

8）获取回采率：回采率计算公式如下：

回采率=回采量②/投加总量，

回采量②=每日回采量之和。

2.权利要求1中所述的液体指示剂，由下述方法制得：将2-3份的萘酰亚胺类荧光共聚物、泡腾剂加入1OOmL三颈烧瓶中，加热升温至800℃，然后开始滴加微孔发生剂及稀土元素络合物的混合液，1h内滴毕，加热回流6h,反应完毕后减压蒸馏出去溶剂，加解崩剂冷冻，冷冻12小时；解冻后，有大量沉淀析出，抽滤，将滤饼真空干燥，得中间产物为黄色固体化合物。取2-3份化合物于100mL三颈烧瓶中，加50mL乙醇将其溶解，同时升温至70℃，待化合物完全溶解后，逐滴加入花青素和异硫氰酸荧光素FITC的混合液，0.5h内滴完。反应结束后，常压蒸馏出去30mL溶剂，将蒸馏后的褐色溶液倒入500mL蒸馏水中，析出大量沉淀，抽滤，将滤饼真空干燥，得固体即为指示剂；其中萘酰亚胺类荧光共聚物与泡腾剂的质量体积比为（2-3）：40g/mL，泡腾剂与微孔发生剂的体积比为（3-4）：40，稀土元素络合物与微孔发生剂的体积比为1：4，解崩剂与微孔发生剂的体积比为5：4，化合物与乙醇的质量体积比为（2-3）：50g/mL，乙醇与花青素的体积比为50：1，乙醇与与FITC的体积比为5：1，其中原料按重量份配比。

3.根据权利要求2所述的液体指示剂，其特征在于：稀土元素络合物由稀土元素与络合剂按1∶1摩尔比进行络合而成，稀土元素为钪、钇及镧系中的镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥中的任意一种，络合剂为乙二胺羟乙基三乙酸；泡腾剂由酸剂和碱剂组成，酸剂为有机酸；碱剂为碱金属或碱土金属的碳酸盐或碳酸氢盐，酸剂和碱剂的摩尔比为1∶1；微孔发生剂是二元醇；崩解剂为交联聚乙烯吡咯烷酮。

4.根据权利要求3所述的液体指示剂，其特征在于：酸剂为己二酸，碱剂为碳酸氢钠。

Images