CN106014389B - 一种利用化学示踪剂测试体积压裂水平井各段油水贡献的方法 - Google Patents
一种利用化学示踪剂测试体积压裂水平井各段油水贡献的方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种利用化学示踪剂测试体积压裂水平井各段油水贡献的方法，主要包含以下四个关键环节：一是确定油剂及水剂的种类；二是估算各段油剂及水剂的用量；三是明确水平井各段油剂及水剂的注入方式；四是在压裂液返排及生产过程中取样及分析化验，确定每段油剂及水剂中的有效示踪物质采出浓度，计算各段产油产水贡献率，该方法解决了以往示踪剂监测技术中地层吸附、细菌蚕食、放射性污染、发生特殊作业时，示踪材料已消耗殆尽、只能评价产液贡献的问题。
Description
技术领域
本发明涉及石油开采技术领域，具体涉及一种利用化学示踪剂测试体积压裂水平井各段油水贡献的方法。
背景技术
自上世纪50年代开始,石油工业就开始在油藏评价、剖面测试、调剖分析及评价中引入示踪剂技术，主要是用于监测注采井间的连通关系及注入流体在地层中的波及情况。
示踪监测技术目前也用于监测压裂效果方面，存在很多问题如：地层吸附及细菌蚕食；放射性污染；现场发生特殊作业时消耗时间较长，示踪材料已消耗殆尽，导致无法完成测试或者测试结果出现较大误差；最重要的一点是目前技术只能评价产液贡献，无法区分油或者水的产出贡献。
发明内容
本发明的目的是克服体积压裂水平井产液剖面测试过程中存在的问题，发明了一种利用化学示踪剂测试体积压裂水平井各段油水贡献的方法，准确测量压裂水平井的各段油水贡献率。
本发明的技术方案是提供了一种利用化学示踪剂测试体积压裂水平井各段油水贡献的方法，包括以下步骤：
步骤1）根据水平井需要测试的段数选择不同的示踪剂，每一段选取一种示踪剂，每种示踪剂均包括一种油剂及一种水剂，且所选的示踪剂在油层温度及地层压力下能够保持原来的特性；
步骤2）根据压裂施工参数、水平井动用油藏体积、单段产能、有效示踪物质的最低检测浓度确定各段油剂及水剂的用量；
步骤3）开始进行压裂，压裂液顺序为前置液→携砂液→顶替液，从压裂车低压端注入各段的油剂和水剂；
步骤4）加入前置液时开始同步注入水剂，当顶替液开始注入前，水剂注入完毕；
步骤5）加入携砂液时开始注入油剂，携砂液注入初期内全部加完油剂，使油剂随携砂液进入裂缝远端；
步骤6）每段示踪剂注入完毕后，清洗注入泵及管线的剩余示踪剂；
步骤7）在压裂液返排及生产过程中取样分析化验，确定每段油剂及水剂中的有效示踪物质采出浓度，计算各段产油产水贡献率。
所述油剂属于氯代环烷烃或溴代环烷烃。
所述水剂属于氟代芳香族化合物或氯代芳香族化合物。
所述步骤2）中油剂用量的计算公式为：
Qo≥10×MDL×Lf×Wf×Hf××So
式中：Qo—— 油剂用量，单位为kg;
MDL—— 分析仪器最小检测极限，无量纲
Lf—— 裂缝带长，单位为m
Wf—— 裂缝带宽，单位为m
Hf—— 裂缝高度，单位为m
—— 储层孔隙度，单位为m
So——含油饱和度，单位为%
所述步骤2）中水剂用量的计算公式为：
Qw≥10×MDL×Lf×Wf×Hf××Sw
式中：Qw—— 水剂用量，单位为kg;
MDL—— 分析仪器最小检测极限，无量纲
Lf—— 裂缝带长，单位为m
Wf—— 裂缝带宽，单位为m
Hf—— 裂缝高度，单位为m
—— 储层孔隙度，单位为m
Sw——含水饱和度，单位为%
所述步骤4）中水剂注入时间为2-3小时。
所述步骤5）中油剂注入时间为7-10分钟。
所述步骤7）中取样为每12小时对井口产出液进行一次取样，且连续取样30天。
所述步骤7）中所述分析化验时采用气相色谱仪和质谱仪进行。
本发明的有益效果：
（1）本发明的这种利用化学示踪剂测试体积压裂水平井各段油水贡献的方法有效的解决了以往示踪剂监测技术中地层吸附、细菌蚕食、放射性污染、发生特殊作业时，示踪材料已消耗殆尽、只能评价产液贡献的问题。该方法现场试验取得了显著的效果，给出了鄂尔多斯盆地长致密油水平井体积压裂各段油水的产出贡献率，可有效指导体积压裂优化设计。
（2）本发明的这种利用化学示踪剂测试体积压裂水平井各段油水贡献的方法采用的油剂属于氯代环烷烃或溴代环烷烃，水剂属于氟代芳香族化合物或氯代芳香族化合物，在压裂液返排及生产过程中取样分析时均能测出。
（3）本发明的这种利用化学示踪剂测试体积压裂水平井各段油水贡献的方法通过设置油剂注入时间为7-10分钟，水剂注入时间为2-3小时，减少油剂和水剂在注入过程中的损失，使其在压裂过程中充分发挥效果
（4）本发明的这种利用化学示踪剂测试体积压裂水平井各段油水贡献的方法采用气相色谱仪和质谱仪进行分析化验保证了测试结果的准确性。
以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：
实施例1：
为了克服体积压裂水平井产液剖面测试过程中存在的问题，本实施例提供了一种利用化学示踪剂测试体积压裂水平井各段油水贡献的方法，包括以下步骤：
步骤1）根据水平井需要测试的段数选择不同的示踪剂，每一段选取一种示踪剂，每种示踪剂均包括一种油剂及一种水剂，且所选的示踪剂在油层温度及地层压力下能够保持原来的特性；
步骤2）根据压裂施工参数、水平井动用油藏体积、单段产能、有效示踪物质的最低检测浓度确定各段油剂及水剂的用量；
步骤3）开始进行压裂，压裂液顺序为前置液→携砂液→顶替液，从压裂车低压端注入各段的油剂和水剂；
步骤4）加入前置液时开始同步注入水剂，当顶替液开始注入前，水剂注入完毕；
步骤5）加入携砂液时开始注入油剂，携砂液注入初期内全部加完油剂，使油剂随携砂液进入裂缝远端；
步骤6）每段示踪剂注入完毕后，清洗注入泵及管线的剩余示踪剂；
步骤7）在压裂液返排及生产过程中取样分析化验，确定每段油剂及水剂中的有效示踪物质采出浓度，计算各段产油产水贡献率。
本发明的这种利用化学示踪剂测试体积压裂水平井各段油水贡献的方法有效的解决了以往示踪剂监测技术中地层吸附、细菌蚕食、放射性污染、发生特殊作业时，示踪材料已消耗殆尽、只能评价产液贡献的问题。该方法现场试验取得了显著的效果，给出了鄂尔多斯盆地长致密油水平井体积压裂各段油水的产出贡献率，可有效指导体积压裂优化设计。
实施例2：
在实施例1的基础上，本实施例提供了一种利用化学示踪剂测试体积压裂水平井各段油水贡献的方法，包括以下步骤：
步骤1）根据水平井需要测试的段数选择不同的示踪剂，每一段选取一种示踪剂，每种示踪剂均包括一种油剂及一种水剂，且所选的示踪剂在油层温度及地层压力下能够保持原来的特性；
步骤2）根据压裂施工参数、水平井动用油藏体积、单段产能、有效示踪物质的最低检测浓度确定各段油剂及水剂的用量；
步骤3）开始进行压裂，压裂液顺序为前置液→携砂液→顶替液，从压裂车低压端注入各段的油剂和水剂；
步骤4）加入前置液时开始同步注入水剂，当顶替液开始注入前，水剂注入完毕；
步骤5）加入携砂液时开始注入油剂，携砂液注入初期内全部加完油剂，使油剂随携砂液进入裂缝远端；
步骤6）每段示踪剂注入完毕后，清洗注入泵及管线的剩余示踪剂；
步骤7）在压裂液返排及生产过程中取样分析化验，确定每段油剂及水剂中的有效示踪物质采出浓度，计算各段产油产水贡献率。
进一步的，所述油剂属于氯代环烷烃或溴代环烷烃，油剂是根据每一段水平井在油层温度及地层压力下能够保持原来特性而选取的对应条件的卤化环烷烃；所述水剂属于氟代芳香族化合物或氯代芳香族化合物，水剂是根据每一段水平井在油层温度及地层压力下能够保持原来特性而选取的对应条件的芳香族化合物，在压裂液返排及生产过程中取样分析时，均能测出油剂和水剂。
实施例3：
在实施例2的基础上，本实施例提供了一种利用化学示踪剂测试体积压裂水平井各段油水贡献的方法，包括以下步骤：
步骤1）根据水平井需要测试的段数选择不同的示踪剂，每一段选取一种示踪剂，每种示踪剂均包括一种油剂及一种水剂，且所选的示踪剂在油层温度及地层压力下能够保持原来的特性；
步骤2）根据压裂施工参数、水平井动用油藏体积、单段产能、有效示踪物质的最低检测浓度确定各段油剂及水剂的用量；
步骤3）开始进行压裂，压裂液顺序为前置液→携砂液→顶替液，从压裂车低压端注入各段的油剂和水剂；
步骤4）加入前置液时开始同步注入水剂，当顶替液开始注入前，水剂注入完毕；
步骤5）加入携砂液时开始注入油剂，携砂液注入初期内全部加完油剂，使油剂随携砂液进入裂缝远端；
步骤6）每段示踪剂注入完毕后，清洗注入泵及管线的剩余示踪剂；
步骤7）在压裂液返排及生产过程中取样分析化验，确定每段油剂及水剂中的有效示踪物质采出浓度，计算各段产油产水贡献率。
所述步骤2）中油剂用量的计算公式为：
Qo≥10×MDL×Lf×Wf×Hf××So
式中：Qo—— 油剂用量，单位为kg;
MDL—— 分析仪器最小检测极限，无量纲
Lf—— 裂缝带长，单位为m
Wf—— 裂缝带宽，单位为m
Hf—— 裂缝高度，单位为m
—— 储层孔隙度，单位为m
So——含油饱和度，单位为%
所述步骤2）中水剂用量的计算公式为：
Qw≥10×MDL×Lf×Wf×Hf××Sw
式中：Qw—— 水剂用量，单位为kg;
MDL—— 分析仪器最小检测极限，无量纲
Lf—— 裂缝带长，单位为m
Wf—— 裂缝带宽，单位为m
Hf—— 裂缝高度，单位为m
—— 储层孔隙度，单位为m
Sw——含水饱和度，单位为%
实施例4：
在实施例3的基础上，本实施例提供了一种利用化学示踪剂测试体积压裂水平井各段油水贡献的方法，包括以下步骤：
步骤1）根据水平井需要测试的段数选择不同的示踪剂，每一段选取一种示踪剂，每种示踪剂均包括一种油剂及一种水剂，且所选的示踪剂在油层温度及地层压力下能够保持原来的特性；
步骤2）根据压裂施工参数、水平井动用油藏体积、单段产能、有效示踪物质的最低检测浓度确定各段油剂及水剂的用量；
步骤3）开始进行压裂，压裂液顺序为前置液→携砂液→顶替液，从压裂车低压端注入各段的油剂和水剂；
步骤4）加入前置液时开始同步注入水剂，当顶替液开始注入前，水剂注入完毕；
步骤5）加入携砂液时开始注入油剂，携砂液注入初期内全部加完油剂，使油剂随携砂液进入裂缝远端；
步骤6）每段示踪剂注入完毕后，清洗注入泵及管线的剩余示踪剂；
步骤7）在压裂液返排及生产过程中取样分析化验，确定每段油剂及水剂中的有效示踪物质采出浓度，计算各段产油产水贡献率。
进一步的，为了减少油剂和水剂在注入过程中的损失及其在压裂过程中充分发挥效果，所述步骤4）中水剂注入时间为2-3小时。所述步骤5）中油剂注入时间为7-10分钟。油剂与携砂液同时注入，且在携砂液注入初期7-10分钟内全部加完，水剂则在压裂初期加入前置液时开始同步注入，压裂液加入过程中2-3小时一直注入水剂，直到顶替液开始注入前，水剂注入完毕。
实施例5：
在实施例4的基础上，本实施例提供了一种利用化学示踪剂测试体积压裂水平井各段油水贡献的方法，包括以下步骤：
步骤1）根据水平井需要测试的段数选择不同的示踪剂，每一段选取一种示踪剂，每种示踪剂均包括一种油剂及一种水剂，且所选的示踪剂在油层温度及地层压力下能够保持原来的特性；
步骤2）根据压裂施工参数、水平井动用油藏体积、单段产能、有效示踪物质的最低检测浓度确定各段油剂及水剂的用量；
步骤3）开始进行压裂，压裂液顺序为前置液→携砂液→顶替液，从压裂车低压端注入各段的油剂和水剂；
步骤4）加入前置液时开始同步注入水剂，当顶替液开始注入前，水剂注入完毕；
步骤5）加入携砂液时开始注入油剂，携砂液注入初期内全部加完油剂，使油剂随携砂液进入裂缝远端；
步骤6）每段示踪剂注入完毕后，清洗注入泵及管线的剩余示踪剂；
步骤7）在压裂液返排及生产过程中取样分析化验，确定每段油剂及水剂中的有效示踪物质采出浓度，计算各段产油产水贡献率。
进一步的，为了保证测试结果的准确性，所述步骤7）中取样为每12小时对井口产出液进行一次取样，且连续取样30天。所述步骤7）中所述分析化验时采用气相色谱仪和质谱仪进行。
实施例6：
本实施例提供了一种利用化学示踪剂测试体积压裂水平井各段油水贡献的方法，针对An83井区AP134井，设计3段。
包括如下步骤：
（1）水平井需要测试的段数为3段、油层的温度为74.6℃、地层压力为18.5MPa，确定满足需要的示踪剂为3种油剂和3种水剂，油剂为氯代环己烷、氯代正辛烷、氯代环庚烷，水剂为对三氟甲基苯甲酸钠、4-氯苯甲酸钠、2-氯苯甲酸钠；
（2）根据压裂施工参数（施工排量6m3/min，单段入地液量550～600m3）、单段产能（小于10m3/d）、有效示踪物质的最低检测浓度（5ppb），按照示踪剂总稀释模型估算单段油剂（3.0～3.5kg），水剂（3～7L）；
（3）开始进行压裂，压裂液顺序为前置液→携砂液→顶替液，从压裂车低压端注入各段的油剂和水剂；加入前置液时开始同步注入水剂，当顶替液开始注入前，水剂注入完毕；加入携砂液时开始注入油剂，携砂液注入初期内全部加完油剂，使油剂随携砂液进入裂缝远端；每段示踪剂注入完毕后，清洗注入泵及管线的剩余示踪剂；
（4）取样化验分析结果表明，第1、3段为主力产油段，产油贡献率分别38%和41%，第2段贡献率较低仅为21%；第1、3段产水贡献率分别为37%和43%，第2段贡献率仅为20%。
以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种利用化学示踪剂测试体积压裂水平井各段油水贡献的方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1）根据水平井需要测试的段数选择不同的示踪剂，每一段选取一种示踪剂，每种示踪剂均包括一种油剂及一种水剂，且所选的示踪剂在油层温度及地层压力下能够保持原来的特性；
步骤2）根据压裂施工参数、水平井动用油藏体积、单段产能、有效示踪物质的最低检测浓度确定各段油剂及水剂的用量；
步骤3）开始进行压裂，压裂液顺序为前置液→携砂液→顶替液，从压裂车低压端注入各段的油剂和水剂；
步骤4）加入前置液时开始同步注入水剂，当顶替液开始注入前，水剂注入完毕；
步骤5）加入携砂液时开始注入油剂，携砂液注入初期内全部加完油剂，使油剂随携砂液进入裂缝远端；
步骤6）每段示踪剂注入完毕后，清洗注入泵及管线的剩余示踪剂；
步骤7）在压裂液返排及生产过程中取样分析化验，确定每段油剂及水剂中的有效示踪物质采出浓度，计算各段产油产水贡献率；
所述油剂属于氯代环烷烃或溴代环烷烃；
所述水剂属于氟代芳香族化合物或氯代芳香族化合物；
所述步骤2）中油剂用量的计算公式为：
Qo≥10×MDL×Lf×Wf×Hf××So
式中：Qo—— 油剂用量，单位为kg;
MDL—— 分析仪器最小检测极限，无量纲
Lf—— 裂缝带长，单位为m
Wf—— 裂缝带宽，单位为m
Hf—— 裂缝高度，单位为m
—— 储层孔隙度，单位为m
So——含油饱和度，单位为%
所述步骤2）中水剂用量的计算公式为：
Qw≥10×MDL×Lf×Wf×Hf××Sw
式中：Qw—— 水剂用量，单位为kg;
MDL—— 分析仪器最小检测极限，无量纲
Lf—— 裂缝带长，单位为m
Wf—— 裂缝带宽，单位为m
Hf—— 裂缝高度，单位为m
—— 储层孔隙度，单位为m
Sw——含水饱和度，单位为%
所述步骤4）中水剂注入时间为2-3小时；
所述步骤5）中油剂注入时间为7-10分钟；
所述步骤7）中取样为每12小时对井口产出液进行一次取样，且连续取样30天；
所述步骤7）中所述分析化验时采用气相色谱仪和质谱仪进行。
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