CN106446587B - 一种气井压裂返排率校正方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种气井压裂返排率校正方法，包括：1.分别采集储层改造施工前的压裂液及原始地层水样品；分析得到压裂液和地层水样品中的氯离子含量的实测数据；2.采集多个不同时间段的返排压裂液样品，分析得到n个混杂液样品中的氯离子含量的实测数据；3.依据采集时间和氯离子含量建立拟合关系式；依据拟合关系式计算出各混杂液样品中的氯离子含量依次的拟合数据；根据各混杂液样品中的氯离子实测数据，对各混杂液样品中的氯离子拟合数据进行对应的拟合校正，获得各混杂液样品中的氯离子含量的拟合校正数据；4.计算出压裂施工后开井以来任意一天的原始地层水产量；5.校正出压裂施工后开井以来任意一天的压裂液返排率。

Description

一种气井压裂返排率校正方法

技术领域

本发明涉及油气井开采作业中的压裂返排技术，具体是一种气井压裂返排率校正方法。

背景技术

针对页岩气藏以及致密砂岩气藏等非常规气藏的地质特征，气井在储层改造时，多采用大规模分段加砂压裂的技术措施，其平均入地的压裂液量在上万立方米以上，入地的压裂液量巨大。在气井的加砂压裂作业后，岩石孔隙中的压裂液及地层中的原始地层水较易返排，因此开井返排压裂液量相对较大，返排的压裂液中既有入地的压裂液，又混杂了原始地层水。实验数据表明，试气压裂后，开井第二天的返排液中就已经混入了大量的地层水。因此，压裂后所得的返排液并不是真实的返排压裂液，即返排压裂液的成分较为复杂。

为了清楚、可靠地掌握气井是压裂施工作业情况，需要对井下压裂液返排率进行计算掌握，压裂液返排率越高，即停留在气井地层中的压裂液就越少，对地层的伤害也就越小，气井初期的产量也就越大，可见，压裂液返排率对评价压裂效果起着重要的作用。

压裂液返排率是由压裂后返排液总量除以压裂时压入地层压裂液总量计算而来。由于气井投产时压裂液的返排率较低，且返排周期较长，余下的大部分压裂液需要投产后继续返排，这就导致了气井生产过程中产出液为地层水和返排压裂液的混杂液。若在没有扣除地层水量的前提下，直接进行压裂液返排率的计算，势必使得压裂液返排率总体偏高，进而与实际井况不符。由此可见，对压裂液返排率的校正计算，直接关系着获取压裂返排率的可靠性和精准性。

目前，对于气井储层改造的压裂液返排率的校正主要措施是：采取将一定量的示踪剂随压裂液一同压入储层，定期检测返排液中的示踪剂浓度变化，然后根据累计示踪剂返排量和返排液的体积综合判出压裂液返排状况。此方法实施周期较长，运行成本较高，不适合大范围、大规模的气井储层改造压裂施工的推广应用。

发明目的

本发明的发明目的在于：针对上述现有技术的不足、以及气井压裂返排的特殊性，提供一种能够对气井压裂返排率实现经济、快速、高效的定量校正的方法。

本发明所采用的技术方案是，一种气井压裂返排率校正方法，包括下列步骤：

步骤1.分别采集气井储层改造施工前的压裂液样品以及原始地层水样品；对所采集的样品分别进行全分析，得到压裂液样品中的氯离子含量为c_y和地层水样品中的氯离子含量为c_w的实测数据；

步骤2.待加砂压裂施工结束后，采集多个不同时间段的开井返排压裂液样品，根据作业需要，对所采集样品进行化学特征组分全分析或氯离子含量简易分析，得到n个混杂液样品中的氯离子含量依次为c₁、c₂、c₃…c_n的实测数据；

步骤3.依据采集时间和氯离子含量建立拟合关系式，该拟合关系式为：

c＝A*ln(x)+B；

式中，c为氯根含量，单位为mg/L；

x为生产小时；

n为混杂液样品数量；

A、B均为常数；

将各混杂液样品中所采集的氯离子实测数据引入上述拟合关系式中，计算得出各混杂液样品中的氯离子含量依次为c₁’、c₂’、c₃’…c_n’的拟合数据；

根据各混杂液样品中的氯离子实测数据，结合上述拟合关系式对各混杂液样品中的氯离子拟合数据进行对应的拟合校正；

获得各混杂液样品中的氯离子含量依次为c₁”、c₂”、c₃”…c_n”的拟合校正数据；

步骤4.根据压裂液样品中的氯离子含量为c_y、地层水样品中的氯离子含量为c_w的实测数据，以及各混杂液样品中的氯离子含量依次为c₁”、c₂”、c₃”…c_n”的拟合校正数据，结合气井每天的实际产出流体数据V_i(i＝1,2,3…n)，根据下式计算出压裂施工后开井以来任意一天i的原始地层水产量V_iw：

式中，V_iw为压裂施工后开井以来任意一天i的原始地层水产量；

c_i”为压裂施工后开井以来任意一天i的氯离子含量；

c_y为压裂液样品中的氯离子含量实测数据；

c_w为地层水样品中的氯离子含量实测数据；

V_i为气井每天的实际产出流体数据；

i为压裂施工后开井以来任意一天的天数；

步骤5.根据压裂施工后开井以来任意一天i的原始地层水产量V_iw，根据下式校正出压裂施工后开井以来任意一天i的压裂液返排率η_i：

式中，η_i为压裂施工后开井以来任意一天i的压裂液返排率校正值；

n为混杂液样品数量；

V_i为气井每天的实际产出流体数据；

V_iw为压裂施工后开井以来任意一天i的原始地层水产量；

i为压裂施工后开井以来任意一天的天数；

V_{压裂液总量}为压入地层的压裂液总量。

步骤2中的开井返排压裂液样品的采集时间段至少为三个时间段。

步骤3中的拟合校正为至少一次，拟合校正的误差精度在90％以上。

本发明的有益效果是：上述校正方法将水文地质研究方法与数学模型研究方法有效地结合在一起，从而能够对气井压裂返排率实现经济、快速、高效的定量校正，其既适宜小规模气井储层改造压裂液返排率的校正和定量监测，亦适宜大规模气井储层改造压裂液返排率的校正和定量监测，从而使气井生产过程中产出的原始地层水与返排压裂液由之前的定性识别，有效、可靠地上升到了定量判别，它有效填补了大规模储层改造压裂液返排率校正作业中的地层水与压裂液的定量辟分的空白，能够准确评价气井的实际气水产能，经济性好，实用性强，应用前景好。

具体实施方式

本发明为气井压裂返排率的校正方法，其包括下列步骤：

步骤1.分别采集气井储层改造施工前的压裂液样品以及原始地层水样品；对所采集的样品分别进行全分析，得到压裂液样品中的氯离子含量为c_y和地层水样品中的氯离子含量为c_w的实测数据；

步骤2.待加砂压裂施工结束后，采集多个不同时间段的开井返排压裂液样品，各时间段的间隔时间为两小时，根据作业需要，对所采集样品进行化学特征组分全分析或氯离子含量简易分析，得到n个混杂液样品中的氯离子含量依次为c₁、c₂、c₃…c_n的实测数据；

步骤3.依据采集时间和氯离子含量建立拟合关系式，该拟合关系式为：

c＝A*ln(x)+B；

式中，c为氯根含量，单位为mg/L；

x为生产小时；

n为混杂液样品数量；

A、B均为常数，即拟合自动生成的常数；

将各混杂液样品中所采集的氯离子实测数据引入上述拟合关系式中，计算得出各混杂液样品中的氯离子含量依次为c₁’、c₂’、c₃’…c_n’的拟合数据；

根据各混杂液样品中的氯离子实测数据，结合上述拟合关系式对各混杂液样品中的氯离子拟合数据进行对应的拟合校正，拟合校正的次数为至少一次，最终使拟合校正的误差精度在90％以上即可；

获得各混杂液样品中的氯离子含量依次为c₁”、c₂”、c₃”…c_n”的拟合校正数据；

步骤4.根据压裂液样品中的氯离子含量为c_y、地层水样品中的氯离子含量为c_w的实测数据，以及各混杂液样品中的氯离子含量依次为c₁”、c₂”、c₃”…c_n”的拟合校正数据，结合气井每天的实际产出流体数据V_i(i＝1,2,3…n)，根据下式计算出压裂施工后开井以来任意一天i的原始地层水产量V_iw：

式中，V_iw为压裂施工后开井以来任意一天i的原始地层水产量；

c_i”为压裂施工后开井以来任意一天i的氯离子含量；

c_y为压裂液样品中的氯离子含量实测数据；

c_w为地层水样品中的氯离子含量实测数据；

V_i为气井每天的实际产出流体数据；

i为压裂施工后开井以来任意一天的天数；

步骤5.根据压裂施工后开井以来任意一天i的原始地层水产量V_iw，根据下式校正出压裂施工后开井以来任意一天i的压裂液返排率η_i：

式中，η_i为压裂施工后开井以来任意一天i的压裂液返排率校正值；

n为混杂液样品数量；

V_i为气井每天的实际产出流体数据；

V_iw为压裂施工后开井以来任意一天i的原始地层水产量；

i为压裂施工后开井以来任意一天的天数；

V_{压裂液总量}为压入地层的压裂液总量。

上述步骤2中的开井返排压裂液样品的采集时间段只要大于三个时间段即可，具体数量根据作业要求而定，各时间段的间隔时间至少为一小时。

以上具体技术方案仅用以说明本发明，而非对其限制；尽管参照上述具体技术方案对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：本发明依然可以对上述具体技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明的精神和范围。

Claims (3)

1.一种气井压裂返排率校正方法，包括下列步骤：

步骤1.分别采集气井储层改造施工前的压裂液样品以及原始地层水样品；对所采集的样品分别进行全分析，得到压裂液样品中的氯离子含量为c_y和地层水样品中的氯离子含量为c_w的实测数据；

步骤2.待加砂压裂施工结束后，采集多个不同时间段的开井返排压裂液样品，根据作业需要，对所采集样品进行化学特征组分全分析或氯离子含量简易分析，得到n个混杂液样品中的氯离子含量依次为c₁、c₂、c₃…c_n的实测数据；

步骤3.依据采集时间和氯离子含量建立拟合关系式，该拟合关系式为：

c＝A*ln(x)+B；

式中，c为氯根含量，单位为mg/L；

x为生产小时；

n为混杂液样品数量；

A、B均为常数；

将各混杂液样品中所采集的氯离子实测数据引入上述拟合关系式中，计算得出各混杂液样品中的氯离子含量依次为c₁’、c₂’、c₃’…c_n’的拟合数据；

根据各混杂液样品中的氯离子实测数据，结合上述拟合关系式对各混杂液样品中的氯离子拟合数据进行对应的拟合校正；

获得各混杂液样品中的氯离子含量依次为c₁”、c₂”、c₃”…c_n”的拟合校正数据；

步骤4.根据压裂液样品中的氯离子含量为c_y、地层水样品中的氯离子含量为c_w的实测数据，以及各混杂液样品中的氯离子含量依次为c₁”、c₂”、c₃”…c_n”的拟合校正数据，结合气井每天的实际产出流体数据V_i(i＝1,2,3…n)，根据下式计算出压裂施工后开井以来任意一天i的原始地层水产量V_iw：

式中，V_iw为压裂施工后开井以来任意一天i的原始地层水产量；

c_i”为压裂施工后开井以来任意一天i的氯离子含量；

c_y为压裂液样品中的氯离子含量实测数据；

c_w为地层水样品中的氯离子含量实测数据；

V_i为气井每天的实际产出流体数据；

i为压裂施工后开井以来任意一天的天数；

步骤5.根据压裂施工后开井以来任意一天i的原始地层水产量V_iw，根据下式校正出压裂施工后开井以来任意一天i的压裂液返排率η_i：

式中，η_i为压裂施工后开井以来任意一天i的压裂液返排率校正值；

n为混杂液样品数量；

V_i为气井每天的实际产出流体数据；

V_iw为压裂施工后开井以来任意一天i的原始地层水产量；

i为压裂施工后开井以来任意一天的天数；

V_{压裂液总量}为压入地层的压裂液总量。

2.根据权利要求1所述气井压裂返排率校正方法，其特征在于，步骤2中的开井返排压裂液样品的采集时间段至少为三个时间段。

3.根据权利要求1所述气井压裂返排率校正方法，其特征在于，步骤3中的拟合校正为至少一次，拟合校正的误差精度在90％以上。