CN109630104A - 一种用化学示踪剂测试压裂裂缝体积的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用化学示踪剂测试压裂裂缝体积的方法，具体为：将分相化学示踪剂随水力压裂液一起注入地层；如果是多段分级压裂，则向每一段注入一种特定的分相化学示踪剂；当井放喷试油或气后，在井口定期取油样或气样以及水样，同时记录井口油或气以及水的累积产量；检测所有样品中化学示踪剂的浓度；将检测的化学示踪剂的浓度数据与其对应的相流体累积产出量数据作图，分别得到示踪剂在油相、气相、水相中的波及的体积，进而计算压裂裂缝的有效体积。本发明的方法适用于需在非常规页岩油气藏、致密油气藏，常规低渗透油气藏中进行水力压裂的水平、斜倾、垂直油气井。
Description
技术领域
本发明涉及石油开采技术领域，具体涉及一种用化学示踪剂测试压裂裂缝体积的方法。
背景技术
油气井进行压裂后，裂缝体积计算对评估其增产有效性、压裂后油气井产量预测是非常重要的。由于油气储层岩石特性和压裂过程的复杂性使得确定裂缝的体积具有很大的挑战性。对储层进行压裂改造时，通常用地面或井下微地震进行施工监测，然后计算油气层改造体积(SRV)，不能计算裂缝的体积。目前众多裂缝诊断技术中，只有地面倾斜仪成像可用于确定压裂裂缝的体积，然而其分辨率随储层深度加深而降低，而且此法操作复杂。化学示踪剂监测技术是油藏表征的强大手段之一，近年来它已扩展应用到水平井多级压裂中评估每段裂缝的生产能力。但是在没有任何示踪剂监测及解释方法可用于估算压裂裂缝体积。
发明内容
本发明的目的是针对现有的采用地面倾斜仪成像确定压裂裂缝的体积，分辨率随储层深度加深而降低，且操作复杂的技术缺陷，提供一种用分相化学示踪剂监测水力压裂后油气井的生产动态进而计算压裂裂缝体积的方法。
本发明提供的用化学示踪剂测试压裂裂缝体积的方法，具体步骤如下：
步骤S1、筛选分相示踪剂：
所述化学示踪剂需满足以下要求：在油气藏的温度、压力条件下稳定，吸附小，对环境友好，无背景浓度或背景浓度低，很低的检测限，不影响油气水相的密度、粘度等。
如果需要压裂的对象是气井，筛选既能溶于压裂液(水)，又能溶于产出的天然气中的分相化学示踪剂。
如果需要压裂的对象是油井，筛选既能溶于压裂液(水)，又能溶于产出的原油中的分相化学示踪剂。
如果对水平井或直井或斜井进行分多段压裂，则须筛选出多种不同的分相化学示踪剂，分相化学示踪剂种类数等于压裂段数。
步骤S2、注入分相化学示踪剂：在压裂过程中将分相化学示踪剂与压裂液一起注入目标层；如果对水平井或直井或斜井进行分段压裂，则向每一段注入不同种的分相化学示踪剂。
步骤S3、取样：从放喷试气或油开始，在气井井口取气样和水样，在油井井口取对油样和水样，并记录取样时井口累积产气量或累积产油量、累积产水量；进一步限定的是，取样规定：从放喷试气或油开始，5天内，每4h取样一次；第6天至第15天，每8h取样一次；第16天起，每24h取样一次。
步骤S4、检测气样和水样(或油样和水样)中示踪剂的浓度。
步骤S5、检测数据处理：
对于气井，以气样的示踪剂浓度值取对数为纵坐标，井口累积产气量值为横坐标作曲线图；不断更新、观察示踪剂的浓度与井口累积产气量曲线，当示踪剂浓度值从最低增加到高峰值后又开始下降，并出现明显的直线下降特征时，停止取样，并在此曲线上将末端直线下降的直线段延长至交于横坐标，记录交点值，即为示踪剂在气相中的波及体积，记为Vg,s；同样方法，以水样的示踪剂浓度值取对数为纵坐标，井口累积产水量值(压裂液反排体积)为横坐标作曲线图，得到示踪剂在水相中的波及体积Vw,s；
对于油井，采用与气井相同的作图方法，得到示踪剂在油相中的波及体积到Vo,s和水相中的波及体积Vw,s；
根据统计学中矩量法，示踪剂在每相中波及体积由一阶矩给出：
式中，Cg、Co、Cw分别为示踪剂在气相、油相、水相中的浓度；Vg、Vo、Vw分别为气相、油相、水相累积产出体积。
步骤S6、计算示踪剂在裂缝中的波及体积，即水力压裂裂缝体积Vs，计算公式如下：
气井：VS＝BgVg,s+BwVw,s，
油井：Vs＝BoVo,s+BwVw,s，
其中，Bg、Bo、Bw分别为在井底压力下的气相，油相、水相体积系数，由测试井的PVT物性资料数据中获取。
对于多级分段压裂，每一段都按步骤S4、S5和S6计算水力压裂裂缝体积。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明利用分相化学示踪剂监测水力压裂后油气井的生产动态，估算出示踪剂在裂缝中的波及体积，以示踪剂在裂缝中的波及体积作为压裂裂缝体积。该方法不受储层深度的影响，且操作简单，适用于非常规页岩油气藏、致密油气藏，常规低渗透油气藏中进行水力压裂的水平、斜倾、垂直油气井。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
图1、某X水平气井第1段压裂后测试在气相中示踪剂浓度与累积产气量的散点图。
图2、图1中散点图进行光滑拟合处理后的曲线图。
图3、某井Y油井第1段压裂后测试在气油中示踪剂浓度与累积产油量的散点图。
图4、图3中散点图进行光滑拟合处理后的曲线图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
实施例1
选取某X水平气井作为压裂对象，进行第1段压裂，具体操作如下：
步骤S1、筛选出分相示踪剂，选择氟环烷烃作为示踪剂。
步骤S2、在压裂过程中将分相化学示踪剂与压裂液一起注入目标地层。
步骤S3、取样：从放喷试气开始，在井口取气样和水样，并记录取样时井口累积产气量或累积产油量、累积产水量；从放喷试气或油开始，5天内，每4h取样一次；第6天至第15天，每8h取样一次；第16天起，每24h取样一次。
步骤S4、检测气样和水样中示踪剂的浓度。
步骤S5、检测数据处理：
以气样的示踪剂浓度值取对数为纵坐标，井口累积产气量值为横坐标作曲线图；不断更新、观察示踪剂的浓度与井口累积产气量曲线，当示踪剂浓度值从最低增加到高峰值后又开始下降，并出现明显的直线下降特征时，停止取样。
图1是第1段压裂后测试在气相中示踪剂浓度与累积产气量的关系图。将图1中散点进行光滑拟合处理，得到图2，即示踪剂在气相中的浓度与累积产气量的关系图。把峰值后出现的下降直线段延长，与横坐标相交，交点值即为示踪剂在气相中的波及体积Vg,s＝16467m3。
同理，按上述数据处理方法作出水相示踪剂浓度与累积产水量的关系，得到示踪剂在水相中的波及体积Vw,s＝67.6m3。
测试时，井底流压P＝10MPa，在此压力下，Bg＝0.0086538、Bw＝1。
根据公式：VS＝BgVg,s+BwVw,s，计算得到Vs＝0.0086538×16467+1×67.6＝210.1m3，
因此，压裂裂缝的有效孔隙体积为210.1m3。
实施例2
选取某油井Y作为压裂对象，进行第1段压裂，具体操作如下：
步骤S1、筛选出分相示踪剂，选择氟烷基丙烯酸酯作为示踪剂。
步骤S2、在压裂过程中将分相化学示踪剂与压裂液一起注入目标地层。
步骤S3、取样：从放喷试油开始，在井口取油样和水样，并记录取样时井口累积产油量、累积产水量；从放喷试油开始，5天内，每4h取样一次；第6天至第15天，每8h取样一次；第16天起，每24h取样一次。
步骤S4、检测油样和水样中示踪剂的浓度。
步骤S5、检测数据处理：
以油样的示踪剂浓度值取对数为纵坐标，井口累积产油量值为横坐标作曲线图；不断更新、观察示踪剂的浓度与井口累积产油量曲线，当示踪剂浓度值从最低增加到高峰值后又开始下降，并出现明显的直线下降特征时，停止取样。
图3是第1段压裂后测试在油相中示踪剂浓度与累积产油量的关系图。将图3中散点进行光滑拟合处理，得到图4，即示踪剂在油相中的浓度与累积产油量的关系图。把峰值后出现的下降直线段延长，与横坐标相交，交点值即为示踪剂在油相中的波及体积Vo,s＝115m3。
同理，按上述数据处理方法作出水相示踪剂浓度与累积产水量的关系，得到示踪剂在水相中的波及体积Vw,s＝95.3m3。
测试时，井底流压P＝12MPa，在此压力下，Bo＝1.13、Bw＝1。
根据公式：VS＝BoVo,s+BwVw,s，计算得到Vs＝1.13×115+1×95.3＝225.25m3
因此，压裂裂缝的有效孔隙体积为225.25m3。
综上所述，本发明提供了一种用分相化学示踪剂监测水力压裂后油气井的生产动态进而计算压裂裂缝体积的新方法。该方法适用于油井、气井及其多级分段压裂，不受储层深度的影响，且操作简单。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用。它完全可以被适用于各种适合本发明的领域。对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改。因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
Claims (7)
1.一种用化学示踪剂测试压裂裂缝体积的方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、根据待压裂井的类型，选择不同的化学示踪剂；
S2、将化学示踪剂随水力压裂液一起注入地层；
S3、取样：如果是气井，从放喷试气开始，每间隔一段时间在井口取气样和水样，并记录取样时井口累积产气量和累积产水量；如果是油井，从放喷试油开始，每间隔一段时间在井口取油样和水样，并记录取样时井口累积产油量和累积产水量；
S4、检测各样品中示踪剂的浓度；
S5、数据处理
对于气井，以气样的示踪剂浓度值取对数为纵坐标，井口累积产气量值为横坐标作曲线图；当示踪剂浓度值从最低增加到高峰值后又开始下降，并出现明显的直线下降特征时，停止取样，并在此曲线上将末端直线下降的直线段延长至交于横坐标，记录交点值，即为示踪剂在气相中的波及体积，记为Vg,s；同样方法，以水样的示踪剂浓度值取对数为纵坐标，井口累积产水量值为横坐标作曲线图，得到示踪剂在水相中的波及体积Vw,s；
对于油井，采用与气井相同的作图方法，得到示踪剂在油相中的波及体积到Vo,s和水相中的波及体积Vw,s；
S6、计算示踪剂在裂缝中的波及体积，即水力压裂裂缝体积Vs，计算公式如下：
气井：VS＝BgVg,s+BwVw,s，
油井：Vs＝BoVo,s+BwVw,s，
其中，Bg、Bo、Bw分别为在井底压力下的气相，油相、水相体积系数，由测试井的PVT物性资料数据中获取。
2.如权利要求1所述的用化学示踪剂测试压裂裂缝体积的方法，其特征在于，所述步骤S1中，若待压裂井为气井，选择能同时溶于压裂液和天然气中的分相化学示踪剂；若待压裂井为油井，选择能同时溶于压裂液和原油中的分相化学示踪剂。
3.如权利要求2所述的用化学示踪剂测试压裂裂缝体积的方法，其特征在于，所述步骤S1中，如果是多段分级压裂，每个压裂段选择一种不同的分相化学示踪剂。
4.如权利要求3所述的用化学示踪剂测试压裂裂缝体积的方法，其特征在于，所述步骤S2中，多段分级压裂时，每一段压裂过程中注入一种不同的分相化学示踪剂。
5.如权利要求1所述的用化学示踪剂测试压裂裂缝体积的方法，其特征在于，所述步骤S3中，从放喷试气或油开始，5天内，每4h取样一次；第6天至第15天，每8h取样一次；第16天起，每24h取样一次。
6.如权利要求3所述的用化学示踪剂测试压裂裂缝体积的方法，其特征在于，对于多级分段压裂，每一段都按步骤S4、S5和S6计算水力压裂裂缝体积。
7.如权利要求1所述的用化学示踪剂测试压裂裂缝体积的方法，其特征在于，根据统计学中矩量法，示踪剂在每相中波及体积由一阶矩给出：
式中，Cg、Co、Cw分别为示踪剂在气相、油相、水相中的浓度；Vg、Vo、Vw分别为气相、油相、水相累积产出体积。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| CB02 | Change of applicant information | ||
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Address after: Room 807a, 8th floor, Science Park building, Southwest Petroleum University, 8 Xindu Avenue, Xindu District, Chengdu, Sichuan 610000 Applicant after: Jetbeton Petroleum Technology Group Co., Ltd Address before: 102200 room 1275, 4th floor, building 6, No. 37, Chaoqian Road, science and Technology Park, Changping District, Beijing Applicant before: BEIJING GEPETTO OIL TECHNOLOGY Co.,Ltd. |
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| GR01 | Patent grant | ||
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