CN111706315B - 一种示踪剂及地下孔缝的诊断方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种示踪剂及地下孔缝的诊断方法,所述示踪剂选取苯甲酸、对甲苯酸、邻甲苯酸、间甲苯酸、山梨酸和邻苯二甲酸羧酸类化合物,将示踪剂用于地热资源和其他非常规能源资源开发压裂过程中孔缝诊断方法中。通过上述方式,本发明能降低示踪剂用量,具有潜在的成本和环境效益,示踪剂检测快速,灵敏度高,准确度高,解决了其它示踪剂和示踪剂方法在准确定义井间连通性方面不足的问题。
Description
技术领域
本发明涉及地下资源开采开发技术领域,特别是涉及一种示踪剂及地下孔缝的诊断方法。
背景技术
地热、页岩气资源开发过程中水平井和分段压裂技术是最关键的技术之一,热稳定性示踪化合物为确定地热储层条件和传热面积提供了有用的信息。然而,示踪剂和示踪剂方法在准确定义井间连通性方面还存在不足。所有商用示踪剂只能提供有关储层连续性或连通性的信息,无法确定井间的地下信息,如孔缝间距、孔隙度、流体运移距离等。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种示踪剂及地下孔缝的诊断方法,能够建立多维示踪解释系统用于评价地下孔缝特征。
为解决上述技术问题,本发明采用的一个技术方案是:提供一种示踪剂,所述示踪剂选取多种羧酸类化合物。
在本发明一个较佳实施例中,所述示踪剂包括苯甲酸、对甲苯酸、邻甲苯酸、间甲苯酸、山梨酸和邻苯二甲酸。
在本发明一个较佳实施例中,所述示踪剂在地热资源和其他非常规能源资源开发压裂过程中孔缝诊断的应用。
提供一种地下孔缝的诊断方法,包括步骤为:
(1)在地热资源和其他非常规能源资源开发压裂过程中,将多种示踪剂泵入不同的地层层段,所述示踪剂进入地层后与地层内流体充分接触;
(2)对各地层进行反排,定期取样、分析;
(3)建立示踪剂和压裂参数的对应关系,建立理论模型;
(5)所述理论模型的解析解可表示为:
C(x,t)=Co×A(x,t) 0<t<to (2)
C(x,t)=Co×A(x,t)–Co×A(x,t-to) t>to (3)
(6)所述示踪剂的阻滞因子与其对应的吸附动力学直接相关,可表示为:
R=1+AeKa/Vp (5b),
(7)在所述理论模型的基础上确定了多维示踪解释系统,能获得井间连接以外的信息。
在本发明一个较佳实施例中,步骤(1)中所述示踪剂随压裂液泵入不同的地层层段。
在本发明一个较佳实施例中,步骤(1)中所述示踪剂分别按照5-15mg/L的配比加入到压裂液中。
在本发明一个较佳实施例中,步骤(2)和步骤(3)之间还包括根据示踪剂浓度随时间的变化作图,得到示踪剂产出曲线,通过对实测的若干个示踪剂产出浓度值进行拟合计算。
在本发明一个较佳实施例中,步骤(4)中所述理论模型是为模拟示踪剂在砂充填管中的输送,基于稳态条件下的一维流动方程而建立的。
其中ρ为地下岩土容重,Q为流体流量,K1和K2为分布常数,ts1和ts2为示踪剂在地下表面的停留时间。
在本发明一个较佳实施例中,步骤(7)中所述信息包括孔隙度、迁移距离和孔缝间距。
本发明的有益效果是:本发明的示踪剂及地下孔缝的诊断方法,能降低示踪剂用量,具有潜在的成本和环境效益,示踪剂检测快速,灵敏度高,准确度高,解决了其它示踪剂和示踪剂方法在准确定义井间连通性方面不足的问题。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。
提供一种示踪剂,所述示踪剂选取多种羧酸类化合物。具体所述示踪剂包括苯甲酸、对甲苯酸、邻甲苯酸、间甲苯酸、山梨酸和邻苯二甲酸。
提供一种地下孔缝的诊断方法,包括步骤为:
(1)在地热资源和其他非常规能源资源开发压裂过程中,将多种示踪剂分别按照5-15mg/L的配比加入到压裂液中,随压裂液分别泵入不同的地层层段,所述示踪剂进入不同压裂层段后与地层内流体充分接触。
(2)对各压裂后的地层进行反排,定期取样、分析。
(3)根据化学示踪剂浓度随时间的变化作图,得到示踪剂产出曲线,通过对实测的若干个示踪剂产出浓度值进行拟合计算。
(4)建立示踪剂和压裂参数的对应关系,建立理论模型。
(5)所述理论模型为:其中C为溶液浓度,D为分散系数,R为滞后系数,ν为孔隙水流速,μ为一阶衰减速率常数,γ为零阶产量速率常数,x为距离,t为旅行时间,to为示踪剂浓度最高时的时间,所述理论模型是为模拟羧酸示踪剂在细砂充填细管中的输送,基于稳态条件下的一维流动方程而建立的。
(6)所述理论模型的解析解可表示为:
C(x,t)=Co×A(x,t) 0<t<to (2)
C(x,t)=Co×A(x,t)–Co×A(x,t-to) t>to (3)
(7)所述示踪剂的滞后系数与其对应的吸附动力学直接相关,可表示为:
R=1+AeKa/Vp (5b),
(8)为了估算地下条件,在本实施例中,在所述理论模型的基础上开发确定了双示踪系统。考虑到两种示踪剂(1和2)在指定位置的岩石表面具有不同的吸附动力学,因此分别有分布常数K1和K2,这两种示踪剂在地下表面的停留时间ts1和ts2不同。这些信息能预测地下条件如孔隙体积Vp、孔隙度和总表面积Ae,用方程表示6、7和8。
其中ρ为地下岩土容重,Q为流体流量。
(9)通过多维示踪解释系统即双示踪系统能获得井间连接以外的信息,这些信息包括孔隙度、迁移距离和孔缝间距。
本发明的有益效果是:
一、所述示踪剂可在300℃以下的地下条件下工作,并利用理论和实验方法,提供孔缝表面和间距等多维度的连通性信息;
二、本发明建立了预测孔隙度、压裂间距、表面积、非均质性等储层特征的理论模型。
以上所述仅为本发明的实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其它相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (9)
1.一种示踪剂用于地下孔缝的诊断方法,其特征在于,所述示踪剂选取多种羧酸类化合物,所述示踪剂用于地下孔缝的诊断方法包括步骤为:
(1)在地热资源和其他非常规能源资源开发压裂过程中,将多种示踪剂泵入不同的地层层段,所述示踪剂进入地层后与地层内流体充分接触;
(2)对各地层进行反排,定期取样、分析;
(3)建立示踪剂和压裂参数的对应关系,建立理论模型;
(5)所述理论模型的解析解可表示为:
C(x,t) = Co × A(x,t) 0 < t < to (2)
C(x,t) = Co × A(x,t) – Co × A(x,t-to) t > to (3)
其中, to为示踪剂浓度最高时的时间;
(6)所述示踪剂的阻滞因子与其对应的吸附动力学直接相关,可表示为:
R = 1 + AeKa/Vp (5b),
其中K为分布常数、ρ是地下岩石的容重,φ为孔隙度,Ka为地域分布常数,Ae为总表面积,Vp为总孔隙体积;
(7)在所述理论模型的基础上确定了多维示踪解释系统,能获得井间连接以外的信息。
2.根据权利要求1所述的示踪剂用于地下孔缝的诊断方法,其特征在于,所述示踪剂包括苯甲酸、对甲苯酸、邻甲苯酸、间甲苯酸、山梨酸和邻苯二甲酸。
3.根据权利要求1所述的示踪剂用于地下孔缝的诊断方法,其特征在于,步骤(1)中所述示踪剂随压裂液泵入不同的地层层段。
4.根据权利要求3所述的示踪剂用于地下孔缝的诊断方法,其特征在于,步骤(1)中所述示踪剂分别按照5-15mg/L的配比加入到压裂液中。
5.根据权利要求1所述的示踪剂用于地下孔缝的诊断方法,其特征在于,步骤(2)和步骤(3)之间还包括根据示踪剂浓度随时间的变化作图,得到示踪剂产出曲线,通过对实测的若干个示踪剂产出浓度值进行拟合计算。
6.根据权利要求1所述的示踪剂用于地下孔缝的诊断方法,其特征在于,步骤(4)中所述理论模型是为模拟示踪剂在砂充填管中的输送,基于稳态条件下的一维流动方程而建立的。
8.根据权利要求1所述的示踪剂用于地下孔缝的诊断方法,其特征在于,步骤(7)中所述信息包括孔隙度、迁移距离和孔缝间距。
9.根据权利要求1所述的示踪剂用于地下孔缝的诊断方法在地热资源和其他非常规能源资源开发压裂过程中孔缝诊断的应用。
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