CN112943226A - 油水示踪剂评价水平井分段压裂效果及各段油水贡献方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了油水示踪剂评价水平井分段压裂效果及各段油水贡献方法，包括以下步骤：抽取本底样选择示踪剂类型、计算压裂示踪剂的用量、准备水溶示踪剂、加入水溶示踪剂、准备油溶示踪剂、加入油溶示踪剂、将示踪剂残留部分顶替到底层中、第一阶段、第二阶段、对样品进行检测、绘制产出曲线、得出最终结果。本发明有益效果是：采用该方法，利用计算压裂示踪剂的用量、将示踪剂残留部分顶替到底层中、绘制产出曲线等步骤，可以有效的解决示踪剂如何才能有效均匀的注入地层等问题，同时可以区分水平井各段的产油和产水贡献，进而利用示踪剂同时解决油井的产液剖面问题，提高了示踪评价结果的精度。

Description

油水示踪剂评价水平井分段压裂效果及各段油水贡献方法

技术领域

本发明涉及示踪剂领域，特别涉及油水示踪剂评价水平井分段压裂效果及各段油水贡献方法。

背景技术

水平井因其与油层接触面积大的独特优势，大大提升了油井的单井产量，目前已在各油田得到了广泛应用。而水平井分段压裂技术是致密油开发的主要技术，对于压裂后各压裂段的裂缝形态及产油、产水特征一直是石油工作者急需了解的问题。

示踪剂监测技术起源于20世纪50年代，在跟踪注入流体确定油水井井间连通关系、评价地层非均质情况方面做出了定性判断，通过数值模拟得到油藏相关参数及波及情况等定量数据方面取得了显著成效。最终在20世纪90年代开始在国内大面积推广使用。

近年来示踪剂监测技术在压裂效果的评价方面发展迅速，并在压裂监测方面广泛应用，在取得一定成果的同时，也暴露出一些问题，如在示踪剂选择方面：示踪剂如何才能有效均匀的注入地层，最重要的是目前的示踪剂的应用主要是水溶示踪剂，无法区分水平井各段的产油和产水贡献，也就无法利用示踪剂同时解决油井的产液剖面问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供油水示踪剂评价水平井分段压裂效果及各段油水贡献方法，可以有效解决背景技术中的问题。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

油水示踪剂评价水平井分段压裂效果及各段油水贡献方法，包括以下步骤：

S1、抽取本底样选择示踪剂类型，注剂前取所要压裂井的本底样5个（连续取样5天），依次化验以上示踪剂本底样，取本底浓度值低的示踪剂为压裂水平井各段的示踪剂类型；

S2、计算压裂示踪剂的用量，根据压裂设计中的裂缝体积，计算出各段油溶和水溶示踪剂的用量；

S3、准备水溶示踪剂，在步骤S2完成后，准备适宜质量浓度的水溶示踪剂；

S4、加入水溶示踪剂，在加入前置液的同时利用恒流泵加入水溶示踪剂，并实时关注压裂指示曲线，了解压裂液的瞬时排量（确定注入时间及注入速度），以确保均匀注入；

S5、准备油溶示踪剂，准备适宜质量浓度的油溶示踪剂；

S6、加入油溶示踪剂，与携砂液均匀混合后注入；

S7、将示踪剂残留部分顶替到底层中，在步骤S6完成后，确保压裂顶替液将示踪剂在井筒中残留部分顶替到地层中；

S8、第一阶段，施工完毕后开始密集取样，取样间隔定为12小时取一次样，取样时间间隔相同；

S9、第二阶段，在第一阶段一个月后可改为一天取一次样，直到示踪剂的产出浓度接近本底，结束监测；

S10、对样品进行检测，所采集的样品在化验室经过分离制备，根据所选示踪剂类型，将制备完毕的油样和水样在气相色谱仪和电感耦合等离子体质谱仪中检测，检测数据做好天数、时间、种类和浓度的登记并绘制相应的示踪剂产出曲线；

S11、绘制产出曲线，在步骤S10完成后，根据压裂反排及生产过程中的取样化验结果，确定每段油溶和水溶的有效物质采出浓度，绘制示踪剂产出曲线，并分别计算各段产油和产水贡献；

S12、得出最终结果，通过注入水溶示踪剂和油溶示踪剂，检测返排液及生产过程中的示踪剂浓度，配合步骤S11中的数据得出最终结果，并能解决相应问题。

所述步骤S1中，选定水溶示踪剂的为微量元素络合物（镨、钕、钐、钆、镝、镱、钬、铥、铒、铕、镥、铽共12种），这类示踪剂能与压裂液及地层配伍，耐高温500℃，又因用量低，吸附量低的优点被广泛应用，油溶示踪剂选择有机类示踪剂-氯代环烷烃类或者溴代环烷烃类。

所述步骤S2中计算各段油溶和水溶示踪剂的用量计算公式如下：

Qo（Qw）=A· H·Φ·So（Sw）·MDL*f

式中：Qo（Qw）——为油溶或水溶的示踪剂注入量

A——设计裂缝波及面积（m²）

H——设计裂缝平均厚度（m）

Φ——为储层的孔隙度（%）

So（S_W）——储层含油或含水饱和度（%）

MDL——最低检测极限

f——为经验系数。

所述步骤S8与S9中，取样时使用专用取样容器（均为一次性使用），并在取样容器上标明取样日期及时间。

所述步骤S11中计算返排量和返排率的计算公式为：

…………………… （1）

…………………… （2）

式中：Q——监测过程中压裂液累积返排量；m³

ρi——第i次监测得到的返排液中水溶示踪剂质量浓度；mg(μg)/L;

ρw——水溶示踪剂在压裂液中配置的质量浓度；mg(μg)/L;

n——监测次数；

qi——第i个取样监测点样本代表的返排出水量；m³

η——压裂液反排率；%

V——压入井下的压裂液总体积；m³。

所述步骤S12中能解决的问题包括：

①井筒连通性分析；

②评价裂缝形态，定性分析裂缝大小，评价储层改造效果；

③得到各段返排量，油水产液贡献率，确定各层段的主力层或非主力层；

④优化压裂选井、选层设计，指导后续井位部署。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：采用该方法，可以有效的解决示踪剂如何才能有效均匀的注入地层等问题，同时可以区分水平井各段的产油和产水贡献，进而利用示踪剂同时解决油井的产液剖面问题。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

实施例1

本发明提供的油水示踪剂评价水平井分段压裂效果及各段油水贡献方法，包括以下步骤：

S1、抽取本底样选择示踪剂类型，注剂前取所要压裂井的本底样5个（连续取样5天），依次化验以上示踪剂本底样，取本底浓度值低的示踪剂为压裂水平井各段的示踪剂类型；

S2、计算压裂示踪剂的用量，根据压裂设计中的裂缝体积，计算出各段油溶和水溶示踪剂的用量；

S3、准备水溶示踪剂，在步骤S2完成后，准备适宜质量浓度的水溶示踪剂；

S4、加入水溶示踪剂，在加入前置液的同时利用恒流泵加入水溶示踪剂，并实时关注压裂指示曲线，了解压裂液的瞬时排量（确定注入时间及注入速度），以确保均匀注入；

S5、准备油溶示踪剂，准备适宜质量浓度的油溶示踪剂；

S6、加入油溶示踪剂，与携砂液均匀混合后注入；

S7、将示踪剂残留部分顶替到底层中，在步骤S6完成后，确保压裂顶替液将示踪剂在井筒中残留部分顶替到地层中；

S8、第一阶段，施工完毕后开始密集取样，取样间隔定为12小时取一次样，取样时间间隔相同；

S9、第二阶段，在第一阶段一个月后可改为一天取一次样，直到示踪剂的产出浓度接近本底，结束监测；

S10、对样品进行检测，所采集的样品在化验室经过分离制备，根据所选示踪剂类型，将制备完毕的油样和水样在气相色谱仪和电感耦合等离子体质谱仪中检测，检测数据做好天数、时间、种类和浓度的登记并绘制相应的示踪剂产出曲线；

S11、绘制产出曲线，在步骤S10完成后，根据压裂反排及生产过程中的取样化验结果，确定每段油溶和水溶的有效物质采出浓度，绘制示踪剂产出曲线，并分别计算各段产油和产水贡献；

S12、得出最终结果，通过注入水溶示踪剂和油溶示踪剂，检测返排液及生产过程中的示踪剂浓度，配合步骤S11中的数据得出最终结果，并能解决相应问题。

其中，步骤S1中，选定水溶示踪剂的为微量元素络合物（镨、钕、钐、钆、镝、镱、钬、铥、铒、铕、镥、铽共12种），这类示踪剂能与压裂液及地层配伍，耐高温500℃，又因用量低，吸附量低的优点被广泛应用，油溶示踪剂选择有机类示踪剂-氯代环烷烃类或者溴代环烷烃类；步骤S2中计算各段油溶和水溶示踪剂的用量计算公式如下：

Qo（Qw）=A· H·Φ·So（Sw）·MDL*f

式中：Qo（Qw）——为油溶或水溶的示踪剂注入量

A——设计裂缝波及面积（m²）

H——设计裂缝平均厚度（m）

Φ——为储层的孔隙度（%）

So（S_W）——储层含油或含水饱和度（%）

MDL——最低检测极限

f——为经验系数；

步骤S8与S9中，取样时使用专用取样容器（均为一次性使用），并在取样容器上标明取样日期及时间；

步骤S11中计算返排量和返排率的计算公式为：

…………………… （1）

…………………… （2）

式中：Q——监测过程中压裂液累积返排量；m³

ρi——第i次监测得到的返排液中水溶示踪剂质量浓度；mg(μg)/L;

ρw——水溶示踪剂在压裂液中配置的质量浓度；mg(μg)/L;

n——监测次数；

qi——第i个取样监测点样本代表的返排出水量；m³

η——压裂液反排率；%

V——压入井下的压裂液总体积；m³；

步骤S12中能解决的问题包括：

①井筒连通性分析；

②评价裂缝形态，定性分析裂缝大小，评价储层改造效果；

③得到各段返排量，油水产液贡献率，确定各层段的主力层或非主力层；

④优化压裂选井、选层设计，指导后续井位部署。

显然,上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (6)

1.油水示踪剂评价水平井分段压裂效果及各段油水贡献方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、抽取本底样选择示踪剂类型，注剂前取所要压裂井的本底样5个（连续取样5天），依次化验以上示踪剂本底样，取本底浓度值低的示踪剂为压裂水平井各段的示踪剂类型；

S2、计算压裂示踪剂的用量，根据压裂设计中的裂缝体积，计算出各段油溶和水溶示踪剂的用量；

S3、准备水溶示踪剂，在步骤S2完成后，准备适宜质量浓度的水溶示踪剂；

S4、加入水溶示踪剂，在加入前置液的同时利用恒流泵加入水溶示踪剂，并实时关注压裂指示曲线，了解压裂液的瞬时排量（确定注入时间及注入速度），以确保均匀注入；

S5、准备油溶示踪剂，准备适宜质量浓度的油溶示踪剂；

S6、加入油溶示踪剂，与携砂液均匀混合后注入；

S7、将示踪剂残留部分顶替到底层中，在步骤S6完成后，确保压裂顶替液将示踪剂在井筒中残留部分顶替到地层中；

S8、第一阶段，施工完毕后开始密集取样，取样间隔定为12小时取一次样，取样时间间隔相同；

S9、第二阶段，在第一阶段一个月后可改为一天取一次样，直到示踪剂的产出浓度接近本底，结束监测；

S10、对样品进行检测，所采集的样品在化验室经过分离制备，根据所选示踪剂类型，将制备完毕的油样和水样在气相色谱仪和电感耦合等离子体质谱仪中检测，检测数据做好天数、时间、种类和浓度的登记并绘制相应的示踪剂产出曲线；

S11、绘制产出曲线，在步骤S10完成后，根据压裂反排及生产过程中的取样化验结果，确定每段油溶和水溶的有效物质采出浓度，绘制示踪剂产出曲线，并分别计算各段产油和产水贡献；

S12、得出最终结果，通过注入水溶示踪剂和油溶示踪剂，检测返排液及生产过程中的示踪剂浓度，配合步骤S11中的数据得出最终结果，并能解决相应问题。

2.根据权利要求1所述的油水示踪剂评价水平井分段压裂效果及各段油水贡献方法，其特征在于，所述步骤S1中，选定水溶示踪剂的为微量元素络合物（镨、钕、钐、钆、镝、镱、钬、铥、铒、铕、镥、铽共12种），这类示踪剂能与压裂液及地层配伍，耐高温500℃，又因用量低，吸附量低的优点被广泛应用，油溶示踪剂选择有机类示踪剂-氯代环烷烃类或者溴代环烷烃类。

3.根据权利要求1所述的油水示踪剂评价水平井分段压裂效果及各段油水贡献方法，其特征在于，所述步骤S2中计算各段油溶和水溶示踪剂的用量计算公式如下：

Qo（Qw）=A· H·Φ·So（Sw）·MDL*f

式中：Qo（Qw）——为油溶或水溶的示踪剂注入量

A——设计裂缝波及面积（m²）

H——设计裂缝平均厚度（m）

Φ——为储层的孔隙度（%）

So（S_W）——储层含油或含水饱和度（%）

MDL——最低检测极限

f——为经验系数。

4.根据权利要求1所述的油水示踪剂评价水平井分段压裂效果及各段油水贡献方法，其特征在于，所述步骤S8与S9中，取样时使用专用取样容器（均为一次性使用），并在取样容器上标明取样日期及时间。

5.根据权利要求1所述的油水示踪剂评价水平井分段压裂效果及各段油水贡献方法，其特征在于，所述步骤S11中计算返排量和返排率的计算公式为：

…………………… （1）

…………………… （2）

式中：Q——监测过程中压裂液累积返排量；m³

ρi——第i次监测得到的返排液中水溶示踪剂质量浓度；mg(μg)/L;

ρw——水溶示踪剂在压裂液中配置的质量浓度；mg(μg)/L;

n——监测次数；

qi——第i个取样监测点样本代表的返排出水量；m³

η——压裂液反排率；%

V——压入井下的压裂液总体积；m³。

6.根据权利要求1所述的油水示踪剂评价水平井分段压裂效果及各段油水贡献方法，其特征在于，所述步骤S12中能解决的问题包括：

①井筒连通性分析；

②评价裂缝形态，定性分析裂缝大小，评价储层改造效果；

③得到各段返排量，油水产液贡献率，确定各层段的主力层或非主力层；

④优化压裂选井、选层设计，指导后续井位部署。