CN112943228A - 一种荧光纳米支撑剂产能剖面测试方法 - Google Patents

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李良杰
游智深
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Abstract

本发明公开了一种荧光纳米支撑剂产能剖面测试方法,其属于石油开采领域,本方法是将荧光纳米材料与人工聚合物合成后再覆膜到支撑剂上,利用不同尺寸大小的荧光纳米材料能被激发出不同颜色的荧光的性质,在压裂施工时,将这种具有特定光学性质信息的荧光纳米支撑剂作为标记物,注入到油、气、水井的目标层段中,等该井返排或生产时在地面收集井内产出的油、气、水相样品,通过专门仪器分析出不同荧光纳米标记物的返排浓度,计算出各压裂层段的产油、产气和产水贡献比,从而达到产能剖面测试目的。这种荧光纳米支撑剂可耐高温、高压、酸碱盐等复杂环境,性能稳定,它在地层中缓慢释放荧光纳米标记物,可使监测有效期周长达3‑5年。

Description

一种荧光纳米支撑剂产能剖面测试方法
技术领域
本发明属于石油开采领域,具体属于一种荧光纳米支撑剂产能剖面测试方法。
背景技术
产能剖面测试是深入认识油气藏各目的层段产液、产气能力非常有效的一项技术。目前主要有下测井仪器监测和示踪剂监测等手段。
下测井仪器监测主要是将压力计、流量计等仪器下入到目的层段进行压力、流量等数据的采集,进而分析产能剖面。该项工艺技术需要进行井下作业,作业周期较长,成本较高,且存在仪器卡堵、断脱等风险。
示踪剂监测有化学示踪剂、放射性同位素示踪剂、稳定同位素示踪剂和痕量化学示踪剂等四代技术产品。化学示踪剂需要用量大,成本高,适应性和选择性差,测试分辨率低,有环境和人员安全问题;放射性同位素示踪剂具有放射性,对人员、环境安全不利,应用受到限制;稳定同位素示踪剂需通过室内的原子反应堆激活,其分析测试手段繁杂,费用昂贵;微量物质示踪剂受返排速率影响,测试周期短,针对气体的示踪剂种类偏少。
由于以上产品的局限性,开发了荧光纳米支撑剂产能剖面测试技术。
发明内容
针对现有产能剖面测试方法存在的问题,本发明提供一种荧光纳米支撑剂产能剖面测试方法,其目的在于:通过简单的操作,实现长期有效的产能剖面测试。
本发明采用的技术方案如下:
一种荧光纳米支撑剂产能剖面测试方法,包括以下步骤:
步骤一:收集目标井施工设计等资料数据:如井型、压裂层段数、需要测试产能的相态、每段加砂量、支撑剂规格等信息;
步骤二:依据施工设计优选荧光纳米材料:如品种、规格等;
步骤三:生产荧光纳米材料覆膜支撑剂:荧光纳米材料先与人工聚合物合成,再覆膜到支撑剂表面,一个荧光纳米材料品种规格为一种标记物,独立包装出厂,要求质检合格;
步骤四:将荧光纳米材料支撑剂运输到压裂现场;
步骤五:按施工设计将标记不同层段的荧光纳米材料支撑剂尾追注入到目标井段;
步骤六:按施工设计要求在地面收集井内产出的流体样品;
步骤七:试验室检测荧光纳米材料的产出浓度;
步骤八:出具产能剖面测试报告。
在上述方案中,先收集目标井施工设计等资料数据,落实井型、压裂层段数、需要测试产能的相态、每段加砂量、支撑剂规格等信息;再依据施工设计优选荧光纳米材料,确定品种、规格等产品参数;然后生产荧光纳米材料覆膜支撑剂,确保一个品种规格为一种标记物,独立包装出厂,要求质检合格;再将荧光纳米材料支撑剂运输到压裂现场;按施工设计将标记不同层段的荧光纳米材料支撑剂注入到目标井段;等压裂完成后在排液生产过程中,按施工设计要求在地面收集井内产出的流体样品;液体样品送到试验室检测荧光纳米材料的产出浓度;最后通过计算分析,出具产能剖面测试报告,给出油气藏各层段产能的认识,为油气开发提供技术指导。
优选的,所述荧光纳米材料有10种,且还在不断增加,其晶体尺寸范围为0-1000nm,可区分的标记物可达120种以上,油、水、气三相各40种以上。
优选的,所述荧光纳米材料具有油、水、气三相单相相溶的特性,即油相荧光纳米材料只溶于油,水相荧光纳米材料只溶于水,气相荧光纳米材料只溶于天然气。
优选的,所述人工聚合物具有油、水、气三相单相相溶的特性,即油相聚合物只溶于油,水相聚合物只溶于水,气相聚合物只溶于天然气。
优选的,所述尾追,即在压裂过程中,携砂液阶段,先注入普通支撑剂,等普通支撑剂注入量为总设计支撑剂量的80%-90%时,切换成荧光纳米支撑剂,继续注入直至达到设计支撑剂量。
优选的,所述荧光纳米支撑剂,其用量依油藏类型及监测周期来优化确定,针对油井、水井1-2年监测周期,荧光纳米支撑剂用量为6-12吨,针对气井1-2年监测周期,荧光纳米支撑剂用量3-6吨,具体量可依据具体井况及施工要求酌情优化。
综上所述,由于采用了上述技术方案,本发明的有益效果是:
1.本发明优选的荧光纳米材料,不同成分的材料可以区分为不同标记物,相同成分的材料不同晶体尺寸也可以区分为不同标记物。
2.本发明将荧光纳米材料作为标记物,利用不同尺寸大小的荧光纳米材料能被激发出不同颜色的荧光的性质,在压裂施工时,将这种具有特定光学性质信息的荧光纳米支撑剂作为标记物,注入到油、气、水井的目标层段中,等该井返排或生产时在地面收集井内产出的油、气、水相样品,通过专门仪器分析出不同荧光纳米标记物的返排浓度,计算出各压裂层段的产油、产气和产水贡献比,从而达到产能剖面测试目的。具备无毒无害,对环境友好,性能稳定、监测精度高、监测时间长等技术优势,有助于帮助认识油气井主力产层,查找甜点区,给钻井、压裂等工程设计提供优化依据。
附图说明
本发明将通过例子并参照附图的方式说明,其中:
图1是:本发明的一种荧光纳米支撑剂产能剖面测试方法的流程示意图。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征,或公开的所有方法或过程中的步骤,除了互相排斥的特征和/或步骤以外,均可以以任何方式组合。
下面结合图对本发明作详细说明。
一种荧光纳米支撑剂产能剖面测试方法,包括以下步骤:
步骤一:收集目标井施工设计等资料数据:如井型、压裂层段数、需要测试产能的相态、每段加砂量、支撑剂规格等信息;
步骤二:依据施工设计优选荧光纳米材料:如品种、规格等;
步骤三:生产荧光纳米材料覆膜支撑剂:荧光纳米材料先与人工聚合物合成,再覆膜到支撑剂表面,一个荧光纳米材料品种规格为一种标记物,独立包装出厂,要求质检合格;
步骤四:将荧光纳米材料支撑剂运输到压裂现场;
步骤五:按施工设计将标记不同层段的荧光纳米材料支撑剂尾追注入到目标井段;
步骤六:按施工设计要求在地面收集井内产出的流体样品;
步骤七:试验室检测荧光纳米材料的产出浓度;
步骤八:出具产能剖面测试报告。
所述荧光纳米材料有10种,且还在不断增加,其晶体尺寸范围为0-1000nm,可区分的标记物可达120种以上,油、水、气三相各40种以上。
所述荧光纳米材料具有油、水、气三相单相相溶的特性,即油相荧光纳米材料只溶于油,水相荧光纳米材料只溶于水,气相荧光纳米材料只溶于天然气。
所述人工聚合物具有油、水、气三相单相相溶的特性,即油相聚合物只溶于油,水相聚合物只溶于水,气相聚合物只溶于天然气。
本方法通过先收集目标井施工设计等资料数据,落实井型、压裂层段数、需要测试产能的相态、每段加砂量、支撑剂规格等信息;再依据施工设计优选荧光纳米材料,确定品种、规格等产品参数;然后生产荧光纳米材料覆膜支撑剂,确保一个品种规格为一种标记物,独立包装出厂,要求质检合格;再将荧光纳米材料支撑剂运输到压裂现场;按施工设计将标记不同层段的荧光纳米材料支撑剂注入到目标井段;等压裂完成后在排液生产过程中,按施工设计要求在地面收集井内产出的流体样品;液体样品送到试验室检测荧光纳米材料的产出浓度;最后通过计算分析,出具产能剖面测试报告,给出油气藏各层段产能的认识,为油气开发提供技术指导。具体的施工流程如下:
首先,落实井型、压裂层段数、需要测试产能的相态、每段加砂量、支撑剂规格等信息(即在本实施例中,某油井取压裂段为8段,需要监测其中的6段油、水两相产能,按顺序分别为第1、2、3、5、6、8段,各段尾追注入12吨荧光纳米材料覆膜的20/40目陶粒支撑剂,其中油、水两相荧光纳米材料覆膜支撑剂各6吨)。
然后,按施工设计生产出指定规格数量的荧光纳米支撑剂(即在本实施例中,油、水两相荧光纳米材料覆膜支撑剂各6*6=36吨,共计72吨),并在施工前运输到施工现场;
开始压裂第1段,先注入普通支撑剂(即常规使用的非荧光纳米覆膜支撑剂),直至剩余12吨砂量时,切换成荧光纳米20-40目陶粒支撑剂并注完12吨,正常顶替完;转层压裂第2、3段,同第1段;转层压裂第4段,全程注入普通支撑剂;转层压裂第5、6段,同第1段;转层压裂第8段,同第4段。
本发明中使用到的压裂设备、如何分段压裂施工、如何注入支撑剂、如何现场取流体样品等,皆属于现有技术,故本申请不再具体阐述。
以上所述实施例仅表达了本申请的具体实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本申请保护范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请技术方案构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,比如荧光纳米材料晶体的尺寸范围、注入荧光纳米支撑剂的时机及用量、地面取到的流体样品用不同仪器实施的检测等,这些都属于本申请的保护范围。

Claims (8)

1.一种荧光纳米支撑剂产能剖面测试方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤一:收集目标井施工设计等资料数据:如井型、压裂层段数、需要测试产能的相态、每段加砂量、支撑剂规格等信息;
步骤二:依据施工设计优选荧光纳米材料:如品种、规格等;
步骤三:生产荧光纳米材料覆膜支撑剂:荧光纳米材料先与人工聚合物合成,再覆膜到支撑剂表面,一个荧光纳米材料品种规格为一种标记物,独立包装出厂,要求质检合格;
步骤四:将荧光纳米材料支撑剂运输到压裂现场;
步骤五:按施工设计将标记不同层段的荧光纳米材料支撑剂尾追注入到目标井段;
步骤六:按施工设计要求在地面收集井内产出的流体样品;
步骤七:试验室检测荧光纳米材料的产出浓度;
步骤八:出具产能剖面测试报告。
2.根据权利要求1所述的一种荧光纳米支撑剂产能剖面测试方法,其特征在于:所述荧光纳米材料的晶体尺寸范围为0-1000nm。
3.根据权利要求1所述的一种荧光纳米支撑剂产能剖面测试方法,其特征在于:所述荧光纳米材料先与人工聚合物合成,再覆膜到支撑剂上。
4.根据权利要求1所述的一种荧光纳米支撑剂产能剖面测试方法,其特征在于:所述支撑剂,可以是石英砂和陶粒,型号规格不限。
5.根据权利要求1所述的一种荧光纳米支撑剂产能剖面测试方法,其特征在于:所述荧光纳米支撑剂上的标记物具有油、水、气三相单相相溶的特性,即油相荧光纳米支撑剂上的标记物只溶于油,水相荧光纳米支撑剂上的标记物只溶于水,气相荧光纳米支撑剂上的标记物只溶于天然气,现场应用时可以是油、水、气三相中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的一种荧光纳米支撑剂产能剖面测试方法,其特征在于:所述尾追,即在压裂过程中,携砂液阶段,先注入普通支撑剂,等普通支撑剂注入量为总设计支撑剂量的80%-90%时,切换成荧光纳米支撑剂,继续注入直至达到设计支撑剂量。
7.根据权利要求1所述的一种荧光纳米支撑剂产能剖面测试方法,其特征在于:所述荧光纳米支撑剂,其用量依油藏类型及监测周期来优化确定,针对油井、水井1-2年监测周期,荧光纳米支撑剂用量为6-12吨,针对气井1-2年监测周期,荧光纳米支撑剂用量3-6吨,具体量可依据具体井况及施工要求酌情优化。
8.根据权利要求1所述的一种荧光纳米支撑剂产能剖面测试方法,其特征在于:所述荧光纳米支撑剂具有耐高温、耐高压、耐酸碱盐等特性,环境友好,它在地层中慢释放荧光纳米标记物,性能稳定,可使监测有效周期长达3-5年。
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