CN114562256A - 一种利用痕量示踪剂监测油气井压裂产出剖面的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种利用痕量示踪剂监测油气井压裂产出剖面的方法。该方法包括：确定目标井各压裂段所用痕量示踪剂的种类及型号；确定目标井各压裂段所用痕量示踪剂的设计用量、泵注时机和泵注速度；其中，痕量示踪剂泵注时机为：水相示踪剂在前置液阶段和携砂液阶段注入；当携砂液阶段不进行裂缝延伸时，油相示踪剂和气相示踪剂在前置液阶段注入；当携砂液阶段进行裂缝延伸时，油相示踪剂和气相示踪剂在携砂液阶段注入；目标井各压裂段压裂施工时完成痕量示踪剂的注入作业；在目标井压后返排和生产过程中进行目标井取样作业，进而确定各样品中所含痕量示踪剂的型号及含量，进而结合压后返排和生产过程中的产出数据确定目标井各压裂段的产出剖面。
Description
技术领域
本发明属于油气井压裂增产技术领域，具体涉及一种利用痕量示踪剂监测油气井压裂产出剖面的方法。
背景技术
在油气田开发过程中，大量的油气井需要采用压裂改造的方式投产，多段多簇、大规模体积压裂技术逐步成为油气田压裂开发投产的主流技术。目前多段多簇、大规模体积压裂技术存在诸多问题，例如施工规模大、投入车组多、施工费用高；再例如压后排采和产出动态规律不清，对储层认识和工艺参数针对性评价不足等。
为了解决压后排采和产出动态规律不清的问题，常使用示踪剂进行油气井压裂各段产出剖面监测。然而，目前在使用示踪剂进行油气井压裂各段产出剖面监测过程中，由其是在进行致密油气、页岩油气储层的油气井压裂产出剖面监测过程中，常常无法实现有效监测。
因此，目前仍旧需要对使用示踪剂监测油气井压裂产出剖面的方法进行优化，从而更好的在压裂后排采和投产中借助监测手段加强对油气井产出剖面的认识，这对优化地质与工程设计、实现油气井经济有效开发至关重要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用痕量示踪剂监测油气井压裂产出剖面的方法，该方法能够有效发挥示踪剂的监测作用、较好的获取包括致密油气、页岩油气储层在内的油气井的压裂产出剖面。
为达到上述目的，本发明提供了一种利用痕量示踪剂监测油气井压裂产出剖面的方法，其包括以下步骤：
(1)确定目标井各压裂段所用的痕量示踪剂的种类及型号；
其中，目标井各压裂段所用的痕量示踪剂的种类包括：油相示踪剂和/或气相示踪剂，和，水相示踪剂；
(2)确定目标井各压裂段所用痕量示踪剂的设计用量、泵注时机和泵注速度；
其中，目标井各压裂段所用痕量示踪剂的泵注时机为：
水相示踪剂在该压裂段压裂过程的前置液阶段和携砂液阶段注入；
当该压裂段压裂过程中携砂液阶段不进行裂缝延伸时，油相示踪剂和气相示踪剂在该压裂段压裂过程中前置液阶段注入；
当该压裂段压裂过程中携砂液阶段进行裂缝延伸时，油相示踪剂和气相示踪剂在该压裂段压裂过程中携砂液阶段注入；
(3)目标井各压裂段压裂施工时，根据确定的痕量示踪剂的种类及型号、设计用量、泵注时机和泵注速度完成痕量示踪剂的注入作业；
(4)在目标井完成各压裂段压裂施工后，在压后返排和生产过程中，按照设计的取样制度进行目标井取样作业；
(5)对目标井取样作业获取的各样品进行检测；确定各样品中所含痕量示踪剂的型号及含量；
(6)根据各样品中所含痕量示踪剂的型号及含量，以及压后返排和生产过程中的产出数据，确定目标井各压裂段的产出剖面。
在上述痕量示踪剂监测油气井压裂产出剖面的方法中，对示踪剂的注入时机特别是油相示踪剂和气相示踪剂的注入时机进行了优化，能够更好的保障示踪剂充分进入所有裂缝波及区域，更有效地发挥示踪剂的监测作用。现有技术中，油相示踪剂和气相示踪剂通常在前置阶段注入。根据压裂模拟和裂缝监测结果研究，这种方式对于中高渗透储层的压裂示踪剂监测是适用的，但用于致密油气、页岩油气等低渗透、超低渗透储层的压裂示踪剂监测时存在局限性。究其原因在于低渗透、超低渗透储层不仅在前置液阶段延伸裂缝，在携砂液阶段会进一步延伸裂缝，甚至在停泵后还存在裂缝延伸的情况，示踪剂只有确保充分进入所有裂缝波及区域，才能有效地发挥监测作用。
在上述利用痕量示踪剂监测油气井压裂产出剖面的方法中，油相示踪剂只溶于油，气相示踪剂只溶于气，水相示踪剂只溶于水，油相示踪剂、气相示踪剂和水相示踪剂不相互干扰。
在上述利用痕量示踪剂监测油气井压裂产出剖面的方法中，具体地，步骤(1)中，确定的目标井各压裂段所用的痕量示踪剂的型号满足：
一口目标井的一个压裂段中使用的油相示踪剂型号唯一(即只能使用一种型号的油相示踪剂)、使用的气相示踪剂型号唯一(即只能使用一种型号的气相示踪剂)、使用的水相示踪剂型号唯一(即只能使用一种型号的水相示踪剂)；
一口目标井的不同压裂段中使用的油相示踪剂型号不同、使用的气相示踪剂型号不同、使用的水相示踪剂型号不同；
目标井中使用的油相示踪剂型号与相邻井不同、使用的气相示踪剂型号与相邻井不同、使用的水相示踪剂型号与相邻井不同。
在上述利用痕量示踪剂监测油气井压裂产出剖面的方法中，优选地，步骤(1)确定目标井各压裂段所用的痕量示踪剂的具体型号过程中，对目标井目标监测区地层水进行取样化验分析，根据分析结果优选合适的痕量示踪剂的具体型号；
该优选技术方案中，通过化验目标井地层水和邻井压裂返排液或产出水，确定其中所含的微量元素类型，选择的目标井痕量示踪剂在化验中使用的表征元素区别于确定的目标井地层水和邻井压裂返排液或产出水中的微量元素。
在上述利用痕量示踪剂监测油气井压裂产出剖面的方法中，优选地，确定的痕量示踪剂满足下述条件至少之一：
检测精度高，能够在较低用量下进行监测：投加浓度0.01-0.015％，检测精度达到10-9-10-12；
抗剪切性好：153℃、170s-1速率下剪切60-90min，性能不变；
耐酸碱：适用PH值：3-12；
有效期长：有效期≥500天。
在上述利用痕量示踪剂监测油气井压裂产出剖面的方法中，优选地，确定的痕量示踪剂为具有超低的表界面张力特性的纳米级微粒痕量示踪剂；其中，所述超低的表界面张力特性指痕量示踪剂在在目标井压裂用压裂液破胶液中和地层水中具有小于2×10-2mN/m的超低界面张力。
为了使纳米级微粒痕量示踪剂具有超低的表界面张力特性，纳米级微粒痕量示踪剂在生产过程中可以进行表面处理；具有超低的表界面张力特性的纳米级微粒表面更容易分散与扩散，能够更好的保证示踪效果。
在上述利用痕量示踪剂监测油气井压裂产出剖面的方法中，优选地，痕量示踪剂在注入前进行超声波震荡，实现颗粒的充分分散。
在上述利用痕量示踪剂监测油气井压裂产出剖面的方法中，为了便于目标井各压裂段所用的痕量示踪剂型号的确定，可以分别建立油相示踪剂型号池、水相示踪剂型号池、气相示踪剂型号池，在确定目标井各压裂段所用的痕量示踪剂型号时，在建立的油相示踪剂型号池、水相示踪剂型号池、气相示踪剂型号池中进行挑选即可；
在一具体实施方式中，油相示踪剂在55种痕量油相示踪剂中进行选择，气相示踪剂在42种痕量气相示踪剂中进行选择，水相示踪剂在55种痕量水相示踪剂中进行选择，能满足工艺最高需求。
在上述利用痕量示踪剂监测油气井压裂产出剖面的方法中，所用油相示踪剂、气相示踪剂和水相示踪剂均为本领域现有的痕量示踪剂，本领域技术人员可以根据作业需要合理选择合适的油相示踪剂、气相示踪剂和水相示踪剂，只要保证可以实现本发明的目的即可；
水相示踪剂可以选用经化学合成的稀土元素和金属元素水相示踪剂，；油相示踪剂可以选用亲油聚合物胶囊包裹稀土元素和金属元素的纳米级胶囊油相示踪剂；气相示踪剂可以选用烃类与酯类、醇类合成物气相示踪剂，可在地层中气化分散至气体中。
在上述利用痕量示踪剂监测油气井压裂产出剖面的方法中，优选地，步骤(2)中，确定目标井各压裂段所用痕量示踪剂的泵注时机时，当目标井某压裂段在压裂过程中进行暂堵压裂时，目标井该压裂段所用痕量示踪剂的泵注时机为：
水相示踪剂在该压裂段压裂过程的各个前置液阶段和各个携砂液阶段分别注入；
当该压裂段压裂过程中携砂液阶段不进行裂缝延伸时，油相示踪剂和气相示踪剂在该压裂段压裂过程中各前置液阶段分别注入；
当该压裂段压裂过程中携砂液阶段进行裂缝延伸时，油相示踪剂和气相示踪剂在该压裂段压裂过程中各携砂液阶段分别注入；
暂堵工艺已成为常规油气、致密油气、页岩油气实现体积压裂的主打技术，常规的示踪剂注入时机对暂堵压裂工艺监测存在局限性；部分射孔簇或裂缝区域是在暂堵后压开并拓展的，常规注入方案仅能监测暂堵前的裂缝波及区域，无法对暂堵后新压开的裂缝波及区监测；为了能够对暂堵前后新压开的裂缝波及区进行全面有效的监测，提出了上述优选技术方案，在暂堵前和暂堵后分别注入示踪剂，实现暂堵后新裂缝的效果跟踪，可以评价暂堵工艺效果。
在上述利用痕量示踪剂监测油气井压裂产出剖面的方法中，优选地，步骤(2)中，水相示踪剂在前置液阶段和携砂液阶段注入选用水相示踪剂在前置液阶段全程和携砂液阶段全程进行注入。
在上述利用痕量示踪剂监测油气井压裂产出剖面的方法中，优选地，步骤(2)中，油相示踪剂和气相示踪剂在前置液阶段注入选用油相示踪剂和气相示踪剂在前置液阶段全程进行注入。
在上述利用痕量示踪剂监测油气井压裂产出剖面的方法中，优选地，步骤(2)中，油相示踪剂和气相示踪剂在携砂液阶段注入选用油相示踪剂和气相示踪剂在携砂液阶段中连续加砂时开始注入至注完2/3携砂液量时停止注入。
在上述利用痕量示踪剂监测油气井压裂产出剖面的方法中，优选地，步骤(2)中，确定目标井各压裂段所用痕量示踪剂的设计用量过程中，根据目标井该压裂段地层的非均质性表征参数和压裂液设计用量以及水相示踪剂浓度检测仪器的最低检测限确定水相示踪剂的设计用量；
更优选地，水相示踪剂的设计用量按照如下式(1)计算得到：
A1＝α·μ1·MDL1·Vp·ε1 式(1)
式(1)中，A1为水相示踪剂的设计用量，单位kg；α为渗透率变异系数，单位无量纲；μ1为保障系数，单位无量纲，通常取值2-5；MDL1为水相示踪剂浓度检测仪器的最低检测限，单位g/mL，通常取值大于等于1×10-12小于10×10-12(ppt级)；Vp为目标井该压裂段前置液设计用量和携砂液设计用量的总和，单位m3；ε1为单位转换系数(为了统一单位使用的系数)，此处取值1000。
在上述利用痕量示踪剂监测油气井压裂产出剖面的方法中，优选地，步骤(2)中，确定目标井各压裂段所用痕量示踪剂的设计用量过程中，根据目标井该压裂段地层的非均质性表征参数和预测日产气量以及监测时间、气相示踪剂浓度检测仪器的最低检测限确定气相示踪剂的设计用量；
更优选地，气相示踪剂的设计用量按照如下式(2)计算得到：
A2＝α·μ2·MDL2·Qq·T·ε2 式(2)
式(2)中，A2为气相示踪剂的设计用量，单位L；α为渗透率变异系数，单位无量纲；μ2为保障系数，单位无量纲，通常取值2-5；MDL2为气相示踪剂浓度检测仪器的最低检测限，单位无量纲，通常取值大于等于1×10-9小于10×10-9(ppb级)；Qq为目标井该压裂段的预测日产气量，单位m3/d；T为监测时间，单位d；ε2为单位转换系数(为了统一单位使用的系数)，此处取值1。
在上述利用痕量示踪剂监测油气井压裂产出剖面的方法中，优选地，步骤(2)中，确定目标井各压裂段所用痕量示踪剂的设计用量过程中，根据目标井该压裂段地层的非均质性表征参数和预测日产油量以及监测时间、油相示踪剂浓度检测仪器的最低检测限确定油相示踪剂的设计用量；
更优选地，油相示踪剂的设计用量按照如下式(3)计算得到：
A3＝α·μ3·MDL3·Qq·T·ε3 式(3)
式(3)中，A3为油相示踪剂的设计用量，单位kg；α为渗透率变异系数，单位无量纲；μ2为保障系数，单位无量纲，通常取值2-5；MDL3为油相示踪剂浓度检测仪器的最低检测限，单位g/mL，通常取值大于等于1×10-12小于10×10-12(ppt级)；Qq为目标井该压裂段的预测日产油量，单位t/d；T为监测时间，单位d；ε3为单位转换系数(为了统一单位使用的系数)，此处取值106。
在上述优选技术方案中，在进行示踪剂用量确定时引入非均质性表征参数，能够更好的适应致密油气、页岩油气储层非均质性强的特点，确定的示踪剂用量能够更好的满足非均质性强的储层的示踪需要。
在上述利用痕量示踪剂监测油气井压裂产出剖面的方法中，具体地，痕量示踪剂的泵注速度按照常规方式进行确定即可；例如，基于注入时段内痕量示踪剂匀速注入的原则确定泵注速度，具体而言，可以基于痕量示踪剂的泵注时机确定痕量示踪剂注入时长，进而基于痕量示踪剂注入时长以及痕量示踪剂的设计用量确定痕量示踪剂的平均注入速度；再例如，基于在注入时段中痕量示踪剂在压裂液中浓度恒定的原则确定泵注速度，具体而言，可以基于痕量示踪剂的泵注时机以及压裂液的设计注入速度确定在痕量示踪剂的注入时段内压裂液的总注入量，基于在痕量示踪剂的注入时段内压裂液的总注入量、痕量示踪剂的设计用量以及压裂液的设计注入速度，确定痕量示踪剂的注入速度。
在上述利用痕量示踪剂监测油气井压裂产出剖面的方法中，具体地，取样制度包括取样时间及频率。
在上述利用痕量示踪剂监测油气井压裂产出剖面的方法中，优选地，在取样作业中，气体取样采用如下方式进行：
将气体通入装有固体吸附剂的取样容器使气体通过固体吸附剂并排出取样容器(该过程中，气体冲刷固体吸附剂使得气体中的气相示踪剂吸附在固体吸附剂中)，气体通入特定时间后停止进行气体通入并将取样容器密封，完成取样；其中，所述固体吸附剂能够吸附气体中的气相示踪剂；
更优选地，所述气体通入特定时间为1h-2h；
在一具体实施方式中，气体取样步骤包括：
A、连接气体取样管路：将装有固体吸附剂的取样容器的气体入口与计量分离器气体出口连接，将装有固体吸附剂的取样容器的气体出口与硫化氢吸收池的气体入口连接，硫化氢吸收池出口连接自带三相分离器；
其中，固体吸附剂设置于取样容器的气体入口和气体出之间；
其中，装有固体吸附剂的取样容器的气体出口与硫化氢吸收池的气体入口之间的连接管路上设置有减压阀；
B、进行气体取样：
打开减压阀、打开计量分离器气体出口开关，气体通入装有固体吸附剂的取样容器气体通过固体吸附剂并排出取样容器(该过程中，气体冲刷固体吸附剂使得气体中的气相示踪剂吸附在固体吸附剂中)，气体通入特定时间(1h-2h)后关闭计量分离器气体出口开关并将取样容器密封，完成取样；
其中，所述固体吸附剂能够吸附气体中的气相示踪剂；
其中，计量分离器气体出口开关的开度能够满足流入取样容器的气流刚好能把取样容器中固体吸附剂吹起即可；
现有气体取样通常采用直接收集气样的方式进行，然而由于气流的不稳定性易对瞬时取样结果造成影响，进而影响监测分析结果，在该优选实施方式中，对气体取样方式进行了改进使用固体吸附法进行气体取样，避免了单次取气样的误差，使结果更接近真实的产气剖面。
在上述利用痕量示踪剂监测油气井压裂产出剖面的方法中，具体地，在取样作业中，油样取样和水样取样采用常规方式进行即可；
例如，采用放喷取样：在放喷池放喷口直接取水样和/或油样；
例如，计量分离器取样：开井后在计量分离器液体出口取水样和/或油样。
在上述利用痕量示踪剂监测油气井压裂产出剖面的方法中，根据各样品中所含痕量学示踪剂的型号及含量，以及压后返排和生产过程中的产出数据，确定目标井各压裂段的产出剖面采用本领域常规技术手段进行即可；
在一具体实施方式中，根据各样品中所含痕量示踪剂的型号及含量，以及压后返排和生产过程中的产出数据，确定目标井各压裂段的产出剖面包括：
根据各样品中所含痕量示踪剂的型号及含量，以及压后返排和生产过程中的产出数据，确定目标井各压裂段的水、油、和/或、气的产量及产量时变，进而确定目标井各压裂段的水、油、和/或、气的产出贡献率即贡献时变，进而确定目标井各压裂段在取样周期内的产出剖面图。
在上述利用痕量示踪剂监测油气井压裂产出剖面的方法中，优选地，该方法进一步包括：
在目标井完成各压裂段压裂施工后，在压后返排和生产过程中，按照设计的取样制度进行目标井临井取样作业；对目标井临井取样作业获取的各样品进行检测，确定各样品中所含痕量示踪剂的型号及含量，从而判断目标井与临井间的井间沟通情况；
目标井与临井间的井间沟通情况的确定能够为优化井间距与裂缝规模提供依据，有利于优化提升整体开发效果。
在上述利用痕量示踪剂监测油气井压裂产出剖面的方法中，优选地，确定各样品中所含痕量示踪剂的型号及含量过程中，确定气相示踪剂的型号及含量时可以采用气相色谱仪进行。
在上述利用痕量示踪剂监测油气井压裂产出剖面的方法中，优选地，确定各样品中所含痕量示踪剂的型号及含量过程中，确定油相示踪剂的型号及含量时可以采用电感耦合等离子体质谱仪进行。
在上述利用痕量示踪剂监测油气井压裂产出剖面的方法中，优选地，确定各样品中所含痕量示踪剂的型号及含量过程中，确定水相示踪剂的型号及含量时可以采用电感耦合等离子体质谱仪进行。
在上述利用痕量示踪剂监测油气井压裂产出剖面的方法中，优选地，步骤(3)中所用的设备包括压裂用设备和痕量示踪剂注入设备；其中，所述痕量示踪剂注入设备包括痕量示踪剂储罐和与痕量示踪剂储罐出口相连的痕量示踪剂注入泵；
所述痕量示踪剂注入泵的泵出口与压裂用设备的混砂车搅拌池入口连接；所述压裂用设备与目标井连接；
更优选地，所述压裂用设备包括：压裂液储罐、砂罐、混砂车和压裂车；所述压裂液储罐的压裂液出口与混砂车的压裂液入口连接，所述砂罐的出砂口与混砂车的进砂口连接，所述混砂车的流体出口与压裂车的流体入口通过低压管汇连接，所述压裂车的流体出口与所述目标井的井口通过高压管汇连接。
本发明发明人针对致密油气、页岩油气压裂裂缝延伸特点，结合小型测试压裂分析和压后停泵拟合分析，分析液体效率和滤失系数等参数，优化了油相示踪剂和气相示踪剂的注入时机，形成了本发明提供的用痕量示踪剂监测油气井压裂产出剖面的方法。该方法在压裂过程中，不同压裂段注入不同的油气水痕量示踪剂，在压后排采和生产过程中进行油气水样取样，并对样品中的示踪剂量进行检测分析，结合压裂后排采和生产数据确定产出剖面，为地质和工程设计提供参考与指导，不断提高开发效果。本发明提供的用痕量示踪剂监测油气井压裂产出剖面的方法能够有效发挥示踪剂的监测作用、较好的获取包括致密油气、页岩油气储层在内的油气井的压裂产出剖面。
附图说明
图1为本发明实施例提供的利用痕量示踪剂监测油气井压裂产出剖面的方法的工艺流程图。
图2为本发明实施例中使用的设备的示意图。
图3A为本发明实施例某压裂段压裂施工时的流程示意图。
图3B为本发明实施例某压裂段压裂施工时的流程示意图。
图3C为本发明实施例某压裂段压裂施工时的流程示意图。
图4A为本发明实施例1中气水两相示踪剂压后监测目标井产出剖面图。
图4B为本发明实施例1中气水两相示踪剂压后监测目标井产出剖面液量产出解释结果。
图4C为本发明实施例1中气水两相示踪剂压后监测目标井产出剖面气量产出解释结果。
图5A为本发明实施例1中使用的电感耦合等离子体质谱仪图。
图5B为本发明实施例1中使用的气相色谱仪图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现结合以下具体实施例对本发明的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。
本发明一具体实施方式提供了一种利用痕量示踪剂监测油气井压裂产出剖面的方法，如图1所示，该方法包括：
步骤S1：确定目标井各压裂段所用的痕量示踪剂的种类及型号；
其中，目标井各压裂段所用的痕量示踪剂的种类包括：油相示踪剂和/或气相示踪剂，和，水相示踪剂；
步骤S2：确定目标井各压裂段所用痕量示踪剂的设计用量、泵注时机和泵注速度；
其中，目标井各压裂段所用痕量示踪剂的泵注时机为：
水相示踪剂在该压裂段压裂过程的前置液阶段和携砂液阶段注入；
当该压裂段压裂过程中携砂液阶段不进行裂缝延伸时，油相示踪剂和气相示踪剂在该压裂段压裂过程中前置液阶段注入；
当该压裂段压裂过程中携砂液阶段进行裂缝延伸时，油相示踪剂和气相示踪剂在该压裂段压裂过程中携砂液阶段注入；
步骤S3：目标井各压裂段压裂施工时，根据确定的痕量示踪剂的种类及型号、设计用量、泵注时机和泵注速度完成痕量示踪剂的注入作业；
步骤S4：在目标井完成各压裂段压裂施工后，在压后返排和生产过程中，按照设计的取样制度进行目标井取样作业；
步骤S5：对目标井取样作业获取的各样品进行检测；确定各样品中所含痕量示踪剂的型号及含量；
步骤S6：根据各样品中所含痕量示踪剂的型号及含量，以及压后返排和生产过程中的产出数据，确定目标井各压裂段的产出剖面。
进一步地，油相示踪剂只溶于油，气相示踪剂只溶于气，水相示踪剂只溶于水，油相示踪剂、气相示踪剂和水相示踪剂不相互干扰。
进一步地，确定的目标井各压裂段所用的痕量示踪剂的型号满足：
一口目标井的一个压裂段中使用的油相示踪剂型号唯一(即只能使用一种型号的油相示踪剂)、使用的气相示踪剂型号唯一(即只能使用一种型号的气相示踪剂)、使用的水相示踪剂型号唯一(即只能使用一种型号的水相示踪剂)；
一口目标井的不同压裂段中使用的油相示踪剂型号不同、使用的气相示踪剂型号不同、使用的水相示踪剂型号不同；
目标井中使用的油相示踪剂型号与相邻井不同、使用的气相示踪剂型号与相邻井不同、使用的水相示踪剂型号与相邻井不同。
进一步地，确定目标井各压裂段所用的痕量示踪剂的具体型号过程中，对目标井目标监测区地层水进行取样化验分析，根据分析结果优选合适的痕量示踪剂的具体型号；
该过程中，通过化验目标井地层水和邻井压裂返排液或产出水，确定其中所含的微量元素类型，选择的目标井痕量示踪剂在化验中使用的表征元素区别于确定的目标井地层水和邻井压裂返排液或产出水中的微量元素。
进一步地，确定的痕量示踪剂满足下述条件至少之一：
(1)检测精度高，能够在较低用量下进行监测：投加浓度0.01-0.015％，检测精度达到10-9-10-12；
(2)抗剪切性好：153℃、170s-1速率下剪切60-90min，性能不变；
(3)耐酸碱：适用PH值：3-12；
(4)有效期长：有效期≥500天。
进一步地，确定的痕量示踪剂为具有超低的表界面张力特性的纳米级微粒痕量示踪剂；其中，所述超低的表界面张力特性指痕量示踪剂在目标井压裂用压裂液破胶液中和地层水中具有小于2×10-2mN/m的超低界面张力。
进一步地，痕量示踪剂在注入前进行超声波震荡，实现颗粒的充分分散。
进一步地，分别建立油相示踪剂型号池、水相示踪剂型号池、气相示踪剂型号池，在确定目标井各压裂段所用的痕量示踪剂型号时，在建立的油相示踪剂型号池、水相示踪剂型号池、气相示踪剂型号池中进行挑选；
其中，油相示踪剂在55种痕量油相示踪剂中进行选择，气相示踪剂在42种痕量气相示踪剂中进行选择，水相示踪剂在55种痕量水相示踪剂中进行选择；
其中，油相示踪剂、气相示踪剂和水相示踪剂均为本领域现有的痕量示踪剂，本领域技术人员可以根据作业需要合理选择合适的油相示踪剂、气相示踪剂和水相示踪剂，只要保证可以实现本发明的目的即可；
例如，水相示踪剂可以选用经化学合成的稀土元素和金属元素水相示踪剂；
例如，油相示踪剂可以选用亲油聚合物胶囊包裹稀土元素和金属元素的纳米级胶囊油相示踪剂；
例如，气相示踪剂可以选用烃类与酯类、醇类合成物气相示踪剂，可在地层中气化分散至气体中。
进一步地，确定目标井各压裂段所用痕量示踪剂的泵注时机时，当目标井某压裂段在压裂过程中进行暂堵压裂时，目标井该压裂段所用痕量示踪剂的泵注时机为：
水相示踪剂在该压裂段压裂过程的各个前置液阶段和各个携砂液阶段分别注入；
当该压裂段压裂过程中携砂液阶段不进行裂缝延伸时，油相示踪剂和气相示踪剂在该压裂段压裂过程中各前置液阶段分别注入；
当该压裂段压裂过程中携砂液阶段进行裂缝延伸时，油相示踪剂和气相示踪剂在该压裂段压裂过程中各携砂液阶段分别注入。
进一步地，水相示踪剂在前置液阶段和携砂液阶段注入选用水相示踪剂在前置液阶段全程和携砂液阶段全程进行注入。
进一步地，油相示踪剂和气相示踪剂在前置液阶段注入选用油相示踪剂和气相示踪剂在前置液阶段全程进行注入。
进一步地，油相示踪剂和气相示踪剂在携砂液阶段注入选用油相示踪剂和气相示踪剂在携砂液阶段中连续加砂时开始注入至注完2/3携砂液量时停止注入。
在一具体实施方式中，当目标井某压裂段的压裂过程中携砂液阶段仅进行裂缝充填不进行裂缝延伸，并且该压裂段不进行暂堵压裂，目标井该压裂段的痕量示踪剂的注入时机为：
水相示踪剂在该压裂段压裂过程的前置液阶段全程和携砂液阶段全程进行注入(即自前置液注入开始进行水相示踪剂注入直至携砂液注入完成停止水相示踪剂注入)；
油相示踪剂和气相示踪剂在该压裂段压裂过程中前置液阶段全程进行注入(即自前置液注入开始进行油相示踪剂、气相示踪剂注入直至前置液注入完成停止油相示踪剂、气相示踪剂注入)；
如图3A所示，目标井该压裂段压裂施工时，根据确定的痕量示踪剂的种类及型号、设计用量、泵注时机和泵注速度完成痕量示踪剂的注入作业包括以下具体步骤：
1)前置液阶段：自前置液阶段开始按照水相示踪剂的型号、设计用量和泵注速度进行水相示踪剂注入；自前置液阶段开始按照油相示踪剂和/或气相示踪剂的型号、设计用量和泵注速度进行油相示踪剂和/或气相示踪剂注入；前置液阶段结束时完成全部油相示踪剂和/或气相示踪剂注入，并继续水相示踪剂注入作业；
2)携砂液阶段：在携砂液阶段继续按照水相示踪剂的型号、设计用量和泵注速度进行水相示踪剂注入作业，在携砂液阶段结束时，完成全部水相示踪剂注入；
3)顶替液阶段：使用压裂液进行顶替，确保全部示踪剂顺利进入地层。
在一具体实施方式中，当目标井某压裂段的压裂过程中携砂液阶段进行裂缝延伸，并且该压裂段不进行暂堵压裂，目标井该压裂段的痕量示踪剂的注入时机为：
水相示踪剂在该压裂段压裂过程的前置液阶段全程和携砂液阶段全程进行注入(即自前置液注入开始进行水相示踪剂注入直至携砂液注入完成停止水相示踪剂注入)；
油相示踪剂和气相示踪剂在携砂液阶段中连续加砂时开始注入至注完2/3携砂液量时停止注入；
如图3B所示，目标井该压裂段压裂施工时，根据确定的痕量示踪剂的种类及型号、设计用量、泵注时机和泵注速度完成痕量示踪剂的注入作业包括以下具体步骤：
1)前置液阶段：自前置液阶段开始按照水相示踪剂的型号、设计用量和泵注速度进行水相示踪剂注入；前置液阶段结束时继续水相示踪剂注入作业；
2)携砂液阶段：在携砂液阶段继续按照水相示踪剂的型号、设计用量和泵注速度进行水相示踪剂注入作业，在携砂液阶段结束时，完成全部水相示踪剂注入；在携砂液阶段连续加砂时开始按照油相示踪剂和/或气相示踪剂的型号、设计用量和泵注速度进行油相示踪剂和/或气相示踪剂注入，直至携砂液阶段中注完2/3携砂液量时停止油相示踪剂和/或气相示踪剂注入，完成全部油相示踪剂和/或气相示踪剂注入；
3)顶替液阶段：使用压裂液进行顶替，确保全部示踪剂顺利进入地层。
在一具体实施方式中，当目标井某压裂段的压裂过程中携砂液阶段进行裂缝延伸，并且该压裂段进行一次暂堵压裂，目标井该压裂段的痕量示踪剂的注入时机为：
水相示踪剂在该压裂段压裂过程的两次前置液阶段全程和两次携砂液阶段全程进行注入(即自第一次前置液注入开始进行水相示踪剂注入直至第一次携砂液注入完成停止水相示踪剂注入，自第二次前置液注入开始进行水相示踪剂注入直至第二次携砂液注入完成停止水相示踪剂注入)；
油相示踪剂和气相示踪剂在两次携砂液阶段中连续加砂时开始注入至注完2/3携砂液量时停止注入(即自第一次携砂液阶段中连续加砂时开始进行油相示踪剂、气相示踪剂注入直至第一次携砂液阶段中注完2/3携砂液量时停止油相示踪剂、气相示踪剂注入注入，自第二次携砂液阶段中连续加砂时开始进行油相示踪剂、气相示踪剂注入直至第二次携砂液阶段中注完2/3携砂液量时停止油相示踪剂、气相示踪剂注入注入)；
如图3C所示，目标井该压裂段压裂施工时，根据确定的痕量示踪剂的种类及型号、设计用量、泵注时机和泵注速度完成痕量示踪剂的注入作业包括以下具体步骤：
1)前置液阶段：自前置液阶段开始按照水相示踪剂的型号、设计用量和泵注速度进行水相示踪剂注入；前置液阶段结束时继续水相示踪剂注入作业；
2)携砂液阶段：在携砂液阶段继续按照水相示踪剂的型号、设计用量和泵注速度进行水相示踪剂注入作业，在携砂液阶段结束时停止水相示踪剂注入；在携砂液阶段连续加砂时开始按照油相示踪剂和/或气相示踪剂的型号、设计用量和泵注速度进行油相示踪剂和/或气相示踪剂注入，直至携砂液阶段中注完2/3携砂液量时停止油相示踪剂和/或气相示踪剂注入；
3)层(段)间暂堵阶段：投入暂堵球(剂)暂堵已加砂改造射孔簇或缝口，压开新射孔簇；
4)前置液阶段：自前置液阶段开始按照水相示踪剂的型号、设计用量和泵注速度进行水相示踪剂注入；前置液阶段结束时继续水相示踪剂注入作业；
5)携砂液阶段：在携砂液阶段继续按照水相示踪剂的型号、设计用量和泵注速度进行水相示踪剂注入作业，在携砂液阶段结束时停止水相示踪剂注入，完成全部水相示踪剂注入；在携砂液阶段连续加砂时开始按照油相示踪剂和/或气相示踪剂的型号、设计用量和泵注速度进行油相示踪剂和/或气相示踪剂注入，直至携砂液阶段中注完2/3携砂液量时停止油相示踪剂和/或气相示踪剂注入，完成全部油相示踪剂和/或气相示踪剂注入；
6)顶替液阶段：使用压裂液进行顶替，确保全部示踪剂顺利进入地层。
进一步地，确定目标井各压裂段所用痕量示踪剂的设计用量过程中，根据目标井该压裂段地层的非均质性表征参数和压裂液设计用量以及水相示踪剂浓度检测仪器的最低检测限确定水相示踪剂的设计用量；
更进一步地，水相示踪剂的设计用量按照如下式计算得到：
A1＝α·μ1·MDL1·Vp·ε1
式中，A1为水相示踪剂的设计用量，单位kg；α为渗透率变异系数，单位无量纲；μ1为保障系数，单位无量纲，通常取值2-5；MDL1为水相示踪剂浓度检测仪器的最低检测限，单位g/mL，通常取值大于等于1×10-12小于10×10-12(ppt级)；Vp为目标井该压裂段的前置液设计用量和携砂液设计用量的总和，单位m3；ε1为单位转换系数(为了统一单位使用的系数)，此处取1000。
进一步地，确定目标井各压裂段所用痕量示踪剂的设计用量过程中，根据目标井该压裂段地层的非均质性表征参数和预测日产气量以及监测时间、气相示踪剂浓度检测仪器的最低检测限确定气相示踪剂的设计用量；
更进一步地，气相示踪剂的设计用量按照如下式计算得到：
A2＝α·μ2·MDL2·Qq·T·ε2
式中，A2为气相示踪剂的设计用量，单位L；α为渗透率变异系数，单位无量纲；μ2为保障系数，单位无量纲，通常取值2-5；MDL2为气相示踪剂浓度检测仪器的最低检测限，单位无量纲，通常取值大于等于1×10-9小于10×10-9(ppb级)；Qq为目标井该压裂段的预测日产气量，单位m3/d；T为监测时间，单位d；ε2为单位转换系数(为了统一单位使用的系数)，此处取值1。
进一步地，确定目标井各压裂段所用痕量示踪剂的设计用量过程中，根据目标井该压裂段地层的非均质性表征参数和预测日产油量以及监测时间、油相示踪剂浓度检测仪器的最低检测限确定油相示踪剂的设计用量；
更进一步地，油相示踪剂的设计用量按照如下式计算得到：
A3＝α·μ3·MDL3·Qq·T·ε3
式中，A3为油相示踪剂的设计用量，单位kg；α为渗透率变异系数，单位无量纲；μ2为保障系数，单位无量纲，通常取值2-5；MDL3为油相示踪剂浓度检测仪器的最低检测限，单位无量纲，通常取值大于等于1×10-12小于10×10-12(ppt级)；Qq为目标井该压裂段的预测日产油量，单位t/d；T为监测时间，单位d；ε3为单位转换系数(为了统一单位使用的系数)，此处取值106。
进一步地，痕量示踪剂的泵注速度按照常规方式进行确定即可；例如，基于注入时段内痕量示踪剂匀速注入的原则确定泵注速度，具体而言，可以基于痕量示踪剂的泵注时机确定痕量示踪剂注入时长，进而基于痕量示踪剂注入时长以及痕量示踪剂的设计用量确定痕量示踪剂的平均注入速度；再例如，基于在注入时段中痕量示踪剂在压裂液中浓度恒定的原则确定泵注速度，具体而言，可以基于痕量示踪剂的泵注时机以及压裂液的设计注入速度确定在痕量示踪剂的注入时段内压裂液的总注入量，基于在痕量示踪剂的注入时段内压裂液的总注入量、痕量示踪剂的设计用量以及压裂液的设计注入速度，确定痕量示踪剂的注入速度。
进一步地，取样制度包括取样时间及频率；
例如，水样：返排液量40m3取一个；
气样：产气量10000m3取一个；
油样：返排液量40m3取一个；
例如，水样：1-15天，4次/天，间隔6小时取样1次；16-30天，2次/天，间隔12小时取样1次；30天后，1次/天，间隔24小时取样1次；
油样：1-15天，4次/天，间隔6小时取样1次；16-30天，2次/天，间隔12小时取样1次；30天后，1次/天，间隔24小时取样1次；
气样：1-15天，4次/天，间隔6小时取样1次；16-30天，2次/天，间隔12小时取样1次；30天后，1次/天，间隔24小时取样1次。
进一步地，在取样作业中，气体取样采用如下方式进行：
将气体通入装有固体吸附剂的取样容器使气体通过固体吸附剂并排出取样容器(该过程中，气体冲刷固体吸附剂使得气体中的气相示踪剂吸附在固体吸附剂中)，气体通入特定时间后停止进行气体通入并将取样容器密封，完成取样；其中，所述固体吸附剂能够吸附气体中的气相示踪剂；
更进一步地，所述气体通入特定时间为1h-2h；
例如，气体取样步骤包括：
A、连接气体取样管路：将装有固体吸附剂的取样容器的气体入口与计量分离器气体出口连接，将装有固体吸附剂的取样容器的气体出口与硫化氢吸收池的气体入口连接，硫化氢吸收池出口连接自带三相分离器；
其中，固体吸附剂设置于取样容器的气体入口和气体出之间；
其中，装有固体吸附剂的取样容器的气体出口与硫化氢吸收池的气体入口之间的连接管路上设置有减压阀；
B、进行气体取样：
打开减压阀、打开计量分离器气体出口开关，气体通入装有固体吸附剂的取样容器气体通过固体吸附剂并排出取样容器(该过程中，气体冲刷固体吸附剂使得气体中的气相示踪剂吸附在固体吸附剂中)，气体通入特定时间(1h-2h)后关闭计量分离器气体出口开关并将取样容器密封，完成取样；
其中，所述固体吸附剂能够吸附气体中的气相示踪剂；
其中，计量分离器气体出口开关的开度能够满足流入取样容器的气流刚好能把取样容器中固体吸附剂吹起即可；
现有气体取样通常采用直接收集气样的方式进行，然而由于气流的不稳定性易对瞬时取样结果造成影响，进而影响监测分析结果，在该优选实施方式中，对气体取样方式进行了改进使用固体吸附法进行气体取样，避免了单次取气样的误差，使结果更接近真实的产气剖面。
进一步地，在取样作业中，油样取样和水样取样采用常规方式进行即可；
例如，采用放喷取样：在放喷池放喷口直接取水样和/或油样；
例如，计量分离器取样：开井后在计量分离器液体出口取水样和/或油样。
进一步地，根据各样品中所含痕量学示踪剂的型号及含量，以及压后返排和生产过程中的产出数据，确定目标井各压裂段的产出剖面采用本领域常规技术手段进行即可；
例如，根据各样品中所含痕量示踪剂的型号及含量，以及压后返排和生产过程中的产出数据，确定目标井各压裂段的产出剖面包括：
根据各样品中所含痕量示踪剂的型号及含量，以及压后返排和生产过程中的产出数据，确定目标井各压裂段的水、油、和/或、气的产量及产量时变，进而确定目标井各压裂段的水、油、和/或、气的产出贡献率即贡献时变，进而确定目标井各压裂段在取样周期内的产出剖面图；
其中，压后返排和生产过程中的产出数据优选为取样作业时的产出数据，包括油、水、和/或、气的产出速度以及累计产量，包括井口压力，包括时间。
进一步地，该方法进一步包括：
在目标井完成各压裂段压裂施工后，在压后返排和生产过程中，按照设计的取样制度进行目标井临井取样作业；对目标井临井取样作业获取的各样品进行检测，确定各样品中所含痕量示踪剂的型号及含量，从而判断目标井与临井间的井间沟通情况；
目标井与临井间的井间沟通情况的确定能够为优化井间距与裂缝规模提供依据，有利于优化提升整体开发效果。
进一步地，确定各样品中所含痕量示踪剂的型号及含量过程中，确定气相示踪剂的型号及含量时可以采用气相色谱仪进行。
进一步地，确定各样品中所含痕量示踪剂的型号及含量过程中，确定油相示踪剂的型号及含量时可以采用电感耦合等离子体质谱仪进行。
进一步地，确定各样品中所含痕量示踪剂的型号及含量过程中，确定水相示踪剂的型号及含量时可以采用电感耦合等离子体质谱仪进行。
进一步地，如图2所示，步骤S3中所用的设备包括压裂用设备和痕量示踪剂注入设备；其中，所述痕量示踪剂注入设备包括痕量示踪剂储罐和与痕量示踪剂储罐出口相连的痕量示踪剂注入泵；
所述痕量示踪剂注入泵的泵出口与压裂用设备的混砂车搅拌池入口连接；所述压裂用设备与目标井连接；
更优选地，所述压裂用设备包括：压裂液储罐、砂罐、混砂车和压裂车；所述压裂液储罐的压裂液出口与混砂车的压裂液入口连接，所述砂罐的出砂口与混砂车的进砂口连接，所述混砂车的流体出口与压裂车的流体入口通过低压管汇连接，所述压裂车的流体出口与所述目标井的井口通过高压管汇连接；
其中，压裂用设备还可以进一步包括消防车、救护车、鼓风机、仪表车、风向标、放喷管线等。
实施例1
本实施例提供了一种利用痕量示踪剂监测油气井压裂产出剖面的方法，
目标井为致密气井，共有23个压裂段，目标井为致密气井各压裂段在压裂过程中在携砂液阶段会发生裂缝延伸。
其中，该方法包括：
一、方案设计：
1、确定目标井各压裂段所用的痕量示踪剂的种类及型号；
目标井各压裂段所用的痕量示踪剂的种类包括：气相示踪剂和水相示踪剂；
对目标井目标监测区地层水进行取样化验分析，根据分析结果优选合适的痕量示踪剂的具体型号，确定的痕量示踪剂满足下述条件：
(1)检测精度高，能够在较低用量下进行监测：投加浓度0.01-0.015％，检测精度达到10-9-10-12；
(2)抗剪切性好：153℃、170s-1速率下剪切60-90min，性能不变；
(3)耐酸碱：适用PH值：3-12；
(4)有效期长：有效期≥500天；
(5)具有超低的表界面张力特性的纳米级微粒痕量示踪剂；其中，所述超低的表界面张力特性指痕量示踪剂在目标井压裂用压裂液破胶液中和地层水中具有小于2×10-2mN/m的超低界面张力；
(6)该目标井的一个压裂段中只能使用一种型号的气相示踪剂、一个压裂段中只能使用一种型号的水相示踪剂；
(7)选择的痕量示踪剂在化验中使用的表征元素于目标井目标监测区地层水中所含的微量元素类型不同；
该目标井的不同压裂段中使用的气相示踪剂型号不同、使用的水相示踪剂型号不同；
该目标井中使用的气相示踪剂型号与相邻井不同、使用的水相示踪剂型号与相邻井不同；
本实施例目标井23个压裂段共需要气相示踪剂23种、水相示踪剂23种(本实施例中所用气相示踪和水相示踪剂均为本领域使用的痕量示踪剂)，每个压裂段分别需要气相示踪剂1种、水相示踪剂1种。
2、确定目标井各压裂段所用痕量示踪剂的设计用量、泵注时机和泵注速度；
其中，水相示踪剂的设计用量按照如下式计算得到：
A1＝α·μ1·MDL1·Vp·ε1
式中，A1为水相示踪剂的设计用量，单位kg；α渗透率变异系数，单位无量纲；μ1为保障系数，单位无量纲，取值2；MDL1为水相示踪剂浓度检测仪器的最低检测限，单位g/mL，取值10-12；Vp为目标井该压裂段的前置液设计用量和携砂液设计用量的总和，单位m3；ε1为单位转换系数(为了统一单位使用的系数)，此处取1000；
气相示踪剂的设计用量按照如下式计算得到：
A2＝α·μ2·MDL2·Qq·T·ε2
式中，A2为气相示踪剂的设计用量，单位L；α为渗透率变异系数，单位无量纲；μ2为保障系数，单位无量纲，取值2；MDL2为气相示踪剂浓度检测仪器的最低检测限，单位无量纲，取值10-9；Qq为目标井该压裂段的预测日产气量，单位m3/d；T为监测时间，单位d；ε2为单位转换系数，此处取1；
其中，目标井各压裂段所用痕量示踪剂的泵注时机为：
对于压裂过程中不需要暂堵的各压裂段：
水相示踪剂在该压裂段压裂过程的前置液阶段全程和携砂液阶段全程进行注入(即自前置液注入开始进行水相示踪剂注入直至携砂液注入完成停止水相示踪剂注入)；
气相示踪剂在携砂液阶段中连续加砂时开始注入至注完2/3携砂液量时停止注入；
对于压裂过程需要暂堵的各压裂段：
水相示踪剂在该压裂段压裂过程的各前置液阶段全程和各携砂液阶段全程进行注入(即在每一次压裂中均自前置液注入开始进行水相示踪剂注入直至携砂液注入完成停止水相示踪剂注入)；
气相示踪剂在每次携砂液阶段中连续加砂时开始注入至注完2/3携砂液量时停止注入；
其中，泵注速度按照常规方式进行确定；具体而言，基于在注入时段中痕量示踪剂在压裂液中浓度恒定的原则确定泵注速度，基于痕量示踪剂的泵注时机以及压裂液的设计注入速度确定在痕量示踪剂的注入时段内压裂液的总注入量，基于在痕量示踪剂的注入时段内压裂液的总注入量、痕量示踪剂的设计用量以及压裂液的设计注入速度，确定痕量示踪剂的注入速度。
3、基于确定的目标井各压裂段所用的痕量示踪剂的种类及型号以及确定的目标井各压裂段所用痕量示踪剂的设计用量、泵注时机和泵注速度，形成压裂过程中示踪剂注入施工指导书，用以指导示踪剂注入作业。
二、施工前准备：
1、与现场施工指挥人员确认施工井号、层位、泵注程序等。
2、物料及配套注入准备：
(1)所用示踪剂均提前配好置于痕量示踪剂储罐中，便于现场直接泵入；
(2)准备痕量示踪剂注入泵：2台蠕动泵BT600，自带12V电源，流速范围0-4000ml/min；
准备辅助及配套：连接蠕动泵的注入管线、手套等；
(3)设备连接：
如图2所示，将压裂用设备连接好：所述压裂用设备包括压裂液储罐、砂罐、混砂车和压裂车；压裂液储罐的压裂液出口与混砂车的压裂液入口连接，砂罐的出砂口与混砂车的进砂口连接，混砂车的流体出口与压裂车的流体入口通过低压管汇连接，所述压裂车的流体出口与目标井的井口通过高压管汇连接；
将痕量示踪剂储罐(痕量示踪剂储罐中存放的痕量示踪剂原液进行过超声波震荡)置于压裂用设备混砂车旁，将痕量示踪剂储罐出口与痕量示踪剂注入泵的泵入口连接，将痕量示踪剂注入泵的泵出口与压裂用设备的混砂车搅拌池入口连接；
其中，痕量示踪剂注入泵的连接需要符合注入泵操作规程：
①检查注入泵外观有无损坏、电源电压显示是否正常；
②根据正转、反转标志，连接管线；
③固定输出管线开口端，防止液体喷出时管线掉落；
④接通电源，等待注入泵自检通过；
⑤设定100ml/min、1000ml/min、3000ml/min流量，测试注入泵；
⑥根据设计要求，输入流速；
⑦注入结束后，及时冲洗管线，以防交叉污染。
三、施工步骤：
目标井各压裂段压裂施工时，根据压裂过程中示踪剂注入施工指导书完成痕量示踪剂的注入作业；为了保障施工的高效进行，施工过程中：
(1)技术人员1在压裂指挥车中，随时与目标井管理方、压裂施工人员保持沟通；
(2)技术人员2负责控制痕量示踪剂注入泵，随时与技术人员1沟通；
(3)技术人员2服从技术人员1的安排，负责痕量示踪剂的注入调配；
(4)技术人员1同时负责填写现场施工记录表；其中，现场施工记录表应当包含各压裂段示踪剂注入的日期、时间、压裂液注入量、加砂量、水相示踪剂注入量、气相示踪剂注入量以及备注。
四、施工结束后整理：
1、施工结束之后，回收管线，整理设备。
2、目标井管理方和施工方提供每一段施工曲线以及数据给技术人员1。
五、取样作业：
1、确定取样要求：对所取样品过滤，密封在标准取样瓶，并标注编号、日期、井号，同时做好取样记录；
其中，水样取样记录包括取样瓶编号、取样时间、井口压力、返排液速度、累积返排液量；气样取样记录包括取样瓶编号、取样时间、井口压力、产气速度、累积产气量；
2、确定取样制度：
水样：1-15天，4次/天，间隔6小时取样1次；16-30天，2次/天，间隔12小时取样1次；30天后，1次/天，间隔24小时取样1次；
气样：1-15天，4次/天，间隔6小时取样1次；16-30天，2次/天，间隔12小时取样1次；30天后，1次/天，间隔24小时取样1次；
3、在目标井完成各压裂段压裂施工结束后，在压后返排和生产过程中，按照设计的取样制度以及取样要求进行目标井取样作业并填写好取样记录；其中，取样规程为：
(1)水样：
返排过程中采用放喷取样：在放喷池放喷口直接取水样；
生产过程中采用计量分离器取样：在计量分离器液体出口取水样；
(2)气样：
A、连接气体取样管路：将装有固体吸附剂的取样容器的气体入口与计量分离器气体出口连接，将装有固体吸附剂的取样容器的气体出口与硫化氢吸收池的气体入口连接，硫化氢吸收池出口连接自带三相分离器；
其中，固体吸附剂设置于取样容器的气体入口和气体出之间；
其中，装有固体吸附剂的取样容器的气体出口与硫化氢吸收池的气体入口之间的连接管路上设置有减压阀；
B、进行气体取样：
打开减压阀、打开计量分离器气体出口开关，气体通入装有固体吸附剂的取样容器气体通过固体吸附剂并排出取样容器(该过程中，气体冲刷固体吸附剂使得气体中的气相示踪剂吸附在固体吸附剂中)，气体通入特定时间1h后关闭计量分离器气体出口开关并将取样容器密封，完成取样；
其中，所述固体吸附剂能够吸附气体中的气相示踪剂；
其中，计量分离器气体出口开关的开度能够满足流入取样容器的气流刚好能把取样容器中固体吸附剂吹起即可。
六、数据整理与解释
1、对施工阶段以及取样作业阶段的记录进行整理。
2、对目标井取样作业获取的各样品进行检测，确定各样品中所含痕量示踪剂的型号及含量；具体而言：
化验每一瓶样品的各种示踪剂含量；
绘制每一种示踪剂随时间的浓度变化曲线；
绘制所有示踪剂随时间的变化曲线；
其中，确定水相示踪剂的型号及含量时可以采用电感耦合等离子体质谱仪(如图5A)进行；
其中，确定气相示踪剂的型号及含量时可以采用气相色谱仪(如图5B)进行。
3、资料解释
基于施工阶段以及取样作业阶段的记录、所有示踪剂随时间的变化曲线、目标井压后返排和生产过程中的产出数据(即目标井投产施工曲线，包括施工曲线图和数据表)以及目标井的地质数据，进行解释；
其中，所述目标井的地质数据包括：
a.本区块地质开发资料；
b.目标井基本钻井数据和测井数据；
c.目标井的解释成果表；
d.投产地质设计和投产工艺设计。
其中，解释成果包括：
①各压裂段的返排曲线；
②各压裂段返排趋势分析与评价；
③各压裂段产气、液贡献率评价；
④目标井产出剖面图；结果如图4A、图4B、图4C所示
⑤各压裂段产能与改造参数和物性参数对比评价。
Claims (10)
1.一种利用痕量示踪剂监测油气井压裂产出剖面的方法，其包括以下步骤：
(1)确定目标井各压裂段所用的痕量示踪剂的种类及型号；
其中，目标井各压裂段所用的痕量示踪剂的种类包括：油相示踪剂和/或气相示踪剂，和，水相示踪剂；
(2)确定目标井各压裂段所用痕量示踪剂的设计用量、泵注时机和泵注速度；
其中，目标井各压裂段所用痕量示踪剂的泵注时机为：
水相示踪剂在该压裂段压裂过程的前置液阶段和携砂液阶段注入；
当该压裂段压裂过程中携砂液阶段不进行裂缝延伸时，油相示踪剂和气相示踪剂在该压裂段压裂过程中前置液阶段注入；
当该压裂段压裂过程中携砂液阶段进行裂缝延伸时，油相示踪剂和气相示踪剂在该压裂段压裂过程中携砂液阶段注入；
(3)目标井各压裂段压裂施工时，根据确定的痕量示踪剂的种类及型号、设计用量、泵注时机和泵注速度完成痕量示踪剂的注入作业；
(4)在目标井完成各压裂段压裂施工后，在压后返排和生产过程中，按照设计的取样制度进行目标井取样作业；
(5)对目标井取样作业获取的各样品进行检测；确定各样品中所含痕量示踪剂的型号及含量；
(6)根据各样品中所含痕量示踪剂的型号及含量，以及压后返排和生产过程中的产出数据，确定目标井各压裂段的产出剖面。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤(2)中，确定目标井各压裂段所用痕量示踪剂的泵注时机时，当目标井某压裂段在压裂过程中进行暂堵压裂时，目标井该压裂段所用痕量示踪剂的泵注时机为：
水相示踪剂在该压裂段压裂过程的各个前置液阶段和各个携砂液阶段分别注入；
当该压裂段压裂过程中携砂液阶段不进行裂缝延伸时，油相示踪剂和气相示踪剂在该压裂段压裂过程中各前置液阶段分别注入；
当该压裂段压裂过程中携砂液阶段进行裂缝延伸时，油相示踪剂和气相示踪剂在该压裂段压裂过程中各携砂液阶段分别注入。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，
步骤(2)中，水相示踪剂在前置液阶段和携砂液阶段注入选用水相示踪剂在前置液阶段全程和携砂液阶段全程进行注入；
步骤(2)中，油相示踪剂和气相示踪剂在前置液阶段注入选用油相示踪剂和气相示踪剂在前置液阶段全程进行注入；
步骤(2)中，油相示踪剂和气相示踪剂在携砂液阶段注入选用油相示踪剂和气相示踪剂在携砂液阶段中连续加砂时开始注入至注完2/3携砂液量时停止注入。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤(2)中，确定目标井各压裂段所用痕量示踪剂的设计用量过程中，根据目标井该压裂段地层的非均质性表征参数和压裂液设计用量以及水相示踪剂浓度检测仪器的最低检测限确定水相示踪剂的设计用量；
优选地，水相示踪剂的设计用量按照如下式(1)计算得到：
A1＝α·μ1·MDL1·Vp·ε1 式(1)
式(1)中，A1为水相示踪剂的设计用量，单位kg；α为渗透率变异系数，单位无量纲；μ1为保障系数，单位无量纲；MDL1为水相示踪剂浓度检测仪器的最低检测限，单位g/mL；Vp为目标井该压裂段的前置液设计用量和携砂液设计用量的总和，单位m3；ε1为单位转换系数；
更优选地，μ1取值2-5。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤(2)中，确定目标井各压裂段所用痕量示踪剂的设计用量过程中，根据目标井该压裂段地层的非均质性表征参数和预测日产气量以及监测时间、气相示踪剂浓度检测仪器的最低检测限确定气相示踪剂的设计用量；
优选地，气相示踪剂的设计用量按照如下式(2)计算得到：
A2＝α·μ2·MDL2·Qq·T·ε2 式(2)
式(2)中，A2为气相示踪剂的设计用量，单位L；α为渗透率变异系数，单位无量纲；μ2为保障系数，单位无量纲；MDL2为气相示踪剂浓度检测仪器的最低检测限，单位无量纲；Qq为目标井该压裂段的预测日产气量，单位m3/d；T为监测时间，单位d；ε3为单位转换系数；
更优选地，μ2取值2-5。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤(2)中，确定目标井各压裂段所用痕量示踪剂的设计用量过程中，根据目标井该压裂段地层的非均质性表征参数和预测日产油量以及监测时间、油相示踪剂浓度检测仪器的最低检测限确定油相示踪剂的设计用量；
优选地，油相示踪剂的设计用量按照如下式(3)计算得到：
A3＝α·μ3·MDL3·Qq·T·ε3 式(3)
式(3)中，A3为油相示踪剂的设计用量，单位kg；α为渗透率变异系数，单位无量纲；μ2为保障系数，无量纲；MDL3为油相示踪剂浓度检测仪器的最低检测限，单位无量纲；Qq为目标井该压裂段的预测日产油量，单位t/d；T为监测时间，单位d；ε3为单位转换系数；
更优选地，μ3取值2-5。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，取样作业中，气体取样采用如下方式进行：
将气体通入装有固体吸附剂的取样容器使气体通过固体吸附剂并排出取样容器，气体通入特定时间后停止进行气体通入并将取样容器密封，完成取样；其中，所述固体吸附剂能够吸附气体中的气相示踪剂；
优选地，所述气体通入特定时间为1h-2h。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，该方法进一步包括：
在目标井完成各压裂段压裂施工后，在压后返排和生产过程中，按照设计的取样制度进行目标井临井取样作业；对目标井临井取样作业获取的各样品进行检测，确定各样品中所含痕量示踪剂的型号及含量，从而判断目标井与临井间的井间沟通情况。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，
确定各样品中所含痕量示踪剂的型号及含量过程中，确定油相示踪剂的型号及含量时可以采用电感耦合等离子体质谱仪进行；
确定各样品中所含痕量示踪剂的型号及含量过程中，确定水相示踪剂的型号及含量时可以采用电感耦合等离子体质谱仪进行。
10.根据权利要求1所述的方法，其中，
确定的痕量示踪剂为具有超低的表界面张力特性的纳米级微粒痕量示踪剂；其中，所述超低的表界面张力特性指痕量示踪剂在目标井压裂用压裂液破胶液中和地层水中具有小于2×10-2mN/m的超低界面张力；
痕量示踪剂在注入前进行超声波震荡。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210196346.8A CN114562256A (zh) | 2022-03-01 | 2022-03-01 | 一种利用痕量示踪剂监测油气井压裂产出剖面的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210196346.8A CN114562256A (zh) | 2022-03-01 | 2022-03-01 | 一种利用痕量示踪剂监测油气井压裂产出剖面的方法 |
Publications (1)
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| CN114562256A true CN114562256A (zh) | 2022-05-31 |
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|---|---|
| CN (1) | CN114562256A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116044366A (zh) * | 2022-12-28 | 2023-05-02 | 捷贝通石油技术集团股份有限公司 | 油气储层射孔、压裂及生产阶段长效示踪实时监测方法 |
-
2022
- 2022-03-01 CN CN202210196346.8A patent/CN114562256A/zh active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116044366A (zh) * | 2022-12-28 | 2023-05-02 | 捷贝通石油技术集团股份有限公司 | 油气储层射孔、压裂及生产阶段长效示踪实时监测方法 |
| CN116044366B (zh) * | 2022-12-28 | 2023-09-22 | 捷贝通石油技术集团股份有限公司 | 油气储层射孔、压裂及生产阶段长效示踪实时监测方法 |
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