CN115419398A - 一种荧光测定产液剖面的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种荧光测定产液剖面的方法，步骤如下：S1、水平井分段射孔压裂时，在压裂液尾端剩余约30％液量时加入荧光示踪剂，泵入目标射孔段，对目标射孔段下入段塞坐封；S2、按照步骤S1的方法对其他设计射孔段开展压裂射孔施工，每个射孔段选用不同的荧光示踪剂；所述荧光示踪剂采用水溶性的具有荧光特征的系列杂环耦合分子；S3、完成分段射孔后，钻开或溶解下入桥塞，在水平井口获取返排液；测定不同时间点返排液荧光强度曲线；S4、根据特征峰位置，确定各荧光示踪剂荧光强度；S5、根据荧光强度‑返排贡献公式确定各段产液贡献。本发明的方法可以有效缩短产液剖面测井时间，还具有操作简单、环境友好、检出限低、花销低廉等优点。

Description

一种荧光测定产液剖面的方法

技术领域

本发明涉及油气开发增产改造技术领域，尤其是一种荧光测定产液剖面的方法。

背景技术

产液剖面测井是生产测井的一项重要内容，主要用于监测油井投产后，各产层的产出状况、含水高低、是否需要进行措施改造以及各类油层开发效果，从而为油田实施卡堵水、调整注采方案等方面提供可靠的依据。国内已建立较为全面的产液剖面测井技术体系，共分为两大类，一类是机械办法，一类是示踪剂技术。示踪剂技术对水平井改造后各段的产量贡献评价优势明显，是目前产液剖面测井技术研究的热点。

专利CN110965989A公开了一种数据信息化示踪剂测定地质参数的方法，通过获取地层中分子结构的图形信息数据与模拟地层条件下示踪剂分子结构的图形信息数据差值，利用上述差值与原油中图形中示踪剂结构图形部分的信息数据进行对比分析，得出相关地层中示踪剂经过液体中的含油量的百分比。这种方法操作较为繁琐，耗时较长，对设备仪器的要求较高，在现场应用中缺乏效率。

专利CN110735632AG公开了一种基于示踪剂的多级水力压裂后的生产测井的方法，以聚合物微球形式生产荧光标记物，将该组合物放置在储层岩石内产生的裂缝中，在地面取样含有标记物的生产的流体，通过流式细胞荧光测定法确定井液样品中标记物的代码和浓度，基于这些计算的结果，计算相应压裂层段的流入量。流式细胞荧光测定法测定往往需要6-8个小时，耗时较长，在油田现场应用效率较低。

发明内容

为了提高水平井压裂射孔作业后产液剖面测试的效率，本发明提供一种荧光测定产液剖面的新方法。该方法面向水平井多段分簇压裂射孔作业难题，能够快速准确获取各压裂段产液贡献。

本发明提供的荧光测定产液剖面的方法，步骤如下：

S1、水平井分段射孔压裂时，在压裂液尾端剩余约30％液量时加入荧光示踪剂，泵入目标射孔段，对目标射孔段下入段塞坐封。

S2、按照步骤S1的方法对其他设计射孔段开展压裂射孔施工，每个射孔段选用不同的荧光示踪剂。所述荧光示踪剂采用水溶性的具有荧光特征的系列杂环耦合分子。所述荧光示踪剂在大于200纳米且小于800纳米之间的波长处被激发。

每个射孔段选用不同的荧光示踪剂，示踪剂的分子结构如式(1)或式(2)所示：

式中，R₁、R₂均选自C₈H₁₆NMe₃Br、C₁₂H₂₄NMe₃Br、C₁₆H₃₂NMe₃Br、C₁₈H₃₆NMe₃Br中的一种。

所述荧光示踪剂的荧光发射峰大于200纳米且小于800纳米。

S3、完成分段射孔后，钻开或溶解下入桥塞，在水平井口获取返排液；至少采集三个不同时间点的返排液，测定不同时间点返排液荧光强度曲线。

测定返排液荧光强度曲线的方法：使用高速离心机分离返排液，得到水相溶液；然后检测水相溶液荧光强度峰值位置和数值。

S4、综合不同时间点返排液荧光强度曲线，根据特征峰位置，确定各荧光示踪剂荧光强度；

S5、根据荧光强度-返排贡献公式确定各段产液贡献。

所述荧光强度-返排贡献公式如下：

第i段返排对应荧光示踪剂荧光量F_i

F_i＝c_iQ (1)

第i段压裂射孔返排量q_i

第i段压裂射孔产液贡献η_i

时间、温度影响修正：

其中，F_i—第i段对应荧光示踪剂荧光量，kg；

c_i—返排液中第i段对应荧光示踪剂的浓度，mg/L；

F_i0—第i段射孔作业时注入荧光示踪剂荧光量，kg；

q_i—第i段压裂射孔返排量，m³；

q_i0—第i段压裂射孔尾端30％液量，m³；

η_i—第i段压裂射孔贡献率；

Q—压裂射孔作业总返排量，m³；

σ₁—压裂施工时间对荧光示踪剂荧光强度的影响；

σ₂—目标层温度对荧光示踪剂荧光强度的影响；

f_i—第i段对应荧光示踪剂标准情况下的荧光强度，a.u；

f′_i—第i段对应荧光示踪剂地层条件下的荧光强度，a.u。

本发明方法的工作原理如下：

压裂射孔工作中，为提高油井产量，增大地层动用体积，常采取多段分簇压裂射孔技术。然而各压裂射孔段的产液贡献及压裂效果评价尚为业界难题。本发明在压裂液尾端剩余约30％液量时，将特定的水溶性荧光示踪剂混入压裂液并注入对应各压裂射孔段内，使得含有特定荧光示踪剂的压裂液充盈对应压裂射孔层段。完成多段分簇压裂射孔后，钻开桥塞，测定返排液荧光强度曲线；利用特征峰位置，确定各荧光示踪剂荧光强度；与荧光强度分析标准曲线对比比较，确定荧光示踪剂荧光强度衰减比例；根据给出的荧光强度-返排贡献公式确定各段产液贡献。该方法可以较好地反映长水平井多段压裂中每一段的产量贡献，快速准确地显示地层压裂效果，反映各压裂段产液情况，有效指导油气增产改造工作。

与现有技术相比，本发明的有益之处在于：

本发明的荧光测定产液剖面的方法所使用的荧光示踪剂种类多，可以完全满足多段分簇压裂射孔施工要求，而且示踪剂是无毒无害、环境友好型的材料，对油层及地下水环境无污染，无影响。本发明可以帮助油田现场在完成压裂射孔作业后的短时间内获取各段产液贡献，无需额外下入井下测井工具。相较于已有技术，本发明所使用的设备仪器操作简单，测试准确，测试速度快，可以有效提高油田现场作业效率。

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为本发明的荧光测定产液剖面的方法的流程示意图。

图2为一个实施例中使用的四种荧光示踪剂的发射光谱图。

图3为一个实施例中使用的四种荧光示踪剂荧光强度的标准曲线。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1-3所示，本发明提供的荧光测定产液剖面的方法，包括以下步骤：

S1、水平井分段射孔压裂设计时，对各段进行编号，每段使用一种荧光示踪剂；本实施例中，对四个射孔段依次编号为1、2、3、4，选取使用特征峰分别为377nm、386nm、519nm、598nm四种荧光示踪剂，并依次命名为fluorescenttracer1、fluorescenttracer2、fluorescent tracer3、fluorescenttracer4。四种荧光示踪剂分子结构式如下：

S2、水平井分段射孔压裂时，在压裂液尾端剩余约30％液量时加入荧光示踪剂，泵入目标射孔段；对目标射孔段下入段塞坐封。

S3、再对其他设计射孔段开展压裂射孔施工，依次泵入对应的荧光示踪剂，并下入段塞坐封。

S4、完成分段射孔后，钻开或溶解下入桥塞，在水平井口获取返排液；根据现场工程要求至少采集三个不同时间点的返排液。

S5、测定不同时间点返排液荧光强度曲线。

S6、综合不同时间点返排液荧光强度曲线，利用特征峰位置，确定各荧光示踪剂荧光强度。

S7、根据给出的荧光强度-返排贡献公式确定各段产液贡献。

在本实施例中，第一个被钻开或溶解的桥塞对应的射孔段使用的是fluorescenttracer 1(特征峰为377nm)，读取返排液曲线上377nm处的荧光强度f′₁。根据公式(4)，确定f₁。根据图3得到该压裂射孔段对应荧光示踪剂在返排液中的浓度c₁。利用荧光强度-返排贡献公式(1)、(2)，计算得到第一段压裂射孔产液量q₁。

第二个被钻开或溶解的桥塞对应的射孔段使用的是fluorescent tracer 2(特征峰为386nm)，读取返排液曲线上386nm处的荧光强度f′₂。根据公式(4)，确定δ，根据图3得到该压裂射孔段对应荧光示踪剂在返排液中的浓度c₂。利用荧光强度-返排贡献公式(1)、(2)，计算得到第二段压裂射孔产液量q₂。

如此反复，即可得到各段的压裂射孔产液量q_i，各段的压裂射孔产液贡献通过公式(3)计算。根据各压裂射孔段的产液贡献，可以快速有效地评估射孔作业效果，为后续施工提供帮助。

本实施例中四种荧光示踪剂随温度和时间变化的修正关系式：

fluorescent tracer 1：

时间修正式

温度修正式σ₂＝-1×10^-4T²+0.0105T+0.8002

fluorescent tracer 2：

时间修正式

温度修正式σ₂＝1×10^-5T²-0.0018T+1.0365

fluorescent tracer 3：

时间修正式

温度修正式σ₂＝5×10^-6T²-0.0005T+1.0101

fluorescent tracer4：

时间修正式

温度修正式σ₂＝9×10^-6T²+0.0004T+0.9848

式中，t表示荧光示踪剂泵入地层的时间，单位为h；T是地层温度，单位为℃。

总之，本发明的方法以荧光示踪剂作为石油示踪剂可以极大地减小现有常见油田示踪剂对油田环境的破坏。与常见的有机或者无机油田示踪剂相比，荧光物质性能更加稳定，制备成本更加低廉，制备工艺更加简单，由于荧光示踪剂基本无毒，残留在油田中也不会对油田环境造成破坏。此外，荧光示踪剂的荧光强度较高，特征峰明显，易于检测和识别。荧光示踪剂在压裂液中的加量少，操作步骤简单，可以极大地降低产液剖面测试的经济费用和人工成本。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (6)

1.一种荧光测定产液剖面的方法，其特征在于，步骤如下：

S1、水平井分段射孔压裂时，在压裂液尾端剩余约30％液量时加入荧光示踪剂，泵入目标射孔段，对目标射孔段下入段塞坐封；

S2、按照步骤S1的方法对其他设计射孔段开展压裂射孔施工，每个射孔段选用不同的荧光示踪剂；所述荧光示踪剂采用水溶性的具有荧光特征的系列杂环耦合分子；所述荧光示踪剂在大于200纳米且小于800纳米之间的波长处被激发；

S3、完成分段射孔后，钻开或溶解下入桥塞，在水平井口获取返排液；测定不同时间点返排液荧光强度曲线；

S4、综合不同时间点返排液荧光强度曲线，根据特征峰位置，确定各荧光示踪剂荧光强度；

S5、根据荧光强度-返排贡献公式确定各段产液贡献。

2.如权利要求1所述的荧光测定产液剖面的方法，其特征在于，每个射孔段使用的荧光示踪剂均选自以下结构式化合物中的一种：

式中，R₁、R₂均选自C₈H₁₆NMe₃Br、C₁₂H₂₄NMe₃Br、C₁₆H₃₂NMe₃Br、C₁₈H₃₆NMe₃Br中的一种。

3.如权利要求2所述的荧光测定产液剖面的方法，其特征在于，所述荧光示踪剂的荧光发射峰大于200纳米且小于800纳米。

4.如权利要求2所述的荧光测定产液剖面的方法，其特征在于，所述荧光强度-返排贡献公式如下：

第i段返排对应荧光示踪剂荧光量F_i

F_i＝c_iQ (1)

第i段压裂射孔返排量q_i

第i段压裂射孔产液贡献η_i

时间、温度影响修正：

其中，F_i—第i段对应荧光示踪剂荧光量，kg；

c_i—返排液中第i段对应荧光示踪剂的浓度，mg/L；

F_i0—第i段射孔作业时注入荧光示踪剂荧光量，kg；

q_i—第i段压裂射孔返排量，m³；

q_i0—第i段压裂射孔尾端30％液量，m³；

η_i—第i段压裂射孔贡献率；

Q—压裂射孔作业总返排量，m³；

σ₁—压裂施工时间对荧光示踪剂荧光强度的影响；

σ₂—目标层温度对荧光示踪剂荧光强度的影响；

f_i—第i段对应荧光示踪剂标准情况下的荧光强度，a.u；

f′_i—第i段对应荧光示踪剂地层条件下的荧光强度，a.u。

5.如权利要求1所述的荧光测定产液剖面的方法，其特征在于，步骤S3中，至少采集三个不同时间点的返排液，测定返排液荧光强度曲线。

6.如权利要求1所述的荧光测定产液剖面的方法，其特征在于，测定返排液荧光强度曲线的方法：使用高速离心机分离返排液，得到水相溶液；然后检测水相溶液荧光强度峰值位置和数值。

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