监测非常规烃勘探和开采位点的方法技术

本发明专利技术涉及监测非常规烃勘探和开采位点的方法。本发明专利技术的目的是提供一种监测非常规烃(HC)回收位点以对勘探和开采区域(Zhc)之上的区域(Zsur)中存在的烃类进行定量的方法。本发明专利技术的方法是基于一种模型的调整，该模型使用对在底土样品的流体相中含有的稀有气体和可能需要用于压裂的注射的气体的原位地球化学分析描述了气体浓度随时间的变化。通过稀有气体分析，本发明专利技术的方法可用于预见在勘探/开发位点之上的烃泄漏。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术设及回收非常规姪的领域，并且更具体地设及监测非常规姪勘探和开采位 点的领域。
技术介绍
非常规（液体或气体）姪类是除了常规钻探手段W外需要增产措施来提取的资 源，该与除了水和/或气体注射W外不需要特定处理来增加油回收产量的常规姪类提取相 反（增强的油回收EOR)。非常规姪类因此属于不同类型的资源，其中： -页岩油是一种由于深埋而陷在母岩中的油， -致密油是一种已经从母岩中移出，但位于渗透性非常低的油藏中的油， -致密气是与前述的油相似在低渗透性气藏中累积的气体。其通常是在页岩气和 常规气之间的中间层中的甲烧， -在富含吸附的甲烧的煤层中发现的煤层气（CBM)，在采矿业中称为沼气。当岩石 中的天然裂缝能释放足量的甲烧W产生显著的流速时，其通过简单的垂直孔产生。在相反 的情况中，需要通过水力压裂来刺激岩石， -煤矿瓦斯（CMM)是与前述气体性质相同的气体，其通过简单地向老的非水淹的 矿中累送来回收，尤其是在法国的北部-加来海峡采矿盆地的老煤层中，[000引-油页岩和油砂是在母岩内还没有停留足够长的时间W转化为姪类的有机物质。 它们的开采不需要水力压裂，但是需要非常消耗能量的热处理， -页岩气是在保持陷入地表下2000至3000米深度的沉积岩中的气体。其包含的 甲烧包含于不连通的微孔中并且其可能吸附于不可透性粘±颗粒上。因此，介质是母岩和 藏，但是该种不可透性阻止通过常规的钻探方式的提取。 特别困难的非常规姪类提取需要系统性使用组合的定向钻探和压裂技术，该是特 别高成本的。例如，非常规姪类（诸如来自母岩（页岩区块）的姪类）的开采：油页岩和页 岩气需要压裂周围的岩石W释放该些姪类。事实上，与保留在易于开采的可透性岩石中的 常规天然气不同，页岩气陷入由其包含的粘±而变得不透性的岩石的孔隙中。 对于上述所有的母岩姪类和非常规姪类，岩石发现于约2000至4000m的深度。该 些岩石经自然压裂或开裂，但是断裂或裂纹是封闭的，该使得液体不能循环并流过其中。压 裂的目的在于再次打开并延伸该种断裂/裂纹网络。一种可能的压裂方法由在压力下注射 液体组成。然而，在该种深度下，裂纹再次自然封闭，因此该种裂纹网络需要W-定的方式 维持，使其保持对气体和/或油开放W能够循环至产生的孔，从而能够在表面上提取。 该些是几种类型的压裂方法，诸如： -已经被放弃的核压裂（1967)，由原子弹在地表下爆炸组成，W产生能够开采到 该些姪类的断裂/裂纹网络， -水力压裂，一种使已天然存在的裂纹网络再打开的技术，W延伸该网络从而产生 更大的网络。向压裂水中添加的颗粒（支撑剂）和娃石（砂）微珠覆盖断裂/裂纹壁，从 而使产生的断裂/裂纹持续并且不自然封闭。也加入增稠剂、杀菌剂（旨在杀死可能存在 的细菌）和聚合物型产品，使得负载颗粒的流体更易于W大深度循环，从而能够减少在表 面上的能量消耗。也可使用来自食品加工行业的添加剂和可生物降解的产品。水力压裂需 要较大量的水：每孔10,000至20,000m3的水， -机械爆炸性压裂（炸药），或 -通过注射气体，如氣丙烷（不可燃丙烷）和温氮气的压裂。 在2000年代，当姪类价格由于常规油气生产停滞和全球能源消耗增长升至持续 高水平时，已经开始大规模非常规姪开采。该些价格，W及在提取技术的领域中的优势，使 得为用于产生大量的孔所需的大量投资提供资金，尤其是在美国。在美国已经产生了与该 种类型的姪类开采相关的600000个工作岗位。美国的煤炭价格已经下降了 30%至40%， 天然气的价格也在美国下降，但是该在世界上其他地方还未发生。此外，因为美国减少了进 口，油价受到影响。[001引经常提及关于该些非常规姪类的勘探和开采的风险在于压裂水（尤其是在水力 压裂后）可能与用于其他目的的水，如饮用水产生冲突。现在，特别可能将不适于饮用的水 用于水力压裂目的，如海水（虽然其产生硫酸盐、&S...之类的限制物，但是该些限制物易 于处理），或稍带咸味的水（盐水）。 另一个经常提及的重要风险在于通过天然底±饮用水的水力压裂的直接污染。然 而，由于实施该种水力压裂的深度（用W提醒，2000至4000m)，很难想到直接污染的风险。 在另一个方面，与孔一起存在的更大的风险在于其致密性。 因此，与页岩气提取相关的环境问题，尤其是由于姪类和注射的用于底±压裂的 流体的潜在泄漏对水储层的污染，尤其是在饮用水地下蓄水层内（即使其接近为零），W及 温室气体的排放，已经在一些国家中造成了强烈的公众质疑。 为了限制该些环境问题，在勘探期间，然后在开采期间和开采后（即，非常规姪类 提取）监测非常规姪回收位点对于该技术的开发是一项重要的挑战。 该种监测目的考虑将探漏气体注射到地下层中，其是完全化学惰性的。然而，考虑 到体积压缩，该种方法需要注射大量的特定气体，因而难W实施。 因此，本专利技术的目的设及监测非常规姪回收位点W对勘探和开采区域之上的区域 中存在的姪类进行定量的方法。本专利技术的方法是基于一种模型的调整，该模型使用对在底 ±样品的流体相中含有的稀有气体和可能需要用于压裂的注射的气体的原位地球化学分 析描述了气体浓度随时间的变化。通过稀有气体分析的方式，本专利技术的方法可用于预见在 勘探/开采位点之上的姪泄漏。
技术实现思路
本专利技术设及监测地下层的方法，其中回收非常规姪类，在所述地下层中存在至少 一种稀有气体。对于该方法，进行W下阶段： a)选择所述稀有气体的扩散模型和待回收的姪的扩散模型，各模型描述了浓度随 时间、深度和扩散系数的变化， b)在回收所述姪之前，从位于所述地下层之上的称作底±监测区域的区域中存在 的流体中取至少第一样品，并且测量所述第一样品中至少一种稀有气体的组成，c)在回收所述姪期间和/或之后，从所述监测区域中存在的流体中取至少第二样 品，并且测量所述第二样品中所述稀有气体的浓度，[002引d)在不同的时间重复阶段C)， e)当所述稀有气体的所述浓度增加时，调节稀有气体扩散模型的所述有效扩散系 数，使得稀有气体扩散模型与所述测量一致，并且推导所述扩散系数和所述经调节的扩散 系数之间的比率，并且 f)对所述待回收的姪的扩散模型应用所述比率，从而确定在时间t时所述监测区 域中存在的所述待回收的姪的量。 根据本专利技术，所述监测区域是地下蓄水层。 优选地，通过所述监测区域中存在的待回收的姪的所述确定的量测定所述待回收 的姪从地下层的泄漏。 优选地，通过压裂所述地下层来回收所述非常规姪类。 优选地，通过注射气体，诸如氣丙烷或氮气来进行所述压裂。 优选地，通过所述注射的气体的扩散模型测定在时间t时所述监测区域中存在的 所述注射的气体的量，对该气体应用所述扩散系数和所述经调节的扩散系数之间的所述比 率。 根据本专利技术的一个方面，所述注射的气体包含至少一种稀当前第1页1 2 3 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种监测地下层的方法，其中所述地下层中可回收非常规烃类，在所述地下层中存在至少一种稀有气体，其特征在于进行以下阶段：a)选择所述稀有气体的扩散模型和待回收的烃的扩散模型，各模型描述了浓度随时间、深度和扩散系数的变化，b)在回收所述烃之前，从位于所述地下层之上的称作底土监测区域的区域中存在的流体中取至少第一样品，并且测量所述第一样品中至少一种稀有气体的组成，c)在所述烃回收期间和/或之后，从所述监测区域中存在的流体中取至少第二样品，并且测量所述第二样品中所述稀有气体的浓度，d)在不同的时间重复阶段c)，e)当所述稀有气体的所述浓度增加时，调节所述稀有气体扩散模型的有效扩散系数，使得所述稀有气体扩散模型与所述测量结果一致，并且推导所述扩散系数和所述经调节的扩散系数之间的比率，并且f)对所述待回收的烃的扩散模型应用所述比率，从而确定在时间t时所述监测区域中存在的所述待回收的烃的量。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：B·加西亚，
申请(专利权)人：IFP新能源公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR