多级压裂返排液的示踪监测方法技术

本发明专利技术提供一种多级压裂返排液的示踪监测方法。该方法包括以下步骤：在水平井多级压裂作业过程中，向每层段注入示踪剂；在压裂液返排过程中，定期检测压裂返排液中示踪剂的浓度，根据检测到的示踪剂浓度，计算每层段的压裂返排液中压裂液和地层水的量、绘制每层段的压裂返排液剖面，以分析各层段的压裂情况。本发明专利技术的监测方法能够定量监测每一层段的压裂情况，所判断的压裂情况直观准确，能够定量分析，且误差小，对同层段的压裂工作有重要的指导作用。在利用本发明专利技术的方法得到压裂情况后，能够针对不同地层的情况优化设计方案，使得压裂针对性更强，目的性更强，在实际生产中的意义重大。

Tracer Monitoring Method for Multistage Fracturing Return Fluid

The invention provides a tracer monitoring method for multistage fracturing backflow fluid. The method includes the following steps: injecting tracer into each interval during multi-stage fracturing operation in horizontal wells; periodically detecting the concentration of tracer in fracturing fluid flowback process; calculating the amount of fracturing fluid and formation water in each interval according to the detected concentration of tracer; drawing the fracturing fluid flowback profile in each interval to analyze each interval. Fracturing conditions. The monitoring method of the invention can quantitatively monitor the fracturing situation of each interval, the judged fracturing situation is intuitive and accurate, can quantitatively analyze, and has small error, and has an important guiding role for the fracturing work of the same interval. After obtaining the fracturing situation by using the method of the present invention, the optimal design scheme can be designed for different formation conditions, which makes the fracturing more pertinent and purposeful, and has great significance in practical production.

【技术实现步骤摘要】
多级压裂返排液的示踪监测方法
本专利技术涉及一种多级压裂返排液的示踪检测方法，属于油气井压裂

技术介绍
目前，随着水平井的大规模开发，多层多级压裂逐渐成为地层改造的首选工艺。但是，在层位选择的过程中，没有针对性，尤其针对探井而言，都是靠经验来选择分层。因此，对于压裂后的数据采集和分析压裂效果就显得尤为重要。现有技术中，可以通过微地震法、电位法等监测和分析压裂后裂缝发育情况，但这些方法都存在着工艺复杂、成本高等缺点，而且往往由于地层情况复杂、干扰因素多，很难对每层压裂情况进行准确的解释，对于每层压裂后返排液和生产情况这一世界级难题也无法监测。在以往的水平井分层段压裂中，通过压裂返排液仅能了解到压裂返排液量和返排液中是否含有原油及压裂液，而无法具体判断每一层段的压裂效果和出液情况。而化学方法在压裂效果监测方面的应用，由于监测精度低和使用局限性，而往往只能作为辅助手段。因此，研发出一种多级压裂返排液的监测方法，仍是本领域亟待解决的问题之一。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种多级压裂返排液的示踪监测方法。本专利技术的监测方法能够定量监测每一层段的压裂情况，包括压裂返排液的体积，压裂返排液中压裂液和地层水的量，分析每一层段裂缝的导流能力，绘制每层段的压裂返排液剖面等。为达上述目的，本专利技术提供一种多级压裂返排液的示踪监测方法，该方法包括以下步骤：在水平井多级压裂作业过程中，向每层段注入示踪剂；在压裂液返排过程中，定期检测压裂返排液中示踪剂的浓度，根据检测到的示踪剂浓度，计算每层段的压裂返排液中压裂液和地层水的量、绘制每层段的压裂返排液剖面，以分析各层段的压裂情况。在上述的方法中，优选地，向每层段注入的示踪剂为不同种类的示踪剂。在上述的方法中，优选地，所述示踪剂包括微量元素络合物；更优选地，所述微量元素包括衫、铱、镨、钆、铒、钬、镝、铥、钕、铯、镱、铈和铕中的一种或几种的组合。与单独使用示踪剂的方法不同，本专利技术的方法是在压裂液中加入示踪剂，对示踪剂的选择和加入方式都有更高的要求。压裂液对温度、pH值和矿化度等都有严格的要求，条件的改变会导致压裂液性能的降低，影响压裂效果；压裂施工是大型施工，对每个环节的要求都极为严格，不能任意改动，制度化的操作流程保证了施工效率但是缺乏灵活性。采用本专利技术所提供的示踪剂和加入方式，不会影响压裂液性能和不会改变施工方式。本专利技术的示踪剂对储层影响小，对原油和地层的吸附性差，对压裂液的稳定性好，而且具有易分析和检测的优点，能够保证示踪剂判别的准确性。在上述的方法中，优选地，注入示踪剂是采用计量泵和混砂车进行，示踪剂与压裂液一起注入。在上述的方法中，优选地，在一个层段中，注入的示踪剂的浓度为0.1-10ppm，以每层段注入的压裂液量计。在本专利技术中，示踪剂采用在混砂车中实时加入压裂液的方式，不提前混合。因为在压裂施工中，无论是提前配液还是现场配液，每口井的压裂液体系都是固定的，而示踪剂的加入会导致不同层段的压裂液出现差别，本专利技术选择单独的加入方式不会影响施工。将示踪剂提前配制成一定浓度的示踪剂水溶液，采用计量泵(或微计量泵)将示踪剂水溶液均匀加入到混砂车中，根据示踪剂的设计浓度，计算出示踪剂流量与压裂液流量的对应关系，示踪剂流量随混砂车吸入压裂液量同步调整，以保证入井压裂液中示踪剂的浓度均一，每层段加入不同种类的示踪剂，在压裂液入井前，实时加入对应层位的示踪剂，与压裂液混匀后注入井中。采用这种加入的方式优点在于保证示踪剂浓度均一的前提下，既能够根据现场的实际情况，调整实际用量，很好的应变突发状况，又能够防止管路容器中的液体残留造成层间污染影响检测效果。在本专利技术中，示踪剂水溶液的浓度可以由本领域技术人员进行常规的调节，只要能够适用于该注入井并满足压裂液与示踪剂的浓度关系即可。在上述的方法中，优选地，检测压裂返排液中示踪剂的浓度的周期为每1-3小时检测一次。检测的方法为对压裂返排液进行取样，然后对压裂返排液样品进行过滤、氧化、稀释和富集等预处理后使用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)检测示踪剂浓度。取样间隔越小，即检测周期越短，结果越精确。在上述方法中，过滤分为滤纸过滤和滤膜过滤，用于除掉不溶杂质；氧化处理用于除掉残留的低分子量聚合物；稀释，根据ICP-MS对样品的矿化度有要求进行稀释。在上述的方法中，优选地，通过以下公式I及公式II计算每层段的压裂返排液中压裂液和地层水的量：其中，V’——某时间段压裂返排液总量，单位为m3；Vx’——某时间段第x层段的压裂返排液中压裂液的量，单位为m3；V地’——某时间段第x层段的压裂返排液中地层水的量，单位为m3；nx——第x层段示踪剂的使用浓度，单位为ppb(十亿分之)；nx’——某时间段第x层段示踪剂的检测浓度，单位为ppb。在上述公式中，“某时间段”指的是定期检测压裂返排液中示踪剂的浓度的这一时间段。采用本专利技术提供的方法，通过连续监测能够得到每层段压裂返排液体积随时间变化的曲线，进而得到每层段的压裂返排液剖面(即，每层段的压裂返排液随时间的累计量与时间的曲线，也称为产液剖面)，从中可以分析出各层段压裂返排液结构的变化，对比各层段供液能力等。压裂返排液通常包括两部分，一部分(也是主要的)是来自压裂液破胶后的破胶液，另一部分是可能存在的地层水，这里的“压裂返排液剖面”主要体现第一种。通过各层段压裂返排液体积随时间变化的曲线，以及各层段的压裂返排液剖面，结合实际的返排情况，可以对压裂效果进行评价，分析是否有地层水产出及由哪一层段产出，以及分析产油层段。本专利技术提供的多级压裂返排液的示踪剂监测方法除可直接测定和计算各层段的压裂返排液量、每层段的压裂返排液中压裂液和地层水的比例等参数，还可以得到每层段的压裂返排液剖面。对被测的井生产及该区块其他井的压裂有重要的指导意义。本专利技术的方法所判断的压裂情况直观准确，能够定量分析，且误差小，对同层段的压裂工作有重要的指导作用。在利用本专利技术的方法得到压裂情况后，能够针对不同地层的情况优化设计方案，使得压裂针对性更强，目的性更强，在实际生产中的意义重大。附图说明图1为实施例1的各层段压裂返排液体积随时间变化曲线。图2为图1所示曲线中返排前期中的一段。图3为图1所示曲线中返排中期中的一段。图4为图1所示曲线中返排后期中的一段。图5为实施例1的各层段的压裂返排液剖面。图6为实施例1的某时间段各层段压裂返排液体积随时间变化曲线。具体实施方式为了对本专利技术的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本专利技术的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本专利技术的可实施范围的限定。实施例1本实施例提供一种多级压裂返排液的示踪剂监测方法。该方法所实施的对象为辽河油田某勘探井多级压裂，压裂分九级，采用本实施例的示踪剂监测方法对其压裂效果进行评价。本实施例的方法包括以下步骤：(1)配制示踪剂水溶液：根据压裂施工方案选择合适的示踪剂种类，设计示踪剂浓度和用量如表1所示；表1用50℃热水将示踪剂配制成质量浓度为5％的示踪剂水溶液，并充分搅拌均匀，共配制9种示踪剂水溶液；将完全溶解的示踪剂水溶液分别倒入9个1m3的液添罐中，定容；(2)将示踪剂注入各层段：在辽河油田某勘探井多级压裂施工中，使用微计量泵将液添罐中的第一种本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多级压裂返排液的示踪监测方法，该方法包括以下步骤：在水平井多级压裂作业过程中，向每层段注入示踪剂；在压裂液返排过程中，定期检测压裂返排液中示踪剂的浓度，根据检测到的示踪剂浓度，计算每层段的压裂返排液中压裂液和地层水的量、绘制每层段的压裂返排液剖面，以分析各层段的压裂情况。

【技术特征摘要】
1.一种多级压裂返排液的示踪监测方法，该方法包括以下步骤：在水平井多级压裂作业过程中，向每层段注入示踪剂；在压裂液返排过程中，定期检测压裂返排液中示踪剂的浓度，根据检测到的示踪剂浓度，计算每层段的压裂返排液中压裂液和地层水的量、绘制每层段的压裂返排液剖面，以分析各层段的压裂情况。2.根据权利要求1所述的示踪监测方法，其中，向每层段注入的示踪剂为不同种类的示踪剂。3.根据权利要求1所述的示踪监测方法，其中，所述示踪剂包括微量元素络合物。4.根据权利要求2所述的示踪监测方法，其中，所述示踪剂包括微量元素络合物。5.根据权利要求3所述的示踪监测方法，其中，所述微量元素包括衫、铱、镨、钆、铒、钬、镝、铥、钕、铯、镱、铈和铕中的一种或几种的组合。6.根据权利要求4所述的示踪监测方法，其中，所述微量元素包括衫、铱、镨、钆、铒、钬、镝、铥、钕、铯、镱、铈和铕...

【专利技术属性】
技术研发人员：张洪君，吴志俊，张子明，李超，刘畅，徐乐，苏建，李玉印，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11