一种多级压裂用油溶性微量元素示踪剂及其应用制造技术

本发明专利技术提供一种多段压裂用油溶性微量元素示踪剂，包括质量分数为1％～10％的微量金属元素的有机盐，质量分数为2％～5％的分散剂，质量分数为5～50ppm的消泡剂，余量为稀释剂。本发明专利技术的多段压裂用油溶性微量元素示踪剂，具有种类多、制备简单、用量少、成本低、油溶性好、扩散快、化学性质稳定、与地层环境配伍性好、检测精度高、安全环保，与常用的水溶性微量元素示踪剂可同时在压裂液中使用，彼此互不干扰，可用于多段压裂后各层段原油产量和产出速度的连续监测。

【技术实现步骤摘要】
一种多级压裂用油溶性微量元素示踪剂及其应用
本专利技术属于石油工业油气井增产
，涉及一种多级压裂用油溶性微量元素示踪剂及其应用。技术背景随着我国低渗油气藏的大规模开发，压裂增产技术获得了长足的发展。虽然与国外压裂技术先进水平存在一定差距，但是近些年国内的大规模水平井多级分段压裂得到了持续的发展。为了最大限度的发挥压裂技术在油气田增产方面的作用，油藏、地质、压裂材料和工艺、压裂效果评估和产量监测技术必须有机的结合。其中，利用示踪监测技术分析和评价压裂效果和油气产能对于后期的压裂设计和进一步开发优化具有重要的指导意义。目前，油溶性示踪剂种类较少，随着当前压裂技术的发展，动辄二十段至四十段以上的大规模压裂工程越来越多。为了准确监测不同压裂段的压裂效果和油气产能，这就要求不同压裂段最好使用不同的示踪剂。因此，对示踪剂的种类、用量、成本等的要求越来越高。常用的油溶性示踪剂种类主要有两类，一类是卤代烃系列，如二氟二氯甲烷、三溴乙烯、二溴甲苯、对氟苯甲酸乙酯等等，其主要通过卤族元素取代基的种类、数量以及其在烃类分子中化学环境的不同来进行区分不同种类，可以通过气质联用或液相色谱等手段进行检测，由于其一般用量比较大，所以对原油的后期炼化存在一定影响；另一类为放射性同位素示踪剂系列，如氚化庚烷，虽然其一般用量少，检测精度高，但因其具有放射性，对施工人员以及环境有害，在使用上受到了极大的限制。中国专利文献CN111005714A(CN201911187211.X)公开了一种利用示踪剂监测油井产量的方法，提出使用配制得油溶性示踪剂和水溶性示踪剂注入井内，在取样周期内收集油水混合液样品，然后通过分别测定油样和水样中示踪剂浓度计算单口油井的油和水产量。所使用的水溶性示踪剂为卤代苯甲酸钠，所使用的油溶性示踪剂为卤代苯或卤代甲苯。虽然该类示踪剂准确性、稳定性好，但该类物质一般对人体和环境有害，不安全环保，并且种类少、用量大，不利于在大规模多段压裂中推广使用。中国专利文献CN105849366A(CN201480072227.5)公开了一种用于水力破裂和用于示踪石油生产的方法和组合物，提出了一种运载油溶性示踪剂的复合材料，可以示踪不同压裂段的原油或其他液体烃材料的生产，克服了传统水溶性示踪剂仅能示踪压裂返排液的不足。复合材料中所使用的油溶性示踪剂为卤代苯甲酸酯、卤代苯甲醛或卤代苯甲酸，成本高，用量大，且需要配合固体载体材料使用，工艺复杂，极大地限制了其实际应用。中国专利文献CN103615237A(201310642400.8)公开一种微量元素井间示踪剂及其应用，涉及油田注水微量示踪剂及该示踪剂在油藏动态监测中的使用方法。利用在地层及其所含流体中没有或含有极微的微量元素作为示踪剂，采用高分子亲水性络合物与稀土元素进行络合配制示踪剂，从注入井注入，然后按一定的取样规定在周围产出井取样，监测其产出情况，对样品进行分析，得出示踪产出曲线。但是该专利中所使用的微量元素示踪剂均为水溶性盐类，在原油中无法溶解，因此不能用作油溶性示踪剂。目前，尚未见到将有机金属元素化合物作为油溶性示踪剂的相关报道。且有机金属元素化合物中金属元素的种类对于示踪剂的性能的影响也未见报道。
技术实现思路
针对现有示踪监测技术中油溶性示踪剂种类少，用量大，成本高，不安全环保，难以在大规模多段压裂技术中推广使用的不足，本专利技术提供一种油溶性微量元素示踪剂及其在监测压裂后油井产量方面的应用，旨在克服传统油溶性示踪剂种类有限、用量大、成本高，现场使用不安全等问题。使用油溶性微量元素化合物和非极性油剂复合，可以有效降低油溶性微量元素化合物的用量，降低成本，维持其在原油中溶解扩散好的效果的稳定性，充分发挥检测精度高的优势，使得其微量元素分析精度可以达到10-12。为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种多段压裂用油溶性微量元素示踪剂，其特征在于，包括质量分数为1％～10％的微量金属元素的有机盐，质量分数为2％～5％的分散剂，质量分数为5～50ppm的消泡剂，余量为稀释剂。所述有机金属盐中碳原子数为5～18个，包括硬脂酸盐、月硅酸盐、己酸盐、辛酸盐、异辛酸盐、十四酸盐-十八酸盐、肉豆蔻酸盐、环烷酸盐、棕榈酸盐中的一种或多种。有机金属盐常被作为重要的添加剂用于生物医药、食品、日化、化工等各个领域，将其直接用作示踪剂存在粘度大、浓度高、溶解性慢、稳定性差等问题，不利于后期的有效监测。本专利技术通过将上述有机金属盐、溶剂、分散剂、消泡剂在特定的组成、配比之下解决了上述存在的问题，首次将有机金属元素应用于示踪剂中，克服了传统油溶性化学示踪剂必须通过气质联用或液相色谱使其检测和分析过程比较复杂的问题。所述十四酸盐-十八酸盐为碳原子数为13～18的烷基羧酸盐。有机金属盐中的碳原子数小于5个，在油中溶解性不佳。大于18个碳原子的有机金属盐常温下多为固态，不利于现场的混配和使用。优选的，所述有机盐为硬脂酸盐类、环烷酸盐类和异辛酸盐类中的一种或多种。进一步优选为环烷酸盐和异辛酸盐。所述有机盐中的微量金属元素为钼、钡、锑、铋、钨、镉、钴、铬、铯、铜、镓、铟、锂、锰、镍、铅、锆、钪、铜、铁、锶、钒、锌、镧、铈、镨、钕、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钇中的一种或几种。本专利技术提到的38种微量元素的有机金属盐都能通过商业渠道获得。优选的，所述微量金属元素为：钪、钇、镧、铈、镨、钕、钐、铕、锆、镓、钼、铟、锑、镍、钴、锶、钆、铽中的一种或几种。优选的，所述稀释剂为非极性溶剂，包括汽油、煤油、柴油、重油、白油、环己烷中的一种或几种的组合。进一步优选的，所述稀释剂为煤油或者白油。优选的，示踪剂中有机盐的质量分数为5％。优选的，示踪剂中分散剂的质量分数为4％。所述分散剂为无灰分散剂，包括聚异丁烯丁二酰亚胺、聚异丁烯丁二酸酯、聚异丁烯、无灰磷酸酯中的一种或几种。分散剂对有机金属化合物具有良好的增溶与分散作用，提高其在地层原油中使用时的高温稳定性，避免微量金属元素油泥沉淀的产生。优选的，所述消泡剂为有机消泡剂，为二甲基硅油、氟烃基硅油、丙烯酸酯中的一种或几种。通过改变表面张力，减少所配制示踪剂在压裂液泵入地层裂缝过程的中所产生的泡沫，从而提高示踪剂分散的均匀性。本专利技术的多段压裂用油溶性微量元素示踪剂，包括38种微量元素示踪剂，在使用时分别注入到相应的压裂地层中，每种微量元素示踪剂的种类和用量可根据不同压裂段地层的油样中元素背景浓度以及地层具体情况而定。所述多段压裂用油溶性微量元素示踪剂的制备方法为：向非极性溶剂中缓慢加入微量金属元素有机盐、无灰分散剂、消泡剂，搅拌30min，即得油溶性微量元素示踪剂。本专利技术的多段压裂用油溶性微量元素示踪剂，不溶于水，可以在原油中均相溶解；在地层温度和压力下，化学性质稳定；对压裂液以及压裂段地层内的液体、固体和气体无影响，基本上保持化学惰性；在极低浓度(ppm)水平下也可以进行分析检测。可用于评估生产期间各压裂段原油的生产情况。本专利技术还提本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多段压裂用油溶性微量元素示踪剂，其特征在于，包括质量分数为1％～10％的有机金属盐，质量分数为2％～5％的分散剂，质量分数为5～50ppm的消泡剂，余量为稀释剂。/n

【技术特征摘要】
1.一种多段压裂用油溶性微量元素示踪剂，其特征在于，包括质量分数为1％～10％的有机金属盐，质量分数为2％～5％的分散剂，质量分数为5～50ppm的消泡剂，余量为稀释剂。


2.根据权利要求1所述的示踪剂，其特征在于，所述有机金属盐为炭原子数为5～18的有机金属盐，包括硬脂酸盐、月硅酸盐、己酸盐、辛酸盐、异辛酸盐、十四酸盐-十八酸盐、肉豆蔻酸盐、环烷酸盐、棕榈酸盐中的一种或多种。
优选的，所述有机盐为硬脂酸盐类、环烷酸盐类和异辛酸盐类中的一种或多种。进一步优选为环烷酸盐和异辛酸盐。


3.根据权利要求1所述的示踪剂，其特征在于，所述有机金属盐中的金属元素为钼、钡、锑、铋、钨、镉、钴、铬、铯、铜、镓、铟、锂、锰、镍、铅、锆、钪、铜、铁、锶、钒、锌、镧、铈、镨、钕、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钇中的一种或几种。
优选的，所述微量金属元素为：钪、钇、镧、铈、镨、钕、钐、铕、锆、镓、钼、铟、锑、镍、钴、锶、钆、铽中的一种或几种。


4.根据权利要求1所述的示踪剂，其特征在于，所述稀释剂为非极性溶剂，包括汽油、煤油、柴油、重油、白油、环己烷中的一种或几种的组合。
优选的，所述稀释剂为煤油或者白油。


5.根据权利要求1所述的示踪剂，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：王乐泉，高源，史胜龙，房堃，温庆志，张东晓，
申请(专利权)人：青岛大地新能源技术研究院，
类型：发明
国别省市：山东;37