一种二氧化碳压裂后地层埋存量监测方法技术

本发明专利技术涉及一种二氧化碳压裂后地层埋存量监测方法，选择气井开展二氧化碳压裂；焖井后进行压裂液返排；压裂液返排过程中对返排液进行气液分离；对分离出的气相进行组分检测、气体流量计量及温压数据监测，获得气体流量和气相二氧化碳所占气相体积比重，计算得到气相二氧化碳累计返排量；对分离出的液相进行液体流量计量、离子组分及浓度变化监测，获得液体流量和注入二氧化碳溶解所形成的HCO3‑1和CO3‑2离子浓度，得到返排液中溶解的二氧化碳累计返排量；气相二氧化碳累计返排量及返排液中溶解的二氧化碳累计返排量之和即二氧化碳压裂过程中注入二氧化碳的返排量。本发明专利技术有效解决了现场二氧化碳压裂后地层埋存量化表征问题。现场二氧化碳压裂后地层埋存量化表征问题。现场二氧化碳压裂后地层埋存量化表征问题。

【技术实现步骤摘要】
一种二氧化碳压裂后地层埋存量监测方法


[0001]本专利技术涉及一种二氧化碳压裂后地层埋存量监测方法。

技术介绍

[0002]二氧化碳压裂可以将二氧化碳埋存到储层内，但进入地层的二氧化碳并不会全部被 地层吸收，会有部分二氧化碳以返排液、采出气等各种形式从储层内经过一定时间后逸散重 新进入大气环境。关于二氧化碳压裂后在地层中的具体埋存量是个未知。目前，尚没有相关 方法对二氧化碳压裂后地层埋存量进行监测和计量。
[0003]
技术实现思路

[0004]本专利技术旨在针对上述问题，提出一种二氧化碳压裂后地层埋存量监测方法。
[0005]本专利技术的技术方案在于：一种二氧化碳压裂后地层埋存量监测方法，方法如下：选择一口气井；针对该气井的某一储层开展二氧化碳压裂；完成二氧化碳压裂后，焖井后开始进行压裂液返排，井口控制放喷；压裂液返排过程中对返 排液进行气液分离和实时监测；对分离出的气相进行组分检测、气体流量计量及温压数据监测，获得气体流量和气相二氧化 碳所占气相体积比重，进而计算得到气相二氧化碳累计返排量；对分离出的液相进行液体流量计量、离子组分及浓度变化监测，获得液体流量和注入二氧化 碳溶解所形成的HCO3‑1和CO3‑2离子浓度，进而计算得到返排液中溶解的二氧化碳累计返 排量；忽略地层原有的二氧化碳，气相二氧化碳累计返排量及返排液中溶解的二氧化碳累计返排量 之和即二氧化碳压裂过程中注入二氧化碳的返排量。
[0006]其中，气相二氧化碳累计返排量计算公式：式中：标况下气相二氧化碳累计返排量,m3；t，时间，min；t
开始
，开始放喷时间，min；t
结束
，放喷结束时间，min；q0(p,t)，气液分离后的气相流量的标况换算流量，m3﹒min
‑1；气相中二氧化碳的体积比；其中，返排液中溶解的二氧化碳累计返排量计算公式：
式中：Q
返排液溶解CO2返排量
，标况下返排液中溶解的二氧化碳累计返排量，m3；q
l
(t)，气液分离后的液相返排液流量的标况换算流量，m3﹒min
‑1；返排液中溶解二氧化碳所形成的CO3‑2和HCO3‑1离子换算对应的标况下二 氧化碳体积比；其中：式中：为由二氧化碳压裂注入的二氧化碳转变成的HCO3‑1离子浓度，mg/L；为由二氧化碳压裂注入的二氧化碳转变成的CO3‑2离子浓度，mg/L；为HCO3‑1离子摩尔质量，g/mol；为CO3‑2离子摩尔质量，g/mol。
[0007]还包括：所述开展二氧化碳压裂前，对该气井的邻井进行气样取样及水样取样，获取同一区域、同一 层位的产出气组分及产出液组分及离子含量；井口控制放喷，直至气相二氧化碳的浓度达到产出气组分中的二氧化碳的浓度，放喷结束； 对返排液进行离子组分及浓度变化监测，若与邻井产出液组分及离子含量相等，即返排液是 地层水。
[0008]还包括：所述二氧化碳压裂过程中，还伴注有与二氧化碳及甲烷互溶的示踪剂，且伴注过程中分三个 阶段注入不同类型的示踪剂；通过分析气相二氧化碳中的示踪剂浓度，表明气相中的二氧化碳气体是二氧化碳压裂中注入 的二氧化碳还是地层二氧化碳；通过分析三个阶段中示踪剂的浓度占比获得三个阶段分别返排出的二氧化碳量。
[0009]还包括：所述对返排液进行离子组分及浓度变化监测，通过分析氯离子浓度变化用以判定出水是注入 水还是地层水。
[0010]所述井口控制放喷采用多级喷嘴放喷，放喷压力不超过10MPa。
[0011]所述气液分离采用等压分离，即进出口保持气液混相以实现分离后气液相压力相等。
[0012]所述气液分离通过相分离装置计量液体流量及气体流量。
[0013]所述对分离出的液相进行离子组分及浓度变化监测时，配置有密度计。
[0014]所述气液分离采用气液分离系统，对分离出的气相进行组分检测、气体流量计量及 温压数据监测通过气体监测系统实现，对分离出的液相进行液体流量计量、离子组分及浓度 变化监测通过液体监测系统实现。
[0015]本专利技术的技术效果在于：本专利技术提供了一种二氧化碳压裂后地层埋存量检测方法，通过对压后返排液进行气液分离和 实时监测，计算得到气相二氧化碳累计返排量和返排液中溶解的二氧化碳累计返排量，从而 得到二氧化碳压裂后地层埋存量，有效解决了现场二氧化碳压裂后地层埋存量化表征问题。
附图说明
[0016]图1为本专利技术一种二氧化碳压裂后地层埋存量监测方法的流程图。
具体实施方式
[0017]具体应用例一选择一口天然气井y11井X储层开展二氧化碳混合压裂，井深2900m，选用EE级KQ65/70 双翼11阀采气树井口，采用下悬挂，油管用直坐式联接，采用K344
‑
112
‑
120/70耐低温封隔 器保护套管，3
1/2”油管注入、套管打平衡的压裂方式，前置二氧化碳压裂施工排量为2.0
‑ꢀ
2.6m3/min，施工压力32.5
‑
58.7MPa，平均压力47.5MPa，累计注入液态二氧化碳240m3；后 水力加砂压裂，排量为2.5
‑
5.0m3/min，施工压力51.0
‑
57.7MPa，平均压力54.2MPa，累计入 地总净液量578m3，总加砂量为40m3。
[0018]施工前对y11井周围选取临近3口X层位的生产井，分别取气样和水样，测得气样 天然气组分以及二氧化碳含量，同时对水样组分和离子含量进行测试，测试发现3口井的天 然气组分以及二氧化碳含量、水样组分和离子含量均接近，选择其中一口井数据作为对比标 准：天然气组分主要含甲烷94.835％、二氧化碳4.159％、氮气0.678％、乙烷0.247％、氦气 0.062％、丙烷0.016％、异丁烷0.001％、正丁烷0.002％。其中HCO3‑
含量3.07
×
102mg/L， CO
32
‑
含量为0mg/L，OH
‑
含量为3.07
×
102mg/L，K
+
含量为2.08
×
102mg/L，Na
+
含量为1.84
ꢀ×
104mg/L，Fe
2+
含量5.98
×
102mg/L，Ca
2+
含量1.74
×
104mg/L，Mg
2+
含量7.96
×
103mg/L， Ba
2+
含量为1.35
×
102mg/L，Sr
2+
含量为4.34
×
102mg/L，总矿化度2.10
×
104mg/L，总碱度 3.07
×
102mg/L。
[0019]在二氧化碳压裂过程中，分三个阶段注入三种示踪剂，即注入前80m3二氧本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种二氧化碳压裂后地层埋存量监测方法，其特征在于：方法如下：选择一口气井；针对该气井的某一储层开展二氧化碳压裂；完成二氧化碳压裂后，焖井后开始进行压裂液返排，井口控制放喷；压裂液返排过程中对返排液进行气液分离和实时监测；对分离出的气相进行组分检测、气体流量计量及温压数据监测，获得气体流量和气相二氧化碳所占气相体积比重，进而计算得到气相二氧化碳累计返排量；对分离出的液相进行液体流量计量、离子组分及浓度变化监测，获得液体流量和注入二氧化碳溶解所形成的HCO3‑1和CO3‑2离子浓度，进而计算得到返排液中溶解的二氧化碳累计返排量；忽略地层原有的二氧化碳，气相二氧化碳累计返排量及返排液中溶解的二氧化碳累计返排量之和即二氧化碳压裂过程中注入二氧化碳的返排量。2.根据权利要求1所述二氧化碳压裂后地层埋存量监测方法，其特征在于：所述气相二氧化碳累计返排量计算公式：式中：标况下气相二氧化碳累计返排量,m3；t，时间，min；t
开始
，开始放喷时间，min；t
结束
，放喷结束时间，min；q0(p,t)，气液分离后的气相流量的标况换算流量，m3﹒min
‑1；气相中二氧化碳的体积比；返排液中溶解的二氧化碳累计返排量计算公式：式中：标况下返排液中溶解的二氧化碳累计返排量，m3；q
l
(t)，气液分离后的液相返排液流量，m3﹒min
‑1；返排液中溶解二氧化碳所形成的CO3‑2和HCO3‑1离子换算对应的标况下二氧化碳体积比；其中：式中：为由二氧化碳压裂注入的二氧化碳转变成的HCO3‑1离子浓度，mg/L；为由二氧化碳压裂注入的二氧化碳转变成的CO3‑2离子浓度，mg/L；为HCO3‑1离子摩尔质量，g/mol；
为CO3‑2离子摩尔质量，g/mol。3.根据权利要求2所述二氧化碳压裂后地层...

【专利技术属性】
技术研发人员：王香增，申峰，吴金桥，孙晓，郭兴，穆景福，郭庆，罗攀，贺沛，张磊，
申请(专利权)人：陕西延长石油集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：