【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及储层二氧化碳驱油和封存过程中流体的迁移和分布监测，具体涉及一种二氧化碳在储层中迁移和分布的监测方法。
技术介绍
0、技术背景
1、二氧化碳驱油与封存是实现“双碳”目标的重要途径之一，其技术的重要作用在能够安全、长期、规模化将二氧化碳封存于地质体中实现减排。油田实施二氧化碳驱油与封存既可产生经济效益，又可实现规模化减排的双重目的，其关键保障在于通过长期监测手段明确二氧化碳在储层中的迁移和分布。
2、在成藏过程中，基于压力场、温度场、水动力场等多场耦合条件，油气水三相在不同成因下的储层中具有独特的存储关系。在鄂尔多斯盆地，侏罗纪到三叠系被分为延安组及延长组，根据典型泥岩标志层又被分为多个小层，各小层之间被钙质泥岩（盖层）隔开，泥岩与泥岩之间存储有油和水，二氧化碳注入储层后将油水驱出提高采收率，同时占据油水原来位置实现封存。实施该技术的研究和工程人员共同关心的问题是注入后的二氧化碳迁移的方向及分布状态，可以有效评估其驱油效果和上覆盖层的完整性。
3、由于实施二氧化碳驱油与封存的储层深度需要大于1000m，国外早期针对二氧化碳监测仅限于井筒压力及腐蚀开展监测。随着技术的发展，国外在大平原采用四维地震技术经过10余年的时间监测出二氧化碳在储层中驱替前缘的变化规律，并被作为典型案例，实现了平面上较为清晰的二氧化碳迁移监测，但在纵向上迁移及立体式分布截至目前无法精确监测。
4、四维地震监测技术在二氧化碳迁移方面具有较为明显的劣势：（1）耗时长，一个周期需要5年以上；（2）监测点不连
5、综上所述，四维地震技术在储层二氧化碳迁移、分布具有很大的挑战，尤其在油气储量丰富的鄂尔多斯盆地实施二氧化碳驱油与封存过程体现的更加显著。因此，亟需一种可长期、立体、适应性强且兼顾二氧化碳迁移和分布监测的技术，为二氧化碳驱油与封存效果评价，盖层安全以及未来储层二氧化碳封存碳核查、碳交易奠定技术基础。
6、目前，分布式光纤主要应用于矿下恶劣环境信号抗干扰，高压二氧化碳管道泄漏点的检测，气体浓度检测，水土工程沉降监测，煤矿采空区自燃监测系统及危险动态判识预警，材料腐蚀状态的监测，超特大隧道线路长、设备多、数据采集等领域，主要以数据通信为主。在石油领域，主要应用于地层压裂效果监测，油气产出剖面的测试，油井井温测试，水平井分层完井监测，油井高压水管泄露监测，时移vsp数据采集，储层参数监测，火驱点火井油井温度监测，油田油井火灾预警，井筒流体类型识别，油井数据采集，油井套管形变监测等领域，大多使用温度或声波等单一类型传感光纤在套管内、油套环空或油管内进行监测，在储层二氧化碳应用领域主要利用应变光纤阶段性采集二氧化碳泄露信息，且矿场实践均未实施。
7、一口注气井周围多个采油井组成二氧化碳注采井网，低温液态二氧化碳在一定压力下通过地面管线进入目标驱油与封存储层，在驱替压差的作用下向采油井进行运移，地层流体（油、水）被推至采油井被采出，二氧化碳占据地层流体原油孔隙，通过滞留作用封存于储层中，在此过程中由于大量二氧化碳快速进入储层并与地层油和水同时向前运移，打破原始地层流体、温度和压力场的平衡从而引起相关参数的改变。大量二氧化碳首先进入储层，随着量的增加，储层压力也会缓慢增加，当压差高于上覆盖层突破压力，会使盖层薄弱处产生破裂，从而发生振动，或二氧化碳通过扩散作用突破盖层，非常缓慢进入上覆储层，并分布于此。在实际工况下，研究者并不希望此现象发生，发生泄露，一旦进入淡水层、土壤和大气，将发生不可逆的污染灾害。
8、因此，为了能够预警，判断二氧化碳在平面、纵向立体式的迁移和分布，需要以注气区域为中心，周围布设可长期、连续监测的设施。
技术实现思路
1、本专利技术旨在针对上述问题，提出一种在套管外集成安装应变、温度和振动多参数分布式光纤对二氧化碳迁移和分布的监测方法。
2、本专利技术的技术方案在于：
3、一种二氧化碳在储层中迁移和分布的监测方法，方法如下：
4、步骤1：依据注采井网选择光纤监测井；
5、一口注气井外围围绕该注气井设有若干采油井，构成注采井网；以注气井及与其相邻的采油井的井底距离为注采井井底距离；
6、还包括设置于二氧化碳扩散边界内，沿二氧化碳扩散方向，以注气井为圆心，布设点构成一圆周的光纤监测井；光纤监测井沿砂体展布方向及垂直方向的布设数目为2:1；
7、步骤2：光纤监测井中，随套管下入多参数监测光纤；其中，多参数监测光纤包括应变光纤、温度光纤及振动光纤；多参数监测光纤纵向上均布有监测点；
8、步骤3：向储层中注入二氧化碳，通过多参数监测光纤监测二氧化碳含量；
9、根据温度光纤测得的温度值变量、应变光纤测得的应变漂移量判断是否发生突变，若发生突变则表明该方向为二氧化碳主迁移方向；
10、根据振动光纤测得的相位变化率判断是否发生突变，若发生突变则表明二氧化碳突破盖层及上覆地层，具有安全风险；
11、进而实现储层二氧化碳迁移和分布的立体化监测。
12、其中，所述步骤3的详细过程为：立体化监测过程中，
13、平面上，温度光纤测得的温度值变量及应变光纤测得的应变偏移量为储层段信号；若储层段信号同时发生突变，且突变点连续出现3次以上，则认为该方向二氧化碳平面运移速度最大，该方向即为二氧化碳主迁移方向；
14、纵向上，振动光纤测得的相位变化率为盖层段信号；若相位变化率连续3次以上大于2.7×10-4rad/s，则认为二氧化碳突破盖层及上覆地层，具有安全风险。
15、还包括，向储层中注入二氧化碳之前，通过外部分布式光纤地面监测仪器对储层温度值、振幅值及应力值进行监测作为背景参数。
16、还包括，结合注采井网、二氧化碳平面运移速度及储层顶底界面及相位变化率，绘制二氧化碳在储层储层中的立体迁移和分布状态图。
17、所述二氧化碳平面运移速度为注采井井底距离/(二氧化碳注入时间-首次监测时间)。
18、所述光纤监测井裸孔完成后，将多参数监测光纤绑设于套管外随套管下入光纤监测井中，套管外采用水泥循环灌注，封存于水泥环中；对光纤监测井射孔本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种二氧化碳在储层中迁移和分布的监测方法，其特征在于：方法如下： 步骤1：依据注采井网选择光纤监测井(3)；
2.根据权利要求1所述二氧化碳在储层中迁移和分布的监测方法，其特征在于：所述步骤3的详细过程为：立体化监测过程中，
3.根据权利要求2所述二氧化碳在储层中迁移和分布的监测方法，其特征在于：还包括，向储层中注入二氧化碳之前，通过外部分布式光纤地面监测仪器对储层温度值、振幅值及应力值进行监测作为背景参数。
4.根据权利要求3所述二氧化碳在储层中迁移和分布的监测方法，其特征在于：还包括，结合注采井网、二氧化碳平面运移速度及储层顶底界面及相位变化率，绘制二氧化碳在储层储层中的立体迁移和分布状态图。
5.根据权利要求4所述二氧化碳在储层中迁移和分布的监测方法，其特征在于：所述二氧化碳平面运移速度为注采井井底距离/(二氧化碳注入时间-首次监测时间)。
6.根据权利要求5所述二氧化碳在储层中迁移和分布的监测方法，其特征在于：所述光纤监测井(3)裸孔完成后，将多参数监测光纤绑设于套管外随套管下入光纤监测井(3)中，套管外采用
7.根据权利要求6所述二氧化碳在储层中迁移和分布的监测方法，其特征在于：所述多参数监测光纤下放至二氧化碳注入层，二氧化碳注入层位于孔眼上部0-5m。
8.根据权利要求7所述二氧化碳在储层中迁移和分布的监测方法，其特征在于：所述应变光纤(7)回路式捆绑于套管外部，温度光纤(8)及振动光纤(6)单根捆绑于套管外部。
9.根据权利要求8所述二氧化碳在储层中迁移和分布的监测方法，其特征在于：还包括，通过BOTDR技术实现对多参数监测光纤每一个监测点进行分布式监测。
10.根据权利要求9所述二氧化碳在储层中迁移和分布的监测方法，其特征在于：所述套管还设有套管扶正器。
...【技术特征摘要】
1.一种二氧化碳在储层中迁移和分布的监测方法，其特征在于：方法如下： 步骤1：依据注采井网选择光纤监测井(3)；
2.根据权利要求1所述二氧化碳在储层中迁移和分布的监测方法，其特征在于：所述步骤3的详细过程为：立体化监测过程中，
3.根据权利要求2所述二氧化碳在储层中迁移和分布的监测方法，其特征在于：还包括，向储层中注入二氧化碳之前，通过外部分布式光纤地面监测仪器对储层温度值、振幅值及应力值进行监测作为背景参数。
4.根据权利要求3所述二氧化碳在储层中迁移和分布的监测方法，其特征在于：还包括，结合注采井网、二氧化碳平面运移速度及储层顶底界面及相位变化率，绘制二氧化碳在储层储层中的立体迁移和分布状态图。
5.根据权利要求4所述二氧化碳在储层中迁移和分布的监测方法，其特征在于：所述二氧化碳平面运移速度为注采井井底距离/(二氧化碳注入时间-首次监测时间)。
6.根据权利要求5所述二氧化碳在储层...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈龙龙，汤瑞佳，魏登峰，江绍静，张志升，田伟伟，
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：
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