[发明专利]一种利用微量元素示踪剂监测水平井分段压裂效果的方法

说明书

本发明公开了一种利用微量元素示踪剂监测水平井分段压裂效果的方法，主要包括：1)选择本底浓度低的微量元素作为示踪剂；2)根据各段压裂液用量估算各段示踪剂的用量；3)压裂施工时，利用恒流泵通过地面低压管线向混砂车中加入示踪剂，不同层段加入不同示踪剂；4)压裂完成后，对压裂返排液进行密集取样，检测返排液中示踪剂的浓度，绘制示踪剂浓度随时间变化曲线，并计算各段产水量，从而分析各段压裂后的裂缝形态，确定各段对产水量的贡献，明确压裂后井筒和井间的连通性。该方法解决了以往压裂监测技术中信噪比低、可信度差、费用高、放射性污染，不能准确评价水平井分段压裂后各段压裂效果的问题。

技术领域

本发明属于非常规油气田开发的技术领域，具体的涉及一种利用微量元素示踪剂监测水平井分段压裂效果的方法。

背景技术

目前，常用的压裂监测技术主要有地面和井下结合的微地震监测技术，同位素示踪剂监测技术。这两种技术主要用来监测压裂后的裂缝形态，但应用时存在技术局限，地面和井下结合的微地震监测技术存在信噪比低、可信度差、费用高的缺点；同位素示踪剂监测技术存在一定的放射性，对施工人员身体有害，最重要的一点是这两种技术均不能准确评价水平井分段压裂后，各段的压裂效果。

发明内容

本发明的目的在于为了解决现有技术存在的局限，特别是无法准确评价各段压裂效果的问题而提供一种利用微量元素示踪剂监测水平井分段压裂效果的方法，该方法可以准确分析水平井分段压裂后各段裂缝形态，确定各段对产水量的贡献，明确压裂后井筒和井间的连通性，准确评价水平井分段压裂效果，为后期改进压裂工艺提供依据。

本发明的技术方案为：一种利用微量元素示踪剂监测水平井分段压裂效果的方法，包括以下步骤：

(1)根据目标井水样检测结果，选择本底浓度低的微量元素作为示踪剂，根据水平井压裂的段数确定示踪剂的数量，每一段选择一种示踪剂；

(2)根据压裂施工时各层段压裂液的用量估算各段示踪剂的用量，其中各段示踪剂用量的计算公式为：m＝(V₁+V₂)·C·1000；式中m——示踪剂用量，g；V₁——压裂段前置液体积，m³；V₂——压裂段携砂液体积，m³；C——示踪剂均匀分布在前置液和携砂液中的浓度，μg/L，定为500μg/L；

(3)压裂时利用恒流泵通过地面低压管线向混砂车中加入示踪剂，不同层段加入不同示踪剂；

(4)注入前置液时开始注入示踪剂，当携砂液剩余两个井筒体积液量前保证示踪剂注入完成；

(5)示踪剂注入完成后，用清水清洗注入管线；

(6)压裂完成后，对压裂返排液进行密集取样，检测返排液中示踪剂的浓度，绘制示踪剂浓度随时间变化曲线并标记出示踪剂的本底浓度，即地层水中示踪剂的原始含量，得到示踪剂返排曲线示意图，计算各段产水量，从而分析各段压裂后的裂缝形态，确定各段对产水量的贡献，明确压裂后井筒和井间的连通性。

所述示踪剂为微量元素络合物，其中微量元素为钇、镧、铈、镨、钕、钬、钐、铕、钆、铒、铥和镱中任意一种；所述络合剂为乙二胺四甲叉膦酸钠、乙二胺四甲叉膦酸、乙二胺四乙酸二钠、氯化羟胺和乙二胺四乙酸中任意一种。

所述示踪剂的注入时间为30～120分钟。根据注入时间设计示踪剂的注入速度，更符合现场施工情况。

所述步骤(6)中返排液在井口排液管线出口端收集，每12小时取一次返排液，连续取至少60天。

所述步骤(6)中返排液检测时采用电感耦合等离子体质谱仪。采用电感耦合等离子体质谱仪检测示踪剂，检测精度达到10^-14kg/L数量级，该数量级远低于本底浓度的数量级(10^-12kg/L)，保证了检测结果的准确性。