鄢宇杰，宋志峰，陈定斌，王立静

(中石化西北油田分公司石油工程技术研究院，新疆 乌鲁木齐 830011)

水平井暂堵转向酸压示踪剂监测技术研究

鄢宇杰，宋志峰，陈定斌，王立静

(中石化西北油田分公司石油工程技术研究院，新疆 乌鲁木齐 830011)

水平井暂堵转向酸压是通过使用暂堵剂临时封堵压裂裂缝，强制流体转向形成新的裂缝来达到最大限度沟通有利储集体，从而提高储层动用程度和单井产量的工艺技术。由于缺乏系统的技术评价手段和方法，暂堵转向是否形成新的裂缝，多次暂堵是否能够形成多条新裂缝，如何对暂堵转向酸压工艺进行优化等疑问一直困扰现场。针对上述问题，采用耐温耐酸型示踪剂开展水平井暂堵转向酸压示踪剂产能监测技术研究，研究结果表明通过密集监测返排初期不同示踪剂浓度变化，可以分析判断暂堵转向有效性，解决了油田现场暂堵转向工艺监测问题，为暂堵转向酸压级数与后期产能分析提供可靠参考依据。

暂堵转向酸压；示踪剂监测；水平井；压裂

由于致密碳酸盐岩储层长裸眼段水平井笼统酸压改造动用程度低，改造效果差，同时机械分段酸压工具可靠性差，压后工具留井治理困难，油田现场采用暂堵转向的分段酸压技术，提高储层动用程度和单井产量[1，2]，实现该区域储层高效经济动用。但目前暂堵转向的分段酸压技术缺乏系统评价手段和方法，暂堵转向工艺优化缺少可靠依据。笔者使用耐高温、耐酸型化学示踪剂进行水平井暂堵转向酸压技术研究，形成一套利用示踪剂评价纤维暂堵转向酸压压裂效果的评价方法。

1 工作原理

水平井暂堵转向酸压过程中，在各级酸压工作液中加入一定浓度的不同种类示踪剂，示踪剂随着工作液注入油井后，沿压开裂缝进入地层[3～6]。上一级压裂结束，注入暂堵剂，暂堵转向有效，新的裂缝形成，则下一级酸压工作液沿着新的裂缝进入地层，压裂结束后，两级酸压工作液将同时返排，井口采集样品中两类示踪剂检测浓度均较高(图1)。上一级压裂结束，注入暂堵剂，暂堵转向无效，未形成新的裂缝，则下一级酸压工作液沿着老的裂缝进入地层，将上一级酸压工作液顶替至地层深部，压裂结束后，下一级酸压工作液领先返排，井口采集样品中下一级示踪剂检测浓度远大于上一级示踪剂浓度(图2)。

图1 暂堵转向有效 图2 暂堵转向无效

2 示踪剂与胶凝酸配伍性评价

表1 示踪剂与胶凝酸配伍性试验结果

酸压监测用示踪剂主要性能[7]：①无毒害、无辐射，对地层无污染、无伤害、安全、环保；②热稳定性好，化学稳定性好，耐酸、碱，抗氧化性好 ，地层吸附小；③监测灵敏度高，达到10-3mg/L；④示踪剂之间不相互影响。

考察示踪剂与胶凝酸配伍性[8，9]：在含20%HCl的胶凝酸中加入水性示踪剂W01～W06，配制成含50mg/L水剂的胶凝酸，150℃恒温静置加热，48h后测定胶凝酸黏度。检测结果如表1所示，在高温酸性环境条件下示踪剂质量浓度不变，稳定性良好，加入示踪剂后胶凝酸黏度无明显变化，无沉淀产生，示踪剂与胶凝酸配伍性良好。

3 示踪剂监测施工参数设计

3.1 示踪剂浓度和用量设计

考虑示踪剂最低检测灵敏度和余量，返出液示踪剂最低浓度计算公式如下：

cw=μFw

式中：cw为压裂返排液示踪剂质量浓度，10-3mg/L；FW为示踪剂检测灵敏度，10-3mg/L；μ为余量系数，1。

示踪剂最大稀释体积为：

Vwp=SHφSwa

式中：Vwp为水性示踪剂最大稀释体积，m3；S为泄油面积，m2；H为油层厚度，m；φ为孔隙度，%；Sw为含水饱和度，%；α为扫及效率，%。

示踪剂用量：

式中：Aw为水性示踪剂用量，m3；Qw为水性示踪剂有效浓度，mg/L。

表2 样品采集频率表

示踪剂现场施工质量浓度:

式中：cw′为压裂施工水性示踪剂配液质量浓度，10-3mg/L；Vw为压裂液注入量，m3。

3.2 样品采集

由于需要通过返排初期示踪剂浓度变化判断暂堵转向有效性，故返排初期采用密集取样方式(表2)。

4 暂堵转向示踪剂监测解释方法

暂堵转向存在成功率问题，压裂级数越多，成功率越低。故水平井暂堵转向酸压改造示踪剂检测结果存在多种可能。假设不同级数暂堵分段压裂情况，根据返排过程中采集样品中不同示踪剂浓度变化判断各级暂堵转向有效性，做出不同示踪剂检测浓度情况对应暂堵分段有效性判断表格，可依靠监测数据结果直接判断纤维暂堵转向有效性。

情况1 压裂级数二级，暂堵转向1次，一级压裂液加入水性示踪剂W01，二级压裂液加入水性示踪剂W02。检测结果如表3所示。①假设暂堵转向有效，则所有段产能均动用，一级压裂液与二级压裂液同时返排，初期返出液中水性示踪剂W01和W02质量浓度均较高；②假设暂堵转向无效，则仅第1段产能动用，二级压裂液领先一级压裂液返排，初期返出液中水性示踪剂W02质量浓度高于W01。

表3 压裂返出液示踪剂检测结果表(二级压裂)

情况2 压裂级数三级，暂堵转向2次，一级压裂液加入水性示踪剂W01，二级压裂液加入水性示踪剂W02，三级压裂液加入水性示踪剂W03。检测结果如表4所示。①假设1+2次暂堵均有效，则所有段产能均动用，一级、二级和三级压裂液同时返排，初期返出液中水性示踪剂W01、W02和W03质量浓度均较高；②假设1+2次暂堵均无效，则仅第1段产能动用，三级压裂液领先一级和二级压裂液返排，初期返出液中水性示踪剂W03质量浓度要高于W01和W02；③假设1次暂堵无效，2次暂堵有效，则第2段产能未动用，二级和三级压裂液领先一级压裂液返排，初期返出液中水性示踪剂W02和W03质量浓度要高于W01；④假设1次暂堵有效，2次暂堵无效，则第3段产能未动用，一级和三级压裂液领先二级压裂液返排，初期返出液中水性示踪剂W01和W03质量浓度要高于W02。

表4 压裂返出液示踪剂检测结果表(三级压裂)

5 结论与认识

1)示踪剂监测技术由于新型示踪剂产品的研发有了长足的发展，已能满足致密油气藏分段压裂改造产出剖面的监测需求。

2)由于测井仪器下入困难，水平裸眼井碳酸盐岩储层分段改造后，产出剖面测试困难，示踪剂监测技术可嵌入到压裂措施当中，不占用井口时间，是解决该问题的最佳方案。

3)暂堵转向酸压改造目前尚无有效方法评价暂堵有效率，通过示踪剂监测方法可判断暂堵转向是否形成新的裂缝，为暂堵转向酸压级数优化提供直观可靠的参考依据。

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2017-01-23

鄢宇杰(1986-)，男，硕士，工程师，现主要从事储层改造工作，yyjie007@163.com。

[引著格式]鄢宇杰，宋志峰 ，陈定斌，等.水平井暂堵转向酸压示踪剂监测技术研究[J].长江大学学报(自科版), 2017,14(23):80～82.

TE357

A

1673-1409(2017)23-0080-03

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