基于控制释放示踪剂技术的水平井产油贡献测试方法

摘要

本发明公开了一种基于控制释放示踪剂技术的水平井产油贡献测试方法，包括以下步骤：在相邻两封隔器之间安装短节，所述短节表面粘附同时蕴含水基示踪剂和油基示踪剂的多孔材料；将连接有封隔器和短节的管柱下到水平井中，针对不同的相邻两封隔器之间石油储层定时采集返排流体样品，分析返排流体样品中水、油含量；将每相邻两封隔器之间石油储层中采集的返排流体样品的油含量除以从各相邻两封隔器之间石油储层中采集的返排流体样品的油含量总和即得各相邻两封隔器之间石油储层的产油占总产油的比例。本发明具有无需多次泵入示踪剂且能长期监测水平井不同节段产油贡献，同时作业过程不占用任何井口以及井下时间和资源的优点。

说明书

技术领域

本发明涉及油田开发工程技术领域。更具体地说，本发明涉及一种基于控制释放示踪剂技术的水平井产油贡献测试方法。

背景技术

示踪剂检测技术是指从注入井注入示踪剂，然后按一定的取样规定在周围产出井取样，检测其产出情况，对样品进行分析，得出示踪剂产出曲线，然后进行拟合，反映注水开发过程中油水井的连通情况，掌握注入水的推进方向、驱替速度、波及面积以及储层非均质性和剩余油饱和度分布等，从而指导油井开采的设计和油田开发的后期调整。然而现有的示踪剂检测技术是直接将化学示踪剂泵入压裂顶替液中，随顶替液进入地层与油或水反应显色，而水平井的的石油储层分布较广，一般多采用分段压裂的技术，故需要多次泵入不同显色的示踪剂才能得到完整的水平井井内储层信息，整个过程费时费力。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。

本发明还有一个目的是提供一种基于控制释放示踪剂技术的水平井产油贡献测试方法，无需多次泵入示踪剂且能长期监测水平井不同节段产油贡献，同时作业过程不占用任何井口以及井下时间和资源。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种基于控制释放示踪剂技术的水平井产油贡献测试方法，包括以下步骤：

步骤一、在相邻两封隔器之间安装短节，所述短节表面粘附同时蕴含水基示踪剂和油基示踪剂的多孔材料，其中每一相邻两封隔器之间的多孔材料中蕴含的水基示踪剂和油基示踪剂与其他相邻两封隔器之间的多孔材料中蕴含的水基示踪剂和油基示踪剂显色均不相同；

步骤二、将连接有封隔器和短节的管柱下到水平井中，针对不同的相邻两封隔器之间石油储层定时采集返排流体样品，分析返排流体样品中水、油含量；

步骤三、将每相邻两封隔器之间石油储层中采集的返排流体样品的油含量除以从各相邻两封隔器之间石油储层中采集的返排流体样品的油含量总和即得各相邻两封隔器之间石油储层的产油占总产油的比例。

优选的是，步骤二中采用分段压裂的方法对不同的相邻两封隔器之间的石油储层进行开采，对每一相邻两封隔器之间的石油储层定时采集返排流体样品，并采用色谱分析方法分析返排流体样品中水和油各自浓度，再根据采集返排流体样品总量算得返排流体样品中水的含量和油的含量。

优选的是，所述短节处于封隔器与最上部射孔孔眼之间。

优选的是，步骤二中返排流体开始的24h内，每隔5min采样一次，每次采样量为25ml，返排流体持续48h后，每隔4天采样一次，整个采样过程历时25天。

优选的是，所述短节的直径略小于封隔器中心管的直径。

优选的是，所述多孔材料为多空陶瓷，所述多空陶瓷通过浸入的方式吸附水基示踪剂和油基示踪剂。

优选的是，所述封隔器为自膨胀封隔器，所述自膨胀封隔器的胶筒包括套设于所述自膨胀封隔器的中心管上的第一胶筒和套设于所述第一胶筒外的第二胶筒，所述第一胶筒靠近上端的外壁同轴设置有两圈第一环形凸起，所述第一胶筒靠近下端的外壁同轴设置有两圈第二环形凸起，所述第一胶筒中部的外壁上还设置有多圈第三凸起，所述第三凸起呈折线状绕设于所述第一胶筒外壁，且相邻两圈第三凸起相对部分的弯折趋势相同，所述第一环形凸起、第二环形凸起和第三凸起与所述第一胶筒一体成型，所述第二胶筒内壁设置有与所述第一环形凸起对应的第一环形凹槽、与所述第二环形凸起对应的第二环形凹槽以及与所述第三凸起对应的第三凹槽；

其中，所述第一胶筒的制备方法为：

S1、按重量份数计，将氢化丁腈橡胶35～40份、硅橡胶20～25份、丁苯橡胶15～20份、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物7～9份、环氧树脂5～10份放入密炼机中混炼均匀，混炼温度为65～75℃，密炼机转速为50～60rpm，混炼3～5min，然后加入高分散白炭黑12～18份混炼，物料温度至100～110℃时排胶，得第一混炼胶；

S2、按重量份数计，将硫磺2～3份、纳米氮化硅1～4份、氢氧化镁5～8份、硬脂酸锌2～6份、硅烷偶联剂3～7份、石蜡2.5～4份、对苯二甲酸二辛酯1.5～3份以及环烷油2～4份，以60～70rpm的转速搅拌35～45min得到第一混合料；

S3、将混合料加入到混炼胶中于密炼机中混炼，混炼温度为170～180℃，密炼机转速为50～60rpm，混炼3～5min，排胶后在模具中浇铸成型；

其中，所述第二胶筒的制备方法为：

S1、按重量份数计，将氟橡胶30～40份、氯化三元乙丙橡胶40～60份、氯磺化聚乙烯橡胶15～20份、酚醛树脂5～10份、高吸水树脂15～20份、马来酸酐接枝聚乙烯5～9份、偶氮二甲酰胺3～8份放入密炼机中混炼均匀，混炼温度为65～75℃，密炼机转速为50～60rpm，混炼3～5min，然后加入高分散白炭黑10～20份混炼，物料温度至125～130℃时排胶，得第二混炼胶；

S2、按重量份数计，将硫磺1.5～3份和纳米氧化锌0.8～1份混合均匀，向其中加入纳米纤维素晶须5～8份、邻苯二甲酸二辛酯3～5份、氯基系偶联剂5～8份、叔丁基过氧化二异丙苯2～5份、聚醚多元醇4～6份以及硅酸钠3～5份，以60～70rpm的转速搅拌35～45min得到第二混合料；

S3、将第二混合料加入到第二混炼胶中，于密炼机中混炼，混炼温度为170～180℃，密炼机转速为50～60rpm，混炼3～5min，排胶后在模具中浇铸成型。

本发明至少包括以下有益效果：基于控制释放示踪剂技术的水平井产油贡献测试方法无需多次向井中泵入示踪剂且能长期监测水平井不同节段产油贡献，同时作业过程不占用任何井口以及井下时间和资源。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本发明其中一实施例的侧面结构示意图；

图2为本发明其中一实施例所述自膨胀封隔器胶筒的侧面结构示意图；

图3为本发明其中一实施例所述第一胶筒的正面结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得；在本发明的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

如图1所示，本发明提供一种基于控制释放示踪剂技术的水平井产油贡献测试方法，包括以下步骤：

步骤一、在相邻两封隔器1之间安装短节2，所述短节2即为较短的管体，所述短节2与相邻两封隔器1的中心管6均同轴连接，所述短节2的直径与所述封隔器1中心管6的直径相等或者略小于均可，所述短节2表面粘附同时蕴含水基示踪剂和油基示踪剂的多孔材料3，所述多孔材料3包括多孔陶瓷材料如多孔氧化铝陶瓷，或者金属泡沫材料如泡沫铝，所述多孔材料3可直接浸入到水基示踪剂和油基示踪剂进行吸附，也可用通过喷涂的方式使其蕴含水基示踪剂和油基示踪剂，其中每一相邻两封隔器1之间的多孔材料3中蕴含的水基示踪剂和油基示踪剂与其他相邻两封隔器1之间的多孔材料3中蕴含的水基示踪剂和油基示踪剂显色均不相同；

步骤二、将连接有封隔器1和短节2的管柱4下到水平井中，所述管柱4还包括其他完井设备，如设置于井口的采油树、油管挂等，以及设置在管柱4末端的防砂筛管、堵塞器等，针对不同的相邻两封隔器1之间石油储层定时采集返排流体样品，采样从试油一直持续到采油，采样频率随产液量变化进行调整，初期试油时可以为5～10min一次，试油结束后调整为30～60min一次，样品送实验室分析，分析返排流体样品中水、油含量，根据示踪剂的不同采取的分析方法也不同，如：用易溶无机盐做示踪剂，则使用分光光度计法检测示踪剂遇水或者油吸附乳化后的在返排流体样品中的浓度；用卤代烃做示踪剂，则用气相色谱法检测示踪剂遇水或者油吸附乳化后的在返排流体样品中的浓度；

步骤三、将每相邻两封隔器1之间石油储层中采集的返排流体样品的油含量除以从各相邻两封隔器1之间石油储层中采集的返排流体样品的油含量总和即得各相邻两封隔器1之间石油储层的产油占总产油的比例。

下面为了说明上述实施例的使用效果，附上在某油田的水平井单井6段采段的产油贡献表，如表1所示，其中第1段采用红色显色油基示踪剂，第2段采用蓝色显色油基示踪剂，第3段采用绿色显色油基示踪剂，第4段采用粉色显色油基示踪剂，第5段采用青色显色油基示踪剂，第6段采用黄色显色油基示踪剂。从表中可以看出6段中5段油基示踪剂显示明显，尾端无显示，水基示踪剂均无显示，说明6段中5段产油，尾端无产量，6段均无产水。

表1

示踪剂颜色产油量(bbl)产油贡献率(％)红色14117蓝色43754绿色8010粉色9211青色588黄色00

在另一实施例中，步骤二中采用分段压裂的方法对不同的相邻两封隔器1之间的石油储层进行开采，对每一相邻两封隔器1之间的石油储层定时采集返排流体样品，并采用色谱分析方法分析返排流体样品中水和油各自浓度，再根据采集返排流体样品总量算得返排流体样品中水的含量和油的含量。

在另一实施例中，所述短节2处于封隔器1与最上部射孔孔眼5之间，这样能确保产液能最大程度的覆盖短节2，使得蕴含在多孔材料3中的水基示踪剂和油基示踪剂能够充分释放。

在另一实施例中，步骤二中返排流体开始的24h内，每隔5min采样一次，每次采样量为25ml，返排流体持续48h后，每隔4天采样一次，整个采样过程历时25天，这样在返排流体开始前期采集过程密集能够较全面的反应试油前期各个时段的产油贡献，后期出油稳定不需要密集采集，节约成本。

在另一实施例中，所述短节2的直径略小于封隔器1中心管6的直径，这样能使得产液较好的覆盖短节2表面，使得蕴含在多孔材料3中的水基示踪剂和油基示踪剂能够充分释放。

在另一实施例中，所述多孔材料3为多空陶瓷，所述多空陶瓷通过浸入的方式吸附水基示踪剂和油基示踪剂，这种方式操作简单，同时，也能保证水基示踪剂和油基示踪剂在多空陶瓷中的吸附量大。

在另一实施例中，如图2～3所示，所述封隔器1为自膨胀封隔器1，所述自膨胀封隔器1的胶筒包括套设于所述自膨胀封隔器1的中心管6上的第一胶筒7和套设于所述第一胶筒7外的第二胶筒8，所述第一胶筒7靠近上端的外壁同轴设置有两圈第一环形凸起9，所述第一胶筒7靠近下端的外壁同轴设置有两圈第二环形凸起10，所述第一胶筒7中部的外壁上还设置有多圈第三凸起11，所述第三凸起11呈折线状绕设于所述第一胶筒7外壁，且相邻两圈第三凸起11相对部分的弯折趋势相同，所述第一环形凸起9、第二环形凸起10和第三凸起11与所述第一胶筒7一体成型，所述第二胶筒8内壁设置有与所述第一环形凸起9对应的第一环形凹槽、与所述第二环形凸起10对应的第二环形凹槽以及与所述第三凸起11对应的第三凹槽；

其中，所述第一胶筒7的制备方法为：

S1、按重量份数计，将氢化丁腈橡胶35～40份、硅橡胶20～25份、丁苯橡胶15～20份、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物7～9份、环氧树脂5～10份放入密炼机中混炼均匀，混炼温度为65～75℃，密炼机转速为50～60rpm，混炼3～5min，然后加入高分散白炭黑12～18份混炼，物料温度至100～110℃时排胶，得第一混炼胶；

S2、按重量份数计，将硫磺2～3份、纳米氮化硅1～4份、氢氧化镁5～8份、硬脂酸锌2～6份、硅烷偶联剂3～7份、石蜡2.5～4份、对苯二甲酸二辛酯1.5～3份以及环烷油2～4份，以60～70rpm的转速搅拌35～45min得到第一混合料；

S3、将混合料加入到混炼胶中于密炼机中混炼，混炼温度为170～180℃，密炼机转速为50～60rpm，混炼3～5min，排胶后在模具中浇铸成型；

其中，所述第二胶筒8的制备方法为：

S1、按重量份数计，将氟橡胶30～40份、氯化三元乙丙橡胶40～60份、氯磺化聚乙烯橡胶15～20份、酚醛树脂5～10份、高吸水树脂15～20份、马来酸酐接枝聚乙烯5～9份、偶氮二甲酰胺3～8份放入密炼机中混炼均匀，混炼温度为65～75℃，密炼机转速为50～60rpm，混炼3～5min，然后加入高分散白炭黑10～20份混炼，物料温度至125～130℃时排胶，得第二混炼胶；

S2、按重量份数计，将硫磺1.5～3份和纳米氧化锌0.8～1份混合均匀，向其中加入纳米纤维素晶须5～8份、邻苯二甲酸二辛酯3～5份、氯基系偶联剂5～8份、叔丁基过氧化二异丙苯2～5份、聚醚多元醇4～6份以及硅酸钠3～5份，以60～70rpm的转速搅拌35～45min得到第二混合料；

S3、将第二混合料加入到第二混炼胶中，于密炼机中混炼，混炼温度为170～180℃，密炼机转速为50～60rpm，混炼3～5min，排胶后在模具中浇铸成型。

自膨胀封隔器1在使用过程中，通过胶筒与油井内的水或者油接触发生膨胀产生体积变化，进而填满处于封隔器1段的管柱4与套管间的径向空间形成密封，现有的自膨胀封隔器1的胶筒膨胀过程属于三维变化，即沿管柱4轴向和径向均发生伸长，而在封隔器1使用时，需要的是在管柱4与套管间的径向空间形成密封，即只需要自膨胀封隔器1的胶筒沿管柱4径向伸长并与套管内壁紧密接触，尽量减少自膨胀封隔器1的胶筒在沿管柱4轴向伸长，因为自膨胀封隔器1的胶筒的轴向伸长不仅会影响封隔器1座封位置的准确性，还因为自膨胀封隔器1的胶筒径向与套管内壁接触后会转向轴向变化减小座封力，从而影响自膨胀封隔器1的胶筒的密封性。

上述实施例在使用过程中，通过设置第一胶筒7和第二胶筒8复合使用，第一胶筒7采用高强度橡胶配方，第二胶筒8采用高膨胀高韧性橡胶配方，结合第一胶筒7上设置的两圈第一环形凸起9和两圈第二环形凸起10，阻止第二胶筒8膨胀后延管柱4轴向的伸长，同时设置多圈呈折线状绕设于所述第一胶筒7外壁的第三凸起11，这样能缓解第二胶筒8对第一胶筒7产生的强烈拉力避免第一胶筒7撕裂，也使得第二胶筒8尽量保持在沿管柱4径向的伸长，确保第二胶筒8与套管内壁的密封接触。

上述实施例在地面模拟井下座封实验过程中，胶筒对套管侧壁的座封力可达26MPa，相比于现有的自膨胀封隔器的座封力提高了3～5MPa，经过长达40天的油水浸泡后，胶筒对套管侧壁的座封力仍有20MPa，且座封过程中无渗液漏液现象，座封位置准确，胶筒的轴向伸长控制在5～8cm，相比于现有的自膨胀封隔器的轴向伸长减少了4～6cm。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。