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化学示踪剂揭开多级分段压裂技术的新篇章

 化学示踪剂揭开多级分段压裂技术的新篇章

随着水平页岩井对压裂段数的需求不断增加,对返排技术的要求也越来越高,因此,为了更好地追踪压裂中各个井段石油、气体或水返排的情况,同时了解同一区块的油气井在纵向与横向的连通能力,达到降低水平页岩井不确定性的目标,化学示踪剂越来越显示出其重要性,也因此倍受青睐,并且其应用条件的要求也比放射性示踪剂更低。

随着减少水平页岩井相关的不确定性的返排技术需求增长越来越快,同样导致了碳氢化合物和水示踪剂的出现。这些化学示踪剂用来确定生产井的生产来源,这在页岩气行业中对致力于更划算的压裂设计有重要意义。

化学示踪剂揭开多级分段压裂技术的新篇章

示踪剂与被注入到压裂孔中的沙子或支撑剂材料一同被泵入井下,这些化学示踪剂将随着油气井产出的石油或水流动。与放射性示踪剂不同的是,放射性示踪剂需要进行关井来获得其运行记录,而化学示踪剂只需在返排与生产过程中,在连续的时间间隔内,取井口适量的化学示踪剂作为样本,拿到实验室进行分析即可。

在生产分析中,不同时刻下随着产出液回流到地面的示踪剂浓度可用于确定每个生产层段的有效性。在所有条件相同的条件下,一口压裂30段的井中每个层段的示踪剂量占所有被注入井下示踪剂总量的3%到4%。然而,实际上这种情况是很少出现的。石油圈原创www.oilsns.com

该地区CoreLabs’ ProTechnics诊断服务的工程顾问Claudio Ramos说:“我们通常在地面观察到示踪剂的百分含量在一些层段为10%,12%或14%,而有些阶段几乎没有,只有1%,甚至更少”。

ProTechnics开始的那一年,有10种石油示踪剂,10种气体示踪剂,14种水示踪剂。到今年秋天,这些种类分别增长到28,15和29。到明年年初,公司预计使用34种石油和水的示踪剂,同时也希望有更多的气体示踪剂。

示踪剂之所以发展如此迅速,主要是因为页岩气生产商对水平井压裂层段数的要求一直在持续增长。几年前第一口多级页岩井大概只压裂了3段,分割段的长度为2000英尺或3000英尺。那时,大多数公司主要使用化学示踪剂来判断某些原油是否来自一口井的趾部,因为趾部被认为对总产量贡献最少的区域,因此需要确定趾部的产出油的量。

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Ramos说:“自从实施压裂工艺以来,分段压裂的层段数和簇数大大地改变了。现在,分段压裂分20到30层段是很正常的,50层段也并不算太多”。他还补充道一些公司甚至在尝试80或90层段的分段压裂工艺。

另一个推动示踪剂需求递增的因素是许多页岩生产商已经进入到了加密发展的阶段,其中包含了以更密集的钻井数来尽可能大地获取更多的产量。同时,钻井项目的堆积也越来越常见,它们都是以不同储层的同一区块的不同深度为目的层。这些需求都对示踪剂的发展起到了推动作用。

Ramos说:“现在他们想了解这些井分别在纵向与横向的连通能力,这就需要更多的示踪剂来进行跟踪,因为我们在每部分或每个层段都需要一种独特的示踪剂。如果可能的话,希望每口井都有其独特的示踪剂”。

例如,某一区块有六口井,每口井需进行压裂25层段,因此共需150种示踪剂来确定每口井的每个井段。但是,示踪剂的数量难以达到每口井一种示踪剂的要求,所以需要将同一种示踪剂用于其不同的井段来检测其连通情况,即井眼底部、中部与趾部分别用一种示踪剂,然后对每口井都重复进行该过程。因此,对于一个有六口井的区块只需要18种示踪剂即可完成任务。

ProTechnics建议最短的返排采样周期为90天,以此获得较为客观的油井表观数据。Ramos说:“然而,最近我们更多被问到的是,压裂之后的6到9个月油气井生产方面会发生怎样的变化。”

他说,为了延长分析周期,我们有时会用双倍剂量的示踪剂材料来增加示踪剂分散后的可测浓度,并且可使其使用周期长达一年之久。在最近的一个案列中,ProTechnics的追踪时间达到了22个月。

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